一、空气调节和空气净化的基础知识

（一）空气调节的基本概念

1、空气调节及其分类

空气调节就是使房间或封闭空间的温度，相对湿度，洁净度，和气流速度等参数均达到给定要求的技术。也就是说，在人们的生活和工作以及生产和科研的某一个特定的空间内其环境空气的温度，湿度，洁净度，和气流速度等构成了该空间的空气环境。采取必要的技术手段来创造和保持该空间内要求的空气环境就是空气调节的任务。在空气调节系统中，空气处理设备即空调器是实现空气热，湿交换和空气过滤净化的核心部分。一个房间或一个空间，在一般情况下除了有来自该房间内部的围护结构，人员，照明灯具及设备产生的热，湿，粒子，微生物或其他有害物的干扰外，同时还有来自房间外部的大气，太阳辐射等的干扰。为了消除上述来自室内外的干扰，就必须采取必要的技术手段，用在空气处理设备中经热，湿和过滤处理过的空气来转移，置换，稀释和冲淡来自方方面面对房间空气的干扰，来保证房间内一定要求的空气环境。空气调节的原例图见图一和图二。

图一 空气调节原理图

图二 净化空调原理图

空气调节按使用对象的不同又可划分为舒适性空气调节和工艺性空气调节。

舒适性空气调节就是为了满足人们的舒适要求而设置的空气调节。

工艺性空气调节就是为了满足生产工艺对环境空气参数的要求而设置的空气调节。环境空气的温湿度等参数均由生产工艺来决定。不同的生产工艺对环境空气参数的要求也不相同。

2、湿空气焓湿图及其应用

① 湿空气的焓湿

湿空气就是我们生活和工作的环境空气，就是生产和科学研究的环境空气。其主要成份是干空气和水蒸汽。所谓干空气就是不含水蒸汽的空气，其中有78%的氮气，21%的氧气和不足1%的氩气，氖气等惰性气体和少量的二氧化碳。在湿空气中虽然水蒸汽的含量非常少，但是它的作用却非常大。从某种意义上说调节湿空气中水蒸汽的含量就是空气调节的重要任务之一。

湿空气的焓湿图是用来表示湿空气的温度、相对湿度、含湿量和焓值等空气状态参数及其相互关系的线算图。是在一定的大气压力的条件下，以焓值为纵坐标含湿量为横坐标，其夹角为135°的线算图。图中有等温度线、等相对湿度线、等含湿量线和等焓值线。利用焓湿图可以表示空气调节处理过程中所发生的混合、加热、冷却、加湿、去湿等所有空气处理过程，并且利用焓湿图可以计算出空气处理过程中所需要的冷量、加热量、加湿量等各种用量。焓湿图见图三。

图三 湿空气的焓湿图

② 焓湿图中的名词定义

a. 干球温度：就是用干球温度计测出的空气温度。

b. 湿球温度：就是用湿球温度计测出的空气温度。也就是说将温度计的水银球用浸水的纱布包裹起来，所测得的稳定的空气温度。从理论来说，湿球温度就是室内放置一盆水，水吸收空气中的热量后部分水蒸发成水蒸汽释放到空气中，增加空气的潜热，而空气失去了热量，温度降低失去了空气的显热。当这一热湿交换达到平衡以后，空气所得的潜热（水蒸汽）和所失的显热（温度降低）达到平衡后，其空气的总热量（焓值）不变时，此时的水面空气的温度就是空气的湿球温度<即增加的潜热等于失去的显热时>。湿球温度也就是相对湿度100%时的饱和温度。

c. 相对湿度：空气中实际的水蒸汽的分压力与同温度下饱和状态空气的水蒸汽的分压力之比。饱和水蒸汽的分压力为100%。

d. 饱和水蒸汽的分压力：空气中的水蒸汽不断增加达到饱和时，空气中的水蒸汽就会凝结成水由空气中分离出来，此时的温度为饱和温度，其相对湿度达到100%。

e. 露点温度：是在一定大气压力的条件下，某含湿量下的未饱和空气因温度不断地降低，相对湿度不断增加，达到饱和状态空气中的水蒸汽凝结成水珠，从空气中分离出来时的温度叫露点温度。也就是空气中的水蒸汽分压力随空气温度降低不断升高，达到饱和状态（100%）时的温度叫露点温度。

f. 含湿量：即环境空气中1公斤干空气所含有水蒸汽的质量（g）。

g. 热湿比ε线：空调房间内的全热负荷与全湿负荷之比。

在电子工业产热量大、产湿量小的洁净厂房一般的热湿比8000~10000大卡/kg趋近正无穷大。

对于医院的洁净手术部的洁净手术室的热湿比大约在1800~2400大卡/kg。因为人多，人的产湿量大，但热负荷较小。

③ 焓湿图的应用

在焓湿图上可以划出空气调节系统中各种空气处理的过程线，并且可以在线算图上查出各种空气处理过程的空气参数和各种所需用量。

a. 等湿加热：空气含湿量不变条件下的加热。环境空气的干球温度升高，相对湿度降低。如：空气处理中用热水和蒸汽为热源的热交换器加热、电加热器的加热。ε为正的无穷大过程图线。见图四。

图四 等湿加热过程

b. 等湿降温：空气含湿量不变条件下的降温。环境空气的干球温度降低，相对湿度增加但并未到露点，没有水凝结出来。如：空气处理中的干表冷。即送入表冷器中的冷冻水的初温高于空气露点。此时ε为负无穷大的过程线。见图五。

图五 等湿降温过程

c. 等焓加湿：空气的焓值不变条件下的加湿。即空气和水直接并充分地进行热交换的过程。水吸收空气中的热量后部分水被蒸发成水蒸汽进入空气，空气失去热量温度下降。最终达到空气失去的热量等于空气中增加的水蒸汽的含热量。其空气的总热量（焓值）不变。过程线是135°线，ε=0，过程线见图六。空气处理过程中淋水室（淋循环水）湿膜加湿、高压喷雾加湿、超声波加湿等加湿的过程线。

图六 等焓加湿过程

d. 生温去湿：空气的温度不断升高含湿量不断降低的过程。固体化学去湿的过程就是生温去湿的过程。即：固体吸湿剂吸收空气中的水分发生化学反应放热使空气温度升高，绝对含湿量降低，相对湿度也降低。过程线近似等焓线。常见的分子筛、氯化锂、硅胶等固体吸湿就是生温去湿过程。过程线见图七。

图七 升温去湿过程

e. 等温加湿：空气干球温度不变条件下的加湿。向空气中喷入水蒸汽的过程就是等温加湿过程。空气的温度维持不变，直接将水蒸汽喷入空气变成空气中的水蒸汽。空气处理中常用的喷蒸汽、喷干蒸汽电极式、电热式的加湿器。过程线见图八。

图八 等温加湿过程

f. 降温去湿（降温干燥）：空气的温度降低同时含湿量也减低的空气处理过程。向空气中喷淋低于空气露点的冷冻水，或将低于空气露点的冷冻水（冷媒）通入表面冷却器，与空气接触后，使空气温度降低而且还使空气中的水蒸汽遇冷凝结成水滴从空气中分离出来，使空气的温度降低,绝对含湿量减少。这是空气处理中最常用的降温去湿的方法，也是冷冻去湿的方法。过程线见图九。向空气中喷淋液体吸湿剂的处理过程也是降温去湿减焓过程，但工程中很少应用。

图九 降温去湿过程

g. 升温加湿：向空气中喷热水的处理过程，是升温加湿的过程。在工程中很少应用。过程线见图十。

图十 升温加湿过程

h. 空气的混合过程：两种不同状态的空气混合时，其空气的混合状态点在两种空气状态点的连线上。线段长度之比则为两空气质量之比。其过程线见图十一。

图十一 混合过程

焓湿图上几种典型的空气处理过程见图十二。

图十二 典型的空气处理过程

湿空气状态的各种参数，如：干球温度，湿球温度，露点温度，相对湿度，含湿量和焓值等之间都是相互关连的，只要知道其中的两，三个参数在焓湿图上就可以确定湿空气的状态点。见图十三。

图十三 空气状态点参数的确定

④ 焓湿图的应用举例

一个洁净室的室内参数为N，送风参数为S，热湿比为ε，送风温差为Δt。全新风系统。夏季室外计算参数为Ws，冬季室外计算参数为Wd。现需将室外空气处理到送风参数点S后，用风管送到洁净室内就能满足洁净室的温、湿度要求。可以采取下面多种方法，对空气进行热，湿处理都能达到同一个目的。见图十四。

图十四 焓湿图上的空气处理过程

如：夏季空调空气处理过程可以有如下途径来实现：

a. W_S→L→S 用表冷器或淋水室将室外空气降温去湿减焓处理后再等湿再热。

b. W_S→a→S 用固体化学去湿将室外空气生温去湿再干冷降温。

c. W_S→S 用喷淋液体吸湿剂做降温、去湿、减焓处理。

又如：冬季空调空气处理过程可以有如下途径来实现：

a. W_d→b→L→S 先用加热器对室外空气预热再等温加湿（喷蒸汽）然后用加热器再热。

b. W_d→c→L→S 先用加热器对室外空气预热再等焓加湿（湿膜等）然后用加热器再热。

c. W_d→d→S 先用加热器对室外空气加热再等温加湿（喷蒸汽）。

d. W_d→L→S 先用喷热水对室外空气升温加湿然后再热。

e. 用加热器加热+部分空气进行等焓加湿(用湿膜等方法)+再与未加湿部分空气混合。

3、空气调节的气流组织

空气调节气流组织设计的任务就是要合理地组织室内空气的气流流动，使工作区的温度，湿度，气流速度和洁净度能很好地满足生产和科学研究以及人们舒适感的要求。气流组织不合理不仅直接影响空调房间的空调参数和空调效果，而且还要空调系统的能耗。

空调系统送风口射出空气射流是影响室内气流组织的主要因素，而空调回风口，从流体力学角度是空气的汇流，起回风速度衰减很快，与其距离的平方成反比。因此回风口的位置对室内气流组织的影响比较小。

空气调节系统的气流组织形式主要有：上送下回，上送下侧回，上送上回，侧上送侧下回等形式。见图十五。

图十五 空气调节的气流组织

（二）空气净化的基础知识

1、洁净室及其四大技术要素

根据生产和科研的要求对室内空气环境的洁净度、温度、相对湿度以及压力、噪声、振动、静电等参数都进行控制的房间叫洁净室或洁净厂房。

洁净室的四大技术要素就是：粗效，中效和高效三级过滤，足够的净化送风量，室内正压的建立和维持，以及終端高效或超高效过滤器的设置。

2、洁净室的应用和分类

当今洁净室已广泛地应用在电子、航天、机械、化工、制药、食品、医疗、生物工程……各行各业。而且，随着国民经济和科研事业的飞速发展，洁净室的应用将越来越广泛，越来越重要，

洁净室可按气流流型和使用用途以及控制的主要对象来分类。

⑴、洁净室按气流流型来划分

① 单向流（层流）洁净室，其中又分垂直单向流洁净室和水平单向流洁净室。

图十六 单向流气流流型

② 非单向流（乱流）洁净室

图十七 非单向流气流流型

③ 混合流洁净室

图十八 混合流气流流型

④ 矢流（对角流）洁净室

图十九 矢流气流流型

⑤ 各种气流的特点、创造的洁净度、应用范围和投资运行费。

▲ 单向流气流的净化原理是活塞和挤压原理，把灰尘从一端向另一端挤压出去，用洁净气流置换污染气流。包括有垂直单向流和水平单向流。

垂直单向流是气流以一定的速度（0.25m/s~0.5m/s）从顶棚流向地坪的气流流型。这种气流能创造100级、10级、1级或更高洁净级别。但其初投资很高、运行费很高，工程中尽量将其面积压缩到最小，用到必须用的部位。

水平单向流是气流以一定的速度（0.3m/s~0.5m/s）从一面墙流向对面的墙的气流流型。该气流可创造100级的净化级别。其初投资和运行费低于垂直单向流流型。

▲ 非单向流气流的净化原理是稀释原理。一般型式为高效过滤器送风口顶部送风；回风的型式有下部回风、侧下部回风和顶部回风等。依不同送风换气次数，实现不同的净化级别，其初投资和运行费用也不同。

▲ 混合流气流是将垂直单向流和非单向流两种气流组合在一起构成的气流流型。这种气流的特点是将垂直单向流面积压缩到最小，用大面积非单向流替代大面积单向流以利节省初投资和运行费。

▲ 举例给出不同气流流型的送风量、耗冷量、初投资和运行耗电的具体指标见表一，此指标是以电子工业洁净厂房为代表，具体数据有参考价值，但不能随便套用。

表一 不同洁净级别洁净厂房的送风量、冷量投资耗电的指标

气流流型	洁净级别 (级)		送风量 (m/s) (次/h)	耗冷指标 (W/m2)	投资指标 (元/ m2)	耗电指标 (W/m2)
单向流	垂直	10	>0.25m/s	1300~1500	10000~13000	1.25~1.35
		100
	水平	100	>0.3m/s	800~1000	5000~6000	0.9~1.0
非单向流	1000		50~60次/h	600~700	2800~3000	0.25~0.33
	10000		25~30次/h	500~600	2000~2200	0.22~0.26
	100000		15~20次/h	350~400	1400~1600	0.13~0.16

注：

• 表中的送风量、单向流以断面风速表示，非单向流以换气次数表示。
• 表中冷量指标一般指电子工业洁净厂房。
• 表中的初投资包括洁净厂房的围护、冷冻供应系统、空调净化系统，不含土建结构和自动控制的投资。
• 表中的耗电量系指制冷系统和空调送风系统耗电，不含电加热和电加湿的耗电量。

⑵、按使用的用途或控制的主要对象划分

① 工业用洁净室：以控制灰尘为主要对象。用于电子、航天、机械、化工、化学制药……。

② 生物洁净室：以控制细菌（微生物）为主要对象。用于生物制药、医疗、食品、生物工程、动物饲养、生物安全等……。

3、洁净室与一般空调的差别见表二

表二 洁净室与一般空调的差别

比较项目	一般空调	净化空调
原理	送风和室内空气充分混合以达到室内温湿度均匀	乱流为稀释原理，层流为活塞原理，送出的洁净室空气先达工作区，罩笼洁净工作区
目的	为了控制温度、湿度、风速和空气成份的目的	除了一般空调的目的之外，更重要的是控制粒子的浓度
手段	粗、中效过滤加热湿交换	除空调手段外还要加高效、超高效过滤器，对微生物还要有灭菌措施
送风量 (次/h)	一般降温空调8~10次/h 一般恒温空调10~15次/h	单向流400~600次/h 非单向流15~60次/h
初投资 (元/m2)	一般降温500元/m2 一般恒温800元~1000元/m2	单向流5000~15000元/m2 非单向流1500~3000元/m2
运行耗电 (Kw/m2)	一般降温0.04~0.06 Kw/m2 一般恒温0.08~0.10 Kw/m2	单向流0.9~1.35 Kw/m2 非单向流0.13~0.33 Kw/m2
冷量指标 (W/m2)	一般降温150~200 W/m2 一般恒温200~250 W/m2	单向流800~1500 W/m2 非单向流350~700 W/m2

4、工业洁净室与生物洁净室的差别见表三

表三 工业洁净室与生物洁净室的差别表

比较项目	工业洁净室	生物洁净室
研究对象（主要）	灰尘、粒子只有一次污染。	微生物、病菌等活的粒子不断生长繁殖，会诱发二次污染（代谢物、粪便）。
控制方法、净化措施	主要是采取过滤方法。粗、中、高三级过滤，粗、中、高、超高四级过滤和化学过滤器等。	主要是采取：铲除微生物生长的条件，控制微生物的孳生、繁殖和切断微生物的传播途径。过滤和灭菌等。
控制目标	控制有害粒径粒子浓度。	控制微生物的产生、繁殖和传播，同时控制其代谢物。
对生产工艺的危害	关键部位只要一颗灰尘就能造成产品的极大危害。	有害的微生物达到一定的浓度以后才能够成危害。
对洁净室建筑材料的要求	所有材料（墙、顶、地等）不产尘、不积尘、耐磨擦	所有材料应耐水、耐腐且不能提供微生物孳生繁殖条件。
对人和物进入的控制	人进入要换鞋、更衣、吹淋。物进入要清洗、擦拭。人和物要分流，洁污要分流。	人进入要换鞋、更衣、淋浴、灭菌；物进入要擦拭、清洗、灭菌；空气送入要过滤、灭菌，人物分流，洁污分流。
检测	灰尘粒子可用粒子计数器检测瞬时粒子浓度并显示和打印。	微生物检测不能测瞬时值，须经48小时培养才能读出菌落数量。

5、洁净度的等级标准ISO-14644

ISO-14644是国际标准，现在美国、欧洲、日本、俄罗斯和我国都采用此标准，美国原来应用的是美国联邦标准209A、B、C、D、E，现在美国也不用了。原来我们熟悉的100级、1000级、10000级和100000级都是源自美国联邦标准FS 209B，现在它们分别被国际标准ISO-14644标准中的5级、6级、7级和8级所替代。

ISO-14644的洁净度等级标准列表四如下。

表四 洁净室及洁净空气中悬浮粒子的洁净度等级ISO-14644

空气洁净度等级 (N)	≥表中粒径的最大浓度限值 (个/m3)
	0.1μm	0.2μm	0.3μm	0.5μm	1μm	5μm
1	10	2	/	/	/	/
2	100	24	10	4	/	/
3	1000	237	102	35	8	/
4	10000	2370	1020	352	83	/
8	100000	23700	10200	3520	832	29
6	1000000	237000	102000	35200	8320	293
7	/	/	/	352000	83200	2930
8	/	/	/	3520000	832000	29300
9	/	/	/	35200000	8320000	293000

注：

① 每点应至少采样3次。

② 本标准不适用于表征悬浮粒子的物理、化学、放射及生命性。

③ 根据工艺要求可确定1~2粒径。

④ 根据要求粒径D的粒子最大允许浓度由下式确定（粒径0.1μm~5μm）

\[C_n = 10^N \times (0.1/D)^{2.08} \qquad (个/m^3)\]

式中N为洁净度等级在1~9级中间可以0.1为最小单位递增量插入。

国标洁净等级标准ISO- 14644与各国洁净度等级标准的比较见表五。

表五 国际标准ISO-14644与各国标准的比较表

国际标准 ISO-14644	中国标准 GB 50073	美国标准 FS 209E	俄国标准 TOCT 50766	日本标准 TIS 9920	德国标准
/	/	/	P0	/	/
1	1	/	P1	1	1
2	2	/	P2	2	2
3	3	M1.5	P3	3	3
4	4	M2.5	P4	4	4
5	5	M3.5	P5	5	5
6	6	M4.5	P6	6	6
7	7	M5.5	P7	7	7
8	8	M6.5	P8	8	8
9	9	/	P9	/	9

二、洁净手术部的设计基础

（一）洁净手术部的组成

传染性疾病或对传染性病人作手术时，要在负压（或正负压转换）的手术室中进行。

（二）手术室的级别划分

级别	控制粒径 µm	数量 个/m3	粒径 µm	工程控制值数量 个/m3
5级（100级）	0.5	350 ~ 3500	5.0	≤0
6级（1000级）	0.5	3500 ~ 35000	5.0	≤300
7级（10000级）	0.5	35000 ~ 350,000	5.0	≤3000
8级（100,000级）	0.5	350,000 ~ 3500,000	5.0	≤30000
8.3级（300,000级	0.5	3,500,000 ~ 10,500,000	5.0	≤90000

洁净手术室的级别

级别	洁净度级别 (FS 209标准)	菌落数CFU		用途
		沉降法	浮游法
Ⅰ级 (特别)	中心100级	中心区0.2个/30min，Φ90皿	5个/m3	心、脑、眼器官
	周边1000级	周边区0.4个/30 min，Φ90皿	10个/m3
Ⅱ级 (标准)	1000级	中心区0.75个/30min，Φ90皿	25个/m3	胸、泌尿、肾、整形
	周边10000级	周边区1.5个/30 min，Φ90皿>	50个/m3
Ⅲ级 (一般)	中心10000级	中心区2个/30min，Φ90皿	75个/m3	普外、妇产
	周边100,000级	周边区4个/30 min，Φ90皿	150个/m3
Ⅳ级 (准)	300,000级	5个/30min，Φ90皿	15个/m3	肛肠外科

• 洁净辅助房级别 CFU Colong-Forming Units
• 沉降法细菌浓度 depositing bacterial concentration
• 浮游法细菌浓度 airborne bacterial concentration

级别	洁净度	菌落数
Ⅰ级 特殊实验	局部100级，其他1000级	同手术室1级
Ⅱ级 体外循环	10000级	1.5个/30 min，Φ90皿 (50个/m3)
Ⅲ级 刷手、消毒、麻醉、洁净走廊、暂存、ICU、护士站	100,000级	4个/30 min，Φ90皿 (150个/m3)
Ⅳ级 苏醒、二更、清洁走廊	300,000级	5个/30 min，Φ90皿 (175个/m3)

洁净区的其他参数

房间	相对压力差 (ΔP，帕)	级别 (FS 209) 中区/周边区	平均风速V/换气次数K	自净时间 (分钟)	温度 T (℃)	相对湿度 Φ (%)	最小新风量	噪声 dB(A) (分贝)	照度 (Lx)
1级	8	100 1000	0.25~0.3	≤15	22~25	40~60	60m3/人·h (6次/h)	≤52	≥350
2级	8	1000 10000	30~36	≤25	22~25	40~60	60m3/人·h (6次/h)	≤50	≥350
3级	5	10000 100,000	18~22	≤30	22~25	35~60	60m3/人·h (4次/h)	≤50	≥350
4级	5	300,000	12~15	≤40	22~25	35~60	60m3/人·h (4次/h)	≤50	≥350
体外循环	5	10,000	17~20	/	21~27	≤60	60m3/人·h (3次/h)	≤60	≥150
洁物暂存	5	100,000	10~13	/	21~27	≤60	60m3/人·h (3次/h)	≤60	≥150
护士站	5	100,000	10~13	/	21~27	≤60	60m3/人·h (3次/h)	≤60	≥150
消毒准备	5	100,000	10~13	/	21~27	≤60	30m3/人·h (3次/h)	≤60	≥150
预麻醉	-8	100,000	10~13	/	21~27	30~60	60m3/人·h (4次/h)	≤55	≥150
刷手	>0	100,000	10~13	/	21~27	≤65	60m3/人·h (3次/h)	≤55	≥150
洁净走廊	>0	100,000	10~13	/	21~27	≤65	60m3/人·h (3次/h)	≤52	≥150
更衣	/	300,000	8~10	/	21~27	30~60	60m3/人·h (3次/h)	≤60	≥200
恢复	0	300,000	8~10	/	21~27	30~60	60m3/人·h (4次/h)	≤50	≥200
清洁走廊	0~5	300,000	8~10	/	21~27	<65	60m3/人·h (3次/h)	≤55	≥200

手术室工作区高度（800 mm）要满足平均风速（v）和换气次数（k）。

眼科手术室工作面高度的平均风速比其他低1/3（0.18~0.22 m/s），与手术室相通房间的T和Φ应与手术室相同。

注：国外为100m³/人·h，德国要求最小新风1200m³/人·h（每间手术室），高级别手术室送风天花3m×3m，送风风速0.38m/sec（风量1200 m³/时左右）。

（三）压力控制

1. 高洁净度的压力>低洁净度的压力，但≯30 Pa。
2. 相同洁净度房间之间的压差≥0Pa，向外流。
3. 产生有害气体（麻醉剂、严重污染）要相对负压（与相邻房间）。
4. 洁净区的压力>非洁净区压力，压差10Pa，洁净流向非洁。
5. 洁净区对室外压力≥15Pa。

（四）手术室的平面布置及室内装修

建筑：

1. 手术部自成一体并与外科护理临近，与放射、病理、消毒、供应、血库相近。
2. 手术部分为洁净区和非洁净区，其中间应设缓冲间（传递窗），洁净区之内不同级别宜分区设置。
3. 手术部的平面布置应：功能流程短捷、洁污分明、便于疏散。单廊式应具备污染物就地消毒打包措施，加强消毒灭菌。双廊（三廊式）分为洁净走廊和清洁走廊，可洁污分流，人物分流。
4. Ⅰ、Ⅱ级手术室应设在干扰最少的区域内，污染负压或正负压转换手术室应设在进口附近，有独立的缓冲间，应对周围干扰最小。
5. 净化通道应连续，不应被非净化部分切断。
6. 人、物电梯不应设在洁净区，若只能设在洁净区时，出口处应加缓冲间。
7. 换车时应设缓冲间。缓冲间的净化级别与高洁净区相同。
8. 刷手要适当集中，2~4个手术室设一间刷手间。

装修：

1. 踢脚与地面图纸R≥40 mm，其他交界处应为小圆角或>90º角，踢脚凹进墙面或与墙面平。
2. 通道两侧设防撞带。
3. 手术室高度2.8~3.0 m，手术室门净宽≥1.4 m。
4. 手术室地面应防静电。
5. 手术室应无窗，洁净辅房Ⅲ、Ⅳ级可有双层密闭窗。
6. 各种管线应暗装。

（五）手术室内的配置

1. 无影灯：1套/间，宜多头，调平板的位置应在送风面之上距送风面≥5cm。
2. 手术台：1台/间，手术室中心接长轴布置。
3. 计时器：1个/间，多用（麻醉计时，手术计时兼用，时、分、秒清晰，能控制，电源绝对保证，距地2 m高，患者看不到的地方。
4. 医用气源：2套/间，分别设在手术台病人头部的右侧顶棚和设在靠近麻醉机墙下面距地1~1.2m处。
5. 麻醉气体排放装置：1套/间，设在病人手术台头部侧。
6. 免提电话对讲机：1部/间。
7. 观片灯：3联/小间、4联/中间、6联/大间，嵌在术者对面的墙上。
8. 清洗、消毒、无菌装置：1套/两间，可放在手术室，也可集中设在手术室的准备室或消毒间。
9. 药品柜、器械柜：1台/间，嵌入病人脚部侧墙内方便之处。
10. 麻醉柜：1台/间，嵌入病人头侧墙内，方便操作的部位。
11. 输液导轨吊钩4个：1套/间，手术台上方顶棚，与长边平行，长≥2.5m，间距≥1.2m。
12. 记录板（书写台）：1个/间，暗装翻板式。长500（800）宽400，打开后距地1100，折后墙平。
13. 冷暖柜：根据需要设置，冷柜4±2℃；暖柜50±2℃。
14. 送风天花：≥2600×2400 = 6.24 m²，Ⅰ级手术台正上方
    　　　　　≥2600×1800 = 4.68 m²，Ⅱ级
    　　　　　≥2600×1400 = 3.64 m²，Ⅲ级
    　　　　　注：极易误导，有些单位（工程公司）在投标书中Ⅰ级级手术室取6.24m²天花面积作为设计计算依据，送风量6.24m²×0.35m/sec×3600=7800m³/h，送风量小30%~35%。

（六）净化空调

1. 系统方案：
   • 新风集中处理，设粗、中、亚高三级过滤。
   • 循环空调机组，Ⅰ、Ⅱ级手术室独立一对一（1拖1）。
     　　　　　　　Ⅱ、Ⅲ级手术室可2~3间合一套（1拖2或1拖3）。
   • 排风各手术室独立设置。
   • 手术室空调与辅房空调系统应分间设置。
   • Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ手术室送风天花集中布置。
2. 空调器：
   • 三级过滤，粗放过滤器装在新风口，中效过滤器装在正压段，高效过滤器装在末端。
   • 手术室专用空调，不能采用普通空调和盘管。
   • 不能用淋水和水加湿，用电极电热加湿或蒸汽加湿。
   • 耐腐耐消毒材料制（内表面为不锈钢），顺利排水，有防倒吸和顺利排水措施。
   • 风速<2m/s，漏风率<1%。
   • 不能用木柜过滤器。
3. 新风：
   • 新风量，Ⅰ级1000m³/h，Ⅱ、Ⅲ级800m³/h，Ⅳ级600m³/h，以补充排风，维持正压，保证人员60m³/h。
   • 新风口有粗过滤，有防雨措施，进风速度<3m/s。
   • 新风口设在高于地坪5m处，与排风口距>3m。
   • 新风管设定风量阀和电加热器。
4. 排风：
   • 排风量>200m/h间。
   • 排风管上装高中效（亚高效）。
   • 排风口直通室外。
   • 手术室内的排风口设在病人头部侧的顶上，排风速度<3m/s。
5. 回风：
   • 双侧下回风，上<500mm，下>100mm。
   • 回风口风速<1.6m/s。
   • 回风口百叶竖放，回风口设中效过滤器。

三、昆明地区洁净手术室的负荷计算和比较

（一）云南省各地的气象资料（摘自国家规范）

地区	大气压力	冬空T	冬空Φ	夏空干	夏空湿	冬风速	夏风速	风向
昭通	600	-6	72	27.1	19.6	2.9	1.9	SW
丽江	600	1	45	25.1	17.9	3.9	2.2	SW
腾冲	610	4	71	25.4	20.7	1.6	1.6	SW
昆明	600	1	68	25.8	19.9	2.5	1.8	SW
蒙自	610	4	69	30.0	22.0	4.0	2.5	SW
思茅	610	7	80	28.6	22.3	1.0	1.0	SW
景洪	700	10	85	34.3	25.8	0.4	0.7	SW

每人：显热90w/人，潜热150w/人，全热240w/人，人湿210g/人。

（二）各级手术室的假定条件

手术室级别	人数	人显热	人全热	人产湿	设备显热	总显热	总全热	热湿比
Ⅰ	12	1080	2880	2.52	2000	3080	4880	1700
Ⅱ	9	810	2160	1.89	1800	2610	3960	1800
Ⅲ	9	810	2160	1.89	1800	2610	3960	1800
Ⅳ	8	720	1920	1.68	1600	2320	3520	1800

手术室级别	面积	高度	体积	净化风量	显热	送风温差	新风量	新风量/总送风量
Ⅰ	45	3	135	11000	3080	0.84	1600	10%
Ⅱ	40	3	120	4500	2610	1.74	800	20%
Ⅲ	35	3	105	2500	2610	3.12	900	36%
Ⅳ	30	3	90	1500	2320	4.62	700	46%

（三）冷热量计算以昆明全年气象举例

手术室级别			送风温差	新风比	表冷器焓差	总冷量	单位面积 冷指标
			℃	%
送	11000	Ⅰ	0.84	10	6.2	9.5kw	200w/m2	平均215w/m2
新	1100
送	4500	Ⅱ	1.74	20	6.2	7.8kw	195w/m2
新	900
送	2500	Ⅲ	3.12	36	6.2	7.8kw	222w/m2
新	900
送	1500	Ⅳ	4.62	46	6.2	6.0kw	200w/m2
新	700

手术室级别	冬季加热量 kw			冬季加湿量 kg/h
	温差	加热量	热指标	含湿量差	加湿量	湿指标 g/m2·h
Ⅰ	13	4.8	106w/m2	5.5g/kg	7.2	160
Ⅱ	13	3.9	98w/m2	5.5g/kg	5.9	148
Ⅲ	13	3.9	111w/m2	5.5g/kg	5.9	168
Ⅳ	13	3	100w/m2	5.5g/kg	4.6	154
			平均105w/m2			平均160g/m2·h

（四）能耗与北京、上海、深圳等地之比较

气象地点	冬空 t	冬空 Φ	夏空干	夏空湿	冬含湿	夏焓	焓差	温差	湿量差
昆明	1	68%	25.8	19.9	2.8g/kg	13.8大卡/kg	6.2	13	5.5
上海	-4	79%	34.0	28.2	2.4g/kg	21.6大卡/kg	14.1	18	5.8
北京	-12	45%	33.2	26.4	0.6g/kg	19.6大卡/kg	12.1	26	7.6
深圳	6	70 %	33.5	27.9	4.2g/kg	21.1大卡/kg	13.6	8	4.0

Ⅰ级手术室、冷耗、热耗、湿耗之比较

地区	冷耗	冷指标	热耗	热指标	湿耗	湿指标
昆明	9.5kw	211w/m2	4.8kw	106w/m2	7.2kg/h	160g/m2h
上海	21.6kw	481w/m2	6.6kw	148w/m2	7.7kg/h	170g/m2h
北京	18.6kw	412w/m2	9.6kw	212w/m2	10.1kg/h	223g/m2h
深圳	20.9kw	464w/m2	2.95kw	66w/m2	5.3kg/h	118g/m2h

运行费用低，新风量可加大，初投资也会低一些（冷机投资减半）。

四、院洁净手术室的设计

（一）写在前面

2000年10月我国卫生部颁布了“医院洁净手术部建设标准”，接着在2002年12月我国建设部又颁布实施了“医院洁净手术部建筑技术规范”GB50333-2002；“标准”和“规范”的制订和实施不仅统一和规范了我国医院洁净手术部的设计建造标准，而且对我国医院洁净手术部的建设和发展起了相当大的推动促进作用。目前，国内各省、市的大医院都在建造或筹备建造洁净手术部，一些中、小医院也着手准备这一项目，具不完全统计全国县以及县级以上的医院大约有15500多个（其中省、部级医院有1000多个，地市级医院有3000多个），假定其中50%医院要新建或改建洁净手术部（这是一个大的趋势），就将有8000多家医院要进行洁净手术部的设计和建造。到目前已经新建、改建和扩建洁净手术部的医院大约只有1000多家，还有近7000家医院还要进行这一工程。假设每年有500家医院要建洁净手术部工程，每个洁净手术部有不同级别的洁净手术室10~15间和一系列配套的辅助洁净房间，每个洁净手术部的建造投资约800万人民币，那么每年全国洁净手术部的市场将达40亿人民币，而且要持续发展15~20年。因此，设计好、建造好、使用好、管理好医院洁净手术部不仅仅是医院广大医护人员的任务，而且是洁净手术室设计和建造人员的重要任务。

（二）洁净手术室的发展

首先建造洁净手术室的目的就是采取适当的空调净化措施降低手术室空气中的细菌浓度，改善手术室的环境条件，减少手术的感染率。

在18世纪以前，世界上还没有医院的概念，到了1731年法国建立了世界上第一个外科医院，做为外科医院的重要组成部分 —— 手术室才正式产生了。为了提高手术的成功率、降低感染率，医学专家们进行了长期艰苦的奋斗和努力，到了1966年世界上第一个洁净手术室在美国新墨西哥州爱尔巴昆克市的巴顿纪念医院正式宣告建成。这一创举开创了洁净手术室的先河。它是一个垂直单向流的手术室，当时惠特康伯医生用一个10英尺×10英尺带有高效过滤器的天花板静压箱和一个围绕手术床的塑料帘子做成的垂直单向流洁净手术室。同年，在英国著名的查恩利医生为了避免髋关节手术过程中的感染，首先明确地提出了单向流在手术室中应用的理论，即在手术床的上方用一块带小孔的天花板来产生垂直单向流，使经过高效过滤器的洁净气流穿过带小孔的天花板覆盖手术区。后来又经过各国医学专家10多年的努力、改进和完善，其中包括手术服的型式改进和材质的变革，使手术的感染率由过去的31%下降到1%以下。到1980年美国已建成洁净手术部400多个；日本自1972年到1977年5年间建成洁净手术部100多个。

我国第一个洁净手术室是1980年在黑龙江省人民医院改建成功的。是一间水平单向流的洁净室。1982年在沈阳军区总医院新建了有13间非单向流洁净手术室和洁净辅房的洁净手术部。开创了我国医院的手术部大规模地采用低级别非单向流洁净手术室的先例。接着1983年上海华山医院、辽宁省人民医院也先后建造了垂直单向流的洁净手术室。改革开放近20年是我国医院洁净手术部大发展的时期，到现在已有1000多家医院（大多在沿海发达的省市）建成了洁净手术部。

（三）洁净手术部的建设标准

在1976年以前世界上还没有一个专门的洁净手术室的等级标准和建设标准，当时一般都参考美国宇航局（NASA）标准NHB 5340.2。1976年美国外科学会手术室环境委员会制订了推荐性的标准，接着英国、法国、瑞士、日本等发达国家相继都制订了洁净手术室的标准和有关规范。在我国1996年颁布了“军队医院洁净手术部建设技术标准”；2000年颁布了“医院洁净手术部建设标准”，2002年又颁布了“医院洁净手术部建筑技术规范”GB 50333-2002。

表1. 美国宇航局（NASA）标准NHB 5340.2

洁净室级别	尘埃粒子数				生物粒子数
	≥0.5μm		≥5.0μm		悬浮生物粒子			落下生物粒子
	个/英尺3	个/升	个/英尺3	个/升	个/英尺3	个/升	个/m3	个/英尺3·周	个/ m2·周	个/Φ90·h
100	100	3.5	/	/	0.1	0.0035	3.5	1200	12900	0.488
10,000	10000	350	65	2.5	0.5	0.0176	17.6	600	64600	2.45
100,000	100,000	3500	700	25	2.5	0.0884	88.4	30000	323000	12.2

表2. 美国外科学会手术室环境委员会推荐标准（1976年）

手术室级别	悬浮菌允许浓度	应用场合
Ⅰ	35个/ m3（1个/英尺3）	洁净手术（人工器官移植）
Ⅱ	175个/ m3（5个/英尺3）	准洁净手术
Ⅲ	700个/ m3（20个/英尺3）	一般手术

表3. 日本手术室分级和设计要求（HEAS-02-1998）

级别	名称	用房名称	最小换气量		终端空气过滤器效率	浮游菌指标（个/m3）
			新风量	断面风速，换气量
Ⅰ	高度洁净区域	生物洁净手术室	5次/h	垂直0.35m/s	Dop>99.97%	<10
				水平0.45m/s
Ⅱ	洁净区域	一般手术室、辅助房间、洁净走廊等	5次/h	20次/h	Dop>95%	<200
Ⅲ	准洁净区域	手术部周边区域如：恢复室、ICU等	3次/h	10次/h	比色法>90%	<200
Ⅳ	一般洁净区域	病人家属谈话室、医生办公室	3次/h	8次/h	比色法>60%	200~500
Ⅴ	污染管理区域	更衣室内浴室、厕所部外污染处置室	全排风	12次/h	比色法>60%	/

表4. 瑞士、英国手术室菌落标准

手术室级别	瑞士标准SKI（1987）悬浮菌允许浓度（个/ m3）	英国标准DHSS（1983，1986）悬浮菌允许浓度（个/ m3）
Ⅰ	10	20
Ⅱ	200	180
Ⅲ	500	/

我国洁净手术部用房分级如下（医院洁净手术部建筑技术规范GB 50333-2002）：

表5. 洁净手术室分级

等级	手术室名称	手术切口类别	使用手术提示
Ⅰ	特别洁净手术室	Ⅰ	关节置换手术、器官移植手术、脑外科、心脏外科和眼科等手术中的无菌手术
Ⅱ	标准洁净手术室	Ⅰ	胸外科、整形外科、泌尿外科、肝胆胰外科、骨外科、普通外科中的一类切口无菌手术
Ⅲ	一般洁净手术室	Ⅱ	普通外科（除一类切口手术）、妇产科等手术
Ⅳ	准洁净手术室	Ⅲ	肛肠外科及污染类等手术

表6. 主要洁净辅助用房分级

等级	辅助用房名称
Ⅰ	需要无菌操作的特殊实验室
Ⅱ	体外循环灌注准备室
Ⅲ	刷手室、消毒准备间、预麻室、一次性物品、无菌敷料及器械与精密仪器的存放室、护士站、洁净走廊、重症护理单元（ICU）
Ⅳ	恢复（麻醉苏醒）室、更衣室（二更）、清洁走廊、

表7. 洁净手术室的等级标准（空态或静态）

等级	手术室名称	沉降法（浮游法）细菌最大平均浓度		表面最大染菌密度（个/cm3）	空气洁净度级别
		手术区	周边区		手术区	周边区
Ⅰ	特别洁净手术室	0.2个/30min·Φ90皿（5个/m3）	0.4个/30min·Φ90皿（10个/m3）	5	100级	1000级
Ⅱ	标准洁净手术室	0.75个/30min·Φ90皿（25个/m3）	1.5个/30min·Φ90皿（50个/m3）	5	1000级	10000级
Ⅲ	一般洁净手术室	2个/30min·Φ90皿（75个/m3）	4个/30min·Φ90皿（150个/m3）	5	10000级	100000级
Ⅳ	准洁净手术室	5个/30min·Φ90皿（175个/m3）		5	300000级
注：1、浮游法的细菌最大平均浓度采用括号数值。细菌浓度是直接所测的结果，不是沉降法和浮游法互相换算的结果。
2、Ⅰ级眼科专用手术室周边按10000级要求。

表8. 洁净辅助用房的等级标准（空态或静态）

等级	沉降法（浮游法）细菌最大平均浓度	表面最大染菌密度（个/cm2）	空气洁净度级别
Ⅰ	局部：0.2个/30min·Φ90皿(5个/m3)	5	局部100级
	其他区域：0.4个/30min·Φ90皿(10个/m3)		其他区域1000级
Ⅱ	1.5个/30min·φ90皿(50个/m3)	5	10,000级
Ⅲ	4个/30min·φ90皿(150个/m3)	5	100,000级
Ⅳ	5个/30min·Φ90皿(175个/m3)	5	300,000级
注：浮游法的细菌最大平均浓度采用括号数值。细菌浓度是直接所测的结果，不是沉降法和浮游法互相换算的结果。

名称	最小静压差（Pa）		换气次数（次/h）	自净时间（min）	温度（℃）	相对湿度（%）	最小新风量		噪声dB(A)	最低照度（Lx）
	程度	压差	断面风速（m/s）				（m3/h·人）	（次/h）
特别洁净手术室、特殊实验室	+ +	8	0.25~0.3（m/s）	≤15	22~25	40~60	60	6	≤52	≥350
标准洁净手术室	+ +	8	30~36（次/h）	≤25	22~25	40~60	60	6	≤50	≥350
一般洁净手术室	+	5	18~22（次/h）	≤30	22~25	35~60	60	4	≤50	≥350
准洁净手术室	+	5	12~15（次/h）	≤40	22~25	35~60	60	4	≤50	≥350
体外循环灌注专用准备室	+	5	17~20（次/h）	/	21~27	≤60	-	3	≤60	≥150
无菌敷料、器械、一次性物品室和精密仪器存放室	+	5	10~13（次/h）	/	21~27	≤60	-	3	≤60	≥150
护士站	+	5	10~13（次/h）	/	21~27	≤60	60	3	≤60	≥150
准备室（消毒处理）	+	5	10~13（次/h）	/	21~27	≤60	30	3	≤60	≥200
预麻醉室	- -	-8	10~13（次/h）	/	22~25	30~60	60	4	≤55	≥150
刷手间	0~+	>0	10~13（次/h）	/	21~27	≤65	/	3	≤55	≥150
洁净走廊	0~+	>0	10~13（次/h）	/	21~27	≤65	/	3	≤52	≥150
更衣室	0~+	-	8~10（次/h）	/	21~27	30~60	/	3	≤60	≥200
恢复室	0	0	8~10（次/h）	/	22~25	30~60	/	4	≤50	≥200
清洁走廊	0~+	0~+5	8~10（次/h）	/	21~27	≤65	/	3	≤55	≥150

注：还应符合规范7.1.6条规定，最小新风量产科手术室为全新风。

（四）洁净手术部的整体规划

医院是一个整体是由多个部门科室组成。包括有：门诊部、住院部。又分内科、外科以及消化、呼吸、心血管、神经、血液、皮肤、眼、口腔、耳鼻喉、放射等科室，还有实验、化验和管理部门等。洁净手术部只是其中的一个组成部分。

对洁净手术部而言它又是一个整体，它是由洁净手术室（包括有Ⅰ级特别洁净手术室、Ⅱ级标准洁净手术室、Ⅲ级一般洁净手术室、Ⅳ级准洁净手术室和正负压转换手术室等）和洁净辅助用房（其中包括Ⅰ级无菌操作特殊实验室；Ⅱ级体外循环灌注准备室；Ⅲ级刷手室、消毒准备室、预麻室、一次性物品、无菌敷料、器械、精密仪器存放室，护士站、洁净走廊、重症监护室（ICU）；Ⅲ级恢复室、更衣室（二更）和清洁走廊等组成。

因为洁净手术部是医院的一个组成部分，而且是一个特殊的、重要的组成部分，因此为了防止术后的感染，减少交叉污染在医院整体布置时要使洁净手术部自成独立的一个区，而且使之远离污染源以保持洁净手术部的环境质量。但洁净手术部又不是孤立的与其他相关的科室如病理科、血库、外科病房、重症监护室（ICU）以及无菌器械敷料供应和废弃物的处置等部门都有着密切的联系，以保障手术部的必须。

在洁净手术部进行整体规划时，要做到洁污分明、工艺便捷；人流、物流、洁流、污流明确，尽量减少交叉污染。洁净手术室尤其是Ⅰ级、Ⅱ级等高级别的洁净手术室要设在干扰少、人流少、污染少的部位，而且还要考虑到手术用洁净物品、器械等的供应和术后污物的处理的方便；而污染手术室和正负压转换手术室要远离高级别洁净手术室，不能给其他洁净手术室造成污染。在平面规划时要将洁净手术室、洁净辅助用房以及其洁净手术部的用房按：洁净区、一般洁净区、准洁净区和污染区严格分开；洁净区和污染区之间一定设有缓冲间隔断。这一点要使医院的各个部门和人员都能有充分的认识和理解。

按避免交叉感染的要求，洁净手术部的人流、物流可按以下顺序布置：

• 医护人员
  • 医护人员用电梯→人身净化（换鞋、更衣、浴厕、二次换鞋、二次更衣）→洁净走廊或洁净辅助用房→刷手室→洁净手术室。
• 手术患者
  • 患者用电梯→换车间→洁净走廊→洁净手术室。
• 洁净物品 包括：一次性物品、无菌敷料、无菌器械、精密仪器等。
  • 无菌物品库→洁净物品电梯→洁净物品暂存室或中心供应室→洁净手术室。
• 污染物品 包括：一次性使用污染物品和重复性使用的污物和器械。
  • 一次性污染物品→手术室→清洁走廊→打包间→污物电梯→集中销毁处。
  • 重复性使用物品→手术室→清洁走廊→打包间→污物电梯→集中清洗、消毒、灭菌→无菌物品库。

（五）手术室的污染源和污染途径

手术室的污染源主要有来自外部和来自手术室内部的两部分：

1、来自外部的污染源主要是送到手术室的新风。

具统计室外空气中的细菌和微生物的数量大约为1~1000个/英尺³，而且这些细菌和微生物大多都附着在灰尘粒子上，不同地区的污染程度也不相同。由于风沙、风暴、汽车、工业生产排出的浓烟、火山烟灰……等原因室外空气的污染日趋严重。而且，这一污染已给人们的生产、生活、健康、福利带来了极大的影响。因此，已不能认为室外空气尤其城市的室外空气就是比较洁净的空气了。

有资料介绍，由于运输车辆、火力发电站、工业生产、垃圾焚烧、冬季采暖等因素，美国每天向大气中倾泻的废物大约高达4000吨，而且还不断地增加。这些废物绝大部分是一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO₂）、氮氧化物（NO_x）和碳氢化合物（C_xH_y）……。其中颗粒状废物占10%，而细菌和微生物就附着在这些灰尘颗粒上。为此，“医院洁净手术部建筑技术规范”GB 50333-2002要求送入洁净手术部的新风必须经过粗效、中效和亚高效空气过滤器三级过滤才能达到预净化目的，这是十分必要的。同时为了节能，充分利用循环风也是经济的、合理的、可靠的。

2、来自洁净手术室内部的污染源，主要是手术的医生和护士、手术的患者以及手术过程的产菌产尘。

①、最大的内部污染源是手术医生、麻醉医生和护士等人，他们的衣服、皮肤和呼吸都会产生大量的尘埃和细菌，产生灰尘和细菌的数量与他们的着装、动作的强度和频度、医生的技能、消毒的程度以及全面管理的水平有关。手术室内医护人员产生的灰尘数量可高达1,000,000个/英尺³。其中不善的管理可能占产尘量的一半以上。因此，进入手术室的医护人员除穿贴身内衣外要全部更换手术室专用的服装、帽子、口罩和鞋。帽子要把头发全部覆盖并尽量减少外露的皮肤，手术的动作要轻，手术器械的传递要稳、准。日本东京大学教授都筑正和先生调查的资料给出了手术室医生的散菌量如表10所列。

表10. 手术室内医生的散菌量

实测者姓名		散细菌量
Rieme Snider		3000~50000个/分·人
Austin		4000~50000个/分·人
Duguid	打喷嚏	5~60000个/次
	咳嗽一次	0~710个/次
	从1数到100	0~30个/次

因此，要加强医护人员的管理，要制订“手术室行为指南”，医护人员要注意不能在送风气流的上风侧活动，不要破坏单向流的气流流型等。

②、患者也是细菌和微生物的散布者。

③、手术过程也会产生大量的细菌和灰尘，当手术人员用物品覆盖患者时以及手术过程中器械交接的时候，手术台附近的灰尘浓度就会高达170~1270个/英尺³，这些产尘量主要是无菌纱布产生的，如果无菌纱布稍稍潮湿其发尘会减少一半。当做“人工股关节置换”手术时产生的灰尘量大约为2000~7000个/英尺³（≥0.5µm），在用电钻时灰尘浓度可高达300,000个/英尺³（此数据为日本井上宇市先生测试）。

④、手术室内附着细菌灰尘大多聚集在地板上，它们随人员的活动和气流的拢动会上升到空气中成为二次污染源。

3、医院的感染途径

①、外因感染：首先，由于接触灭菌不良的手术器械、麻醉器械、手术，巾和洗手用水造成感染；其次，由于管理不善手术室产生负压，污染的外气渗入造成的污染或送风过滤不善造成感染；第三，是医护人员的服装、皮肤、呼吸、飞沫等带给手术室空气的悬浮菌、落下菌、飞沫核等与患者接触造成感染。

②、内因感染：患者的自我感染。

（六）洁净手术室的气流流型

洁净手术室送风气流的流型在国内外主要有垂直单向流、水平单向流和非单向流等。在我国“医院洁净手术部建筑技术规范”GB 50333-2002中规定：Ⅰ级洁净手术室的100级洁净区域（手术区）的气流必须是单向流（垂直单向流），而且高效过滤器的满布率应为75%~85%；对于Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级洁净手术室的手术区是低于100级的洁净区，其气流流型为非单向流，但送风口宜设在手术区的上方，高效过滤器宜集中布置在手术区上方的送风口处，要求洁净的气流覆盖手术区，使手术区获得最佳的净化效果。

1、单向流洁净手术室

实验证明：在各种不同的送风速度情况下，垂直单向流比水平单向流手术室的细菌浓度低。断面风速在0.3~0.5m/s时较为理想。在这一断面风速的条件下，从手术创口处采集的带菌粒子来看垂直单向流是非单向流除菌率的35~90倍；而水平单向流的除菌率仅为非单向流的11倍。实验表明，如果再提高单向流的断面风速，其除菌效果的提高并不十分显著。

单向流气流的目的主要是为了将手术台附近的微生物浓度降到很低，并使诱导来的未经消毒灭菌的污染空气最少，手术区空气污染造成的危险降到最低。为此，这种单向流气流应满足如下条件：

1. 手术台附近的气流必须保持单向流。
2. 到达手术区的气流必须是无菌的洁净气流。
3. 经过手术台上方的气流速度宜在0.3~0.5m/s。
4. 气流要保证手术区的温度和相对湿度在合适的理想的范围。

通过实验表明，在垂直单向流洁净手术室内进行手术时，由于有手术台、患者、手术医生、器械、无影灯等对气流阻碍作用，使需要保持无菌条件的创口区域的气流产生了拢动，最大的阻碍是手术医生，而且手术医生还必须在创口旁进行手术。从浮游细菌的浓度来看，在手术医生稳定地散发细菌的情况下，垂直单向流在手术创口区受到干扰会产生横向甚至逆向的污染。因此，有了垂直单向流洁净手术室以后并非万事大吉了，在卫生学方面决不允许有任何放松，不仅要控制手术室内的人数，而且要限制手术室内医护人员的位置和动作，更重要的是加强管理，使进入手术室的人员按规定着装，进入手术室的物品、器械要灭菌和消毒。国外有关的医学专家认为：新建或大规模改造建筑的洁净手术室采用垂直单向流气流流型是适当的合理的，但是改造或改建的洁净手术室，由于受到某些限制以水平单向流为好，但水平单向流流型的净化效率较低，还尚须配有较好的专用手术服装。

表11. 不同断面风速下单向流比非单向流对手术室内细菌和灰尘的净化率的比

污染物	流型	单向流断面风速（m/s）
		0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6
细菌	垂直单向流	79.5	90	97.1	98.9	98.8	/
	水平单向流	79.5	79.4	90.2	90.5	94.6	93.9
灰尘	垂直单向流	88.6	91.7	94.8	96.9	98	/
	水平单向流	74.8	87.7	90.1	91.1	92	94.5

2、非单向流洁净手术室

最初在二十世纪60年代，医学专家发现，在手术室中采用高效过滤器过滤的强制气流对抑制和消除室内的细菌有很好的效果，用10次/h到40次/h换气的非单向流流型的洁净空气可较好地消除手术室内局部产生和散发的细菌和微生物。当非单向流洁净室的换气次数<20次/h时，不足以消除手术室内的余热，手术室内温度偏高，手术医生感到不舒服，令人满意的换气次数为22~25次/h，这一气流能保持手术室内较好的空气品质和较低的细菌浓度。

美国Blower教授和J.ulrich医生提出非单向流洁净手术室的送风口布置在手术台的正上方的天花板上，回风口分别设在两侧墙上，回风口距地面40英寸（1000mm）高度洁净手术室的洁净度较好。而且还提出采用距地面40英寸（1000mm）的回风口比距地面6英寸（120mm）的回风口能保持手术室较低的微生物浓度。

（七）洁净手术部的净化空调系统设计

1、洁净手术部净化空调系统的任务

1. 洁净手术部净化空调系统要保证洁净手术室和各辅助房间的洁净度以及室内浮游菌和落下菌的数量要对应洁净手术室及其辅助用房的级别和用途。
2. 净化空调系统要备有急诊手术和污染手术的净化空调设备，而且是独立的系统和设备。
3. 净化空调系统要能确保手术室及其辅助房间的温度和相对湿度。并且能自动控制和自动调节。
4. 净化空调系统要能确保洁净手术室及其辅助房间的静压差，以防止外气侵入和交叉污染。
5. 净化空调系统的供电、供水等要有足够的备用以防停水、停电和其他突发事故。

2、洁净手术室的送风量和新风量

根据我国“医院洁净手术部建筑技术规范”GB 50333-2002规定：Ⅰ级洁净手术室的单向流断面风速为0.2~0.3m/s；Ⅱ级洁净手术室的换气次数为30~36次/h；Ⅲ级洁净手术室的换气次数为18~22次/h；Ⅳ级洁净手术室的换气次数为12~15次/h。“规范”又给出了各级手术室的最小新风量。Ⅰ级洁净手术室最小新风量为1000m³/h；Ⅱ级、Ⅲ级洁净手术室的最小新风量为800m³/h；Ⅳ级洁净手术室的最小新风量为600 m³/h。

假定各洁净手术室的净高为3米，各级洁净手术室面积如下表；则各级洁净手术室的送风量和新风量也如下表12（按“规范”进行计算）。

表12. 各级洁净手术室的送风量和新风量

洁净手术室级别和名称	面积（m2）	体积（m3）	换气次数（次/h）	送风口风速（m/s）	送风量（m3/h）	新风量（m3/h）	新风比（%）
Ⅰ级特别洁净手术室	45	135	50	0.3（6.24m2）	6740	1000	14.8
	50	150	67	0.45（6.24m2）	10100		10
Ⅱ级标准洁净手术室	35	105	36	0.22（4.68m2）	3780	800	21.1
	40	120	36	0.25（4.68m2）	4320		18.5
Ⅲ级一般洁净手术室	30	90	22	0.15（3.64m2）	1980	800	40.4
	35	105	22	0.176（3.64m2）	2310		34.6
Ⅳ级准洁净手术室	25	75	15	/	1125	600	53.3
	30	90	15	/	1350		44.4

3、洁净手术部专用空气处理设备（MAU、AHU）的特点（根据“规范”要求）

1. 空调器的各级过滤段和冷、热、湿各功能均设在正压段，并设有压差指示计。
2. 空调器箱体密封可靠，在箱体内静压为1000Pa时其漏风率小于1%。
3. 加湿器应采用干蒸汽加湿器，而且不应产生冷凝滴水现象。
4. 空调器内表面要耐消毒剂的腐蚀。内表面及内表面结构要平整光滑、不积水、不积尘、易擦拭、不易细菌滋生繁殖，并方便凝水排除。
5. 滴水盘要1%坡度方便排水。排水口应设防倒吸和顺利排水装置。
6. 空调器断面风速不大于2m/s，以免气流携带凝结水。

4、洁净手术室的正压

为了保证和维持洁净手术室的洁净度和细菌浓度，洁净手术室必须维持一定的正压，手术室的气流必须按规定的方向流动，决不允许其他房间和外部的污染空气流入洁净手术室。甚至，其他手术室、准备室、走廊的空气也不能流入洁净手术室，从细菌学的观点，高洁净无菌的物品（包括空气）决不允许与比它环境差的物品相接触。包括经过消毒的手术器械，执刀手术医生、护士也不应该与污染的空气接触。这就必须维持洁净手术室的正压。

维持手术室的正压依靠调节新风量、排风量和回风量来实现。目前我国洁净手术室多用设在新风管、回风管和排风管上的定风量阀和双位定风量阀来保证洁净手术室在工作时和不工作时的室内正压。

5、洁净手术室净化空调系统循环风的利用

目前，国内外的洁净手术室除了污染手术室或特殊情况下采用全新风以外，大多都充分利用循环空气。但早在二十世纪60~70年代，美国和欧洲的洁净手术室为了防止麻醉气体的燃烧和爆炸，规定了手术室不仅要有一个最小的通风换气量（一般为8次/h）而且还必须采用全新风禁止利用循环风。后来随着麻醉技术的进步和发展，飞逸到空气中易爆气体的减少，达到不会引起爆炸的程度，在1971年美国加州才首次将循环风的利用写入了“医院建造法”的新建洁净手术室中。因为室外空气须经过粗、中、亚高效过滤器三级过滤清除灰尘和细菌，同时还要经过冷却、去湿、加热、加湿等热湿处理，而利用循环风不仅循环空气是洁净的，而且还省去了大量的热湿处理费用。据统计，采用90%循环风的单向流洁净手术室的空气热湿处理能耗只是全新风处理能耗的1/20。这时，不采用循环风已经不现实了。根据美国Journa医生对两个手术室进行实验证明：手术室内的细菌数量是随着换气次数的增加而减少，同时也随着循环风量的比例的增加细菌数量随之降低。同时也证明，附着在过滤器的滤料上和滤料内的细菌数量较低，这说明过滤器本身有较高的致死微生物的性能。

6、洁净手术室内的温度和相对湿度

据调查，洁净手术室内温度在18℃时有95%的手术医生感觉有些冷，当室温升到21℃时有98%的手术医生又感到热，单从手术医生角度洁净手术室的温度在18℃~21℃为宜，因为手术医生手术时精神高度紧张，手术时间又长故室温低一点为好，一般情况手术医生希望的室温要比麻醉医生和其他医护人员希望的室温低3℃。

对于患者而言，由于使用了麻醉剂，打乱了患者自身的热平衡，而且患者的手术部位还暴露在空气中，由于水分的蒸发，热损失加大，会使患者体温异常低下，为了防止这一情况的产生手术室最低温度应为21℃，这又与手术医生的需要产生矛盾。手术室内相对湿度宜为50~60%。

表13. 某些国家规定的洁净手术室内温度和相对湿度

国家和地区	中国	法国	英国	中欧	东北欧
规定的手术室内温度（℃）	22~25	20	20~21.1	22~25	20~22.2
规定的手术室内相对湿度（%）	40~60	50~70	50~70	50~70	50~70

五、洁净手术室净化空调处理的典型方案和节能

（一）洁净手术室空调负荷的特点

1、洁净手术室的外部空调负荷主要是来空调新风的处理负荷以及风机温升；洁净手术室的内部空调负荷主要有人员（医护人员及患者）的散热散湿，医疗用设备、仪器仪表的产热以及照明灯具的热负荷。

2、围护结构的传热、传湿因洁净手术室一般没有外墙和外窗而且围护结构的热工性能又非常好，因此围护结构的热湿负荷很小，可忽略不计。

3、洁净手术室空调负荷的热湿比较小大约为9000~9500kj/kg（1900~2500大卡/kg）。

（二）洁净手术室空调负荷计算的假定条件

1、假定Ⅰ级洁净手术室的面积为45m²，Ⅱ级为35m²，Ⅲ级为30m²，Ⅳ级为25m²；洁净手术室的净高为3m。

2、假定洁净手术室的室内温度为24±1℃，相对湿度为50%±10%；室外计算参数为上海地区夏季空调干球温度为34℃，夏季空调湿球温度为28.2℃，冬季空调温度为-4℃，冬季相对湿度为78%。

3、假定Ⅰ级洁净手术室的新风量为1000m³/h，Ⅱ级、Ⅲ级为800m³/h，Ⅳ级为600m³/h。

4、假定Ⅰ级洁净手术室内的人数为10人，Ⅱ级、Ⅲ级为8人，Ⅳ级为6人。

而且人员为轻度劳动，轻度劳动的人员在24℃室温的条件下，每人产生的显热为80W/人；潜热为130W/人，全热为210W/人，产湿量为190g/h·人。

5、假定洁净手术室内设备仪表的热负荷ⅠⅡ级洁净手术室为1500W，ⅢⅣ级为1100W；照明灯具负荷ⅠⅡ级为500W，ⅢⅣ级为400W。

6、空调循环机组和空调新风机组的风机温升均为1℃，冬季风机温升不考虑。

各级洁净手术室内的热湿负荷列于表14。

表14. 洁净手术室的热湿负荷

洁净手术室级别	人员显热（W）	人员潜热（W）	人员全热（W）	照明发热（W）	设备发热（W）	总显热（W）	总全热（W）	人员产湿（kg/h）	热湿比（kj/kg）
Ⅰ	800	1300	2100	500	1500	2800	4100	1.90	8987
Ⅱ	640	1040	1680	500	1500	2640	3680	1.52	10120
Ⅲ	640	1040	1680	400	1100	2140	3180	1.52	8745
Ⅳ	480	780	1260	400	1100	1980	2760	1.14	10120

各级洁净手术室净化空调的送风温差列于表15。

表15. 洁净手术室的空调送风温差

洁净手术室级别	面积（m2）	体积（m3）	送风口风速（m/s）	换气次数（次/h）	送风量（m3/h）	总显热（W）	送风温差（℃）	新风量（m3/h）	新风比（%）
Ⅰ	45	135	0.3（6.24m2）	50	6740	2800	1.24	1000	14.8
	50	150	0.45（6.24m2）	67	10100		0.83		10
Ⅱ	35	105	0.22（4.68m2）	36	3780	2640	2.09	800	21.1
	40	120	0.25（4.68m2）	36	4320		1.83		18.5
Ⅲ	30	90	0.15（3.64m2）	22	1980	2140	3.23	800	40.4
	35	105	0.176（3.64m2）	22	2310		2.77		34.6
Ⅳ	25	75	/	15	1125	1980	5.25	600	53.3
	30	90	/	15	1350		4.38		44.4

（三）、四种不同空调处理方案及其能耗的比较

现列举国内目前在洁净手术室常用的四种空气处理方案及其空调热湿处理的能耗进行分析比较，四方案如下：

第一方案：新风与循环风混合后再进行空调热湿处理方案，新风不单独进行热湿处理（即AHU方案）。

第二方案：新风进行深冷预处理后送入循环机组回风段与回风混合再进行空调的微处理方案（即MAU＋RAU方案）。

第三方案：新风进行深冷预处理后送入循环机组送风段与空调微处理后的循环风再混合的方案（即MAU＋RAU方案）。

第四方案：新风进行深冷预处理，新风不仅仅承担本身的热湿负荷而且还承担洁净手术室内的全部热湿负荷，新风送入洁净手术的静压箱与不进行热湿处理的循环风混合的方案（即MAU＋FFU方案）。

图二十 第一方案（AHU）的空调处理方案自控原理图和焓湿图

图二十一 第二方案（MAU+RAU）的空调处理方案自控原理图和焓湿图

图二十二 第三方案（MAU+RAU）的空调处理方案自控原理图和焓湿图

图二十三 第四方案（MAU+FFU）的空调处理方案自控原理图和焓湿图

表16. 第一方案空调处理的能耗表

洁净手术室级别	夏季耗冷量（kW）	夏季再热量（kW）	冬季加热量（kW）	冬季加湿量（kg/h）
Ⅰ	55	28.7	7.0	7.2
Ⅱ	26.5	9.5	5.06	5.9
Ⅲ	19.8	4.64	5.45	6.2
Ⅳ	13.5	2.07	3.72	4.3

表17. 第二方案空调处理的能耗表

洁净手术室级别（级）	新风预处理能耗			新回风混合后微处理能耗
	夏季耗冷量（kW）	冬季加热量（kW）	冬季加湿量（kg/h）	夏季耗冷量（kW）	夏冬季加热量（kW）	夏冬季加湿量（kg/h）
Ⅰ	20.5	4.83	6.72	0	3.38	3
Ⅱ	16.3	3.86	5.42	0	1.27	1.2
Ⅲ	16.3	3.86	5.42	0	1.33	1
Ⅳ	12.3	2..90	4	0	0.76	0.5

表18. 第三方案空调处理的能耗表

洁净手术室级别（级）	新风预处理能耗			循环风微处理能耗
	夏季耗冷量（kW）	冬季加热量（kW）	冬季加湿量（kg/h）	夏季耗冷量（kW）	夏冬季加热量（kW）	夏冬季加湿量（kg/h）
Ⅰ	20.5	4.83	6.72	0	3.05	2.73
Ⅱ	16.3	3.86	5.42	0	1	0.9
Ⅲ	16.3	3.86	5.42	0	1	0.71
Ⅳ	12.3	2.9	4	0	0.44	0.32

表19. 第四方案空调处理的能耗表

洁净手术室级别（级）	新风预处理能耗				循环风微处理能耗
	夏季耗冷量（kW）	冬季加热量（kW）	冬夏季加热量（kW）	冬季加湿量（kg/h）	夏季耗冷量（kW）	夏冬季加热量（kW）	夏冬季加湿量（kg/h）
Ⅰ	20.2	5	1	7.2	0	0	2.73
Ⅱ	16.1	4	0.8	5.8	0	0	0.9
Ⅲ	16.1	4	0.8	5.8	0	0	0.71
Ⅳ	12.1	3	0.6	4.3	0	0	0.32

（四）四种不同空调处理方案的节能分析

1、就夏季空调冷量消耗而言，第一方案能耗较大是不节能的方案。第二方案，第三方案和第四方案的耗冷量均较小，第二,第三,第四方案的冷量消耗均为第一方案的37%左右。同时夏季再热的能耗量第一方案很大更不可取。第二、三方案的再热量只是第一方案的12%，第四方案的夏季再热量更小.而冬季加热量和加湿量的能耗三种方案基本相同。因此单从节能角度，第二、第三,第四方案优于第一方案。其中第四方案最节能.

2、第二、第三方案的冷量、热量、加湿量基本相同，第四方案的能耗都小于第二,第三方案,但是在洁净手术室不工作的时间（大约占总时间的2/3）为了保证手术室的洁净度不受外界污染，就必须维持室内的一定正压，即必须向不工作的洁净手术室送一定量的经空调处理的洁净新风，此时第二方案不仅新风机组要运行而且循环机组内的风机也要开启，而第三方案和第四方案仅新风机组运行循环机组可停机节电，这就显出第三和第四方案的优点了。

3、第三和第四方案除上述优点外，其新风的质量新鲜程度也比第二方案高，而且容易控制和调节手术室内的压力，还可以减少价格昂贵的定风量装置。

4、第三和第四方案方案中新风深冷处理可分为两步进行，第一步可利用医院的集中冷冻站的冷冻水为冷源对新风进行降温除湿处理；第二步可利用独立的风冷直接蒸发机组为冷源对新风进行深度抽湿处理，而该机组的风冷冷凝器的废热又可做为可调的新风再热的热源。这样又进一步节能了。

5、上述四种洁净手术室净化空调系统的典型方案中，无论是在能耗方面还是在运行管理方面，第三、第四方案都优于第一、第二方案。如果洁净手术室在运行中负荷比较稳定且波动不大时第四方案不仅最节能最省运行费，并且大大的节省了建造投资。

六、不同地区、不同季节洁净手术室净化空调系统运行管理的特点

（一）我国幅员辽阔，南北东西气候差别极大。北方冬季严寒干燥，南方夏季炎热潮湿，东部临海温和湿润，西部山区干燥多风。因此在不同地区建造医院洁净手术室时，要特别重视净化空调系统的运行管理的特点。

根据《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003中给出的（室外气象参数表）可查出我国夏季室外空气热焓最高的地区位于高温潮湿的上海、江苏、浙江和湖北等省市，其热焓值高达90.3kj/kg。其中，江苏省的南通市和常州市以及浙江省的温州市夏季室外空气的热焓超过92kj/kg。而安徽、江西、湖南、福建、广东、广西、四川、台湾、香港、澳门等广大南方地区夏季室外空气的热焓也在88kj/kg左右。北京、天津、河北、山东、山西、吉林、辽宁、黑龙江、陕西等东北和华北地区夏季室外空气的热焓大约在80kj/kg左右。对于干旱少雨、低温的大西北和西南地区的内蒙、甘肃、宁夏、新疆、云南等地区夏季室外空气的热焓一般都低于58.5kj/kg。我国夏季室外空气热焓最低的地区是西藏、青海等高原省份，其热焓还不足41.8kj/kg。夏季室外空气的热焓高，医院洁净手术室净化空调系统空气降温处理消耗的能量就大，运行费用也就昂贵。

在冬季，我国黄河以北的华北（北京、天津、河北、山东、山西等地区），内蒙、东北（辽宁,吉林,黑龙江），西北（甘肃、宁夏、青海、新疆）以及西藏自治区室外空气温度一般都是-10℃至-30℃；黑龙江北部的爱辉县和新疆北部的阿勒泰地区，冬季室外气温可低至-35℃至-40℃；长江流域的上海、江苏、江西、安徽、河南、湖北、湖南、四川、贵州、云南等省市区冬季室外气温大都在-10℃至10℃；而江南亚热带地区的浙江、福建、广东、广西以及台湾、香港、澳门等省市区的冬季室外气温均在5℃至20℃。因此，为了保证洁净手术室新风量和温度，必须对新风进行加热，地区不同，室外气温不同，净化空调系统的加热量、加湿量不同，耗电量也不相同。

现仅就45m²一级手术室的耗能为例，它们分别建在北京、上海、深圳三个不同地区，比较它们空调的夏季耗冷量和冬季加热量、加湿量的差别（见表20）。净化空调系统新风处理的终温均为10℃，相对湿度均为95％。

由表可见，在相同的条件下，上海夏季的空调耗冷量最大，北京冬季的加热量、加湿量最大。夏季空调耗冷量北京是上海的85.3％，深圳是上海的97％。冬季加热量北京是上海的157％，深圳是上海的28.5％。冬季加湿量北京是上海的123％，深圳是上海的65％。

表20. 北京、上海、深圳三地的空调室外参数和冷量、热量、加湿量参数表

地区	空调室外空气参数					耗能量
	夏季			冬季		夏季	冬季
	干球温度（℃）	湿球温度（℃）	热焓（kj/kg）	干球温度（℃）	相对湿度（%）	耗冷量（kW）	加热量（kW）	加湿量（kg/h）
北京	33.2	26.4	82	-12	45	17.36	7.36	8.4
上海	34	28.2	91	-4	75	20.36	4.36	6.84
深圳	33.5	27.8	89	6	70	19.7	1.34	4.44

（二）在我国黄河以北广大地区，尤其是东北、内蒙和新疆，冬季的室外温度多在-20℃至-40℃，因此新风机组内的冷热盘管及其附件极易冻裂冻坏，故必须在新风机组内设有防冻的预热设施，热媒最好是电加热或蒸汽加热。但在黄河以南和长江流域，冬季气温也有可能降至-10℃以下，为了安全，最好也设有以防冻为目的的新风预热设施。

（三）在我国南方的高温高湿地区，尤其是广东、广西、福建、浙江、江苏等省，夏季室外空气的温度和湿度都很高，净化空调系统的冷水管道和空调风管会出现严重的结露和凝水现象，而且一旦发生，还极难处理。因此，上述这些地区必须特别重视空调水管和风管的保温问题。

（四）医院为了保证病人和医护人员有良好的医疗环境，以利病人的治疗和顺利康复和医护人员的工作，在医院的门诊、住院、办公、管理等建筑内都设有采暖、通风和空调系统。为了便于管理，医院设有集中锅炉房和集中冷冻站，给整个医院供热水、蒸汽和冷冻水。但是，在过渡季节（即不需要采暖也不需要空调降温的季节）医院的锅炉房和冷冻站均停止运行，即没有采暖热也没有空调冷冻水供应，因此为了保证洁净手术部的净化空调环境，在洁净手术部应设有专用的、独立的或备用的冷热源系统。

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