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海上医院手术室空气净化工程研究方法

19-05-16

海上医院手术室空气净化工程研究方法

1.国内外研究现状及发展动态
      (1)关于医疗环境的气流组织研究
      医疗环境控制的有效手段之一就是合理有有序的气流组织,净化工程医院气流控制应避免病源污染物由全室通风造成的扩故和传播,尽可能地减小病人呼出的气体造成再次污染。目前许多医院空气感染的控制理念还只停留在手术室消毒和患者抗感染药物控制,整体的空气质量无法得到改善,交义感染的危险程度仍然很高。据权威部门统计,我国医院内感染发生率约为10%,每年有数百万住院患者会发生院内感染。随着科技的发展,空气净化和医院环境的气流控制技术有了很大的提高,陆上医院的气流控制技术已日趋成熟,国内外在这方面积累了很多经验并制定了相关规范。目前这些因素尚未应用到海上医院的气流设计上。
      (2)关于小空间医疗空间的气流组织研究
      对海上医院而言,手术室空间小等特点给医疗环境控制带来很大困难。目前我国尚无新建海上医院的先例,因此这方面的研究几乎空白。
      (3)对手术室医疗环境净化空调系统的研究
      医疗环境涉及气流、声、光、热等因素,目前主要集中在对空调系统气流组织的评价上,而对如何保障海上医院手术室医疗环境控制的净化空调系统缺乏研究。海上医院的净化空调系统不仅要满足船用空调要求,还要符合医疗要求,尤其是它的控制系统无法照搬陆上医院的成熟方案,需要进行大量的研究工作。
      2.研究思路与方法
      借鉴陆上医院和流动医院的医疗环境控制方法和经验,结合海上医院自身的特点和要求进行资料收集和分析;从医疗环境控制的关键指标洁净度、温湿度人手,对典型医疗环境中的风口布置及气流分布特点进行模拟和预测;根据海上医院环境控制的要求,寻找合适的净化空调系统与自控方式;采用CFD模拟和实验的方法,针对海上医院层高低、空同小等特点提出相应解决措施,得出优化方案。手术室空调系统除了要控制房间的温疗环境至关重要,手术过程的特殊要求,还应该在手术台医院手术室的良好流场以及合适的空尘埃和其他有判断手术室通风系统的设计是否合理,通常采用实验的方法现场测量其害物质的含量。手术室中的气流分布对营造舒适的工作及治及附近维持定的空气流动,并且有效地降低房间调净化是保证手术成功与控制术后感染的必要条和湿度并迅速消除房间内的有害气体外,净化工程由于空气中的细菌、空气流动状况但代价较高且花费大量时间:另种方法是数值计算,通过水解室内空气流动的控制方程,得到空间流场的分布,对通风系统的设计进行指导,具有时间快成本低等优点,随着计算机技术和计算流体力学软件的发展,数值模拟方法得到越来越广泛的应用。
      采用数值模拟和实体模型实验相结合的方法对洁净手术部医疗环境控制进行分析,这样既可降低成本、减少研究的时间,又可对典型工况进行验证,最终寻求最优化方案。具体做法可采用CFD软件如Fluent、Airpak 等对院内气流控制和污染物传播进行研究,并进行相关实验测试作验证与对比,确定手术部净化空调系统与自控方式。
      3.技术路线及实施方案
      (1)分析海上医院手术室的气流组织
      现代海上医院的医疗环境控制已不仅仅是靠消毒实现,而是靠过滤除菌技术、气流控制技术、压力控制技术、温湿度控制技术等综合技术来实现。采取可靠的过滤除菌保证了洁净无菌的送风气流,依靠良好的气流控制来实现室内无菌环境,采用合适的温湿度控制人员所产生的菌量、满足医疗要求,各医疗功能区域合适的有序压力控制保证了渗漏从洁净环境流向低洁净环境,从低洁净环境流向非洁净环境形成定向气流,从整体上保证海上医院手术室的良好医疗环境,有效避免交叉感染,为整个海上医院的医疗服务提供可靠的保障。
      (2)对手术部医疗环境、卫生环境与舒适环境控制
      寻找一种合适的净化工程空调与自控系统众所周知。HVAC系统的部件如表冷器等具有显著的非线性特性;系统的运行工况范围很宽,从炎热潮湿的夏季到严寒干燥的冬季;系统的各部件之间存在互相作用,例如在串联的水系统中调节上游的水流量势必会影响到下游。正因为具有上述特征,要对HVAC系统进行良好的控制是很困难的,必须要经过周密的事先测试和调试。如果能够对具体的HVAC系统建立套仿真模型, 就能够避免上述问题。例如,可以在仿真模型中调试无误后再到现场进行设定,不仅省时省力而且不受时间和空间变换的限制。研究方法有理论分析,如将盘管简单看成一个具有时滞的 一阶系统,进行拉普拉斯变换:也有数值模拟,设定了系统各部件的进出口参数后进行连接,利用差分的方法进行计算。在上述研究的基础E,采用分离变量法对表冷器和房间的物理模型进行求解,得到输出变量与输人变量之间的传递面数关系,并采用Mdb Smlink软件建立仿真模型,对不同的控制方案进行仿真试验以寻找出种合适的净化空调与自控系统。需要指出,模拟不可能替代模型实验,因为数值计算进行了许多边界条件假设,某种意义上已难以十分准确地代表实际物理过程,因此经数值模拟确定的方案需要进行空间实验测试验证,将数值模拟与实验测试进行对比。 
      4.理论意义
      研究海上医院手术部内污染物散发与传播的机理,寻求合理有效的污染物控制及气流组织方法,建立污染物控制模型,提出对污染物进行全面控制的卫生学和工程学相结合的思路,从而为实际工程和污染物控制提供理论基础。尽管陆上医院医疗环境控制已基本完善,但目前国内外尚无关于海上医院医疗环境控制的成熟经验和相关标准。此外,我国海上医院的建设急需船上医疗环境的相关控制技术与实施方案的研究。本课题所研究的医疗环境评价与控制措施,能为目前我国海上医院的手术部医疗布局和医疗净化环境控制提供理论指导和技术支持,为我国类似医疗环境的建设和发展提供技术资料,对提高我国海上医疗救护具有重要的意义。
      5.结论
      有效的区域压差控制、良好的气流分布方式,以及合适的通风空调条件是保障医院重点科室正常使用的必要条件。通过对实体模型主要项目测试数据的分析,与数值模拟进行对照,可为深化设计提供所需参数与依据。

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