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主流区理论--医院洁净手术室要求集中布置送风口的理论基础

发布时间:2020-04-26      点击次数:1401

1、主流区概念及不均匀分布浓度计算
主流区的概念:在乱流洁净室内,在送风口下方一个范围内为主流区,其洁净度zui高;在回风口附近有一很小的回风口区,其洁净度可以高于也可以低于室内平均浓度,这要视不均匀分布系数大于或小于1而定,但是它等于理论的均匀分布时()的室内平均浓度;此外,在送风口两侧的其它区域是含有涡流的紊流区域,习惯简称涡流区,其洁净度明显低于中心的主流区。三区不均匀分布见下图:

根据主流区概念,对于末端为高效过滤器的洁净空间,由于送风浓度极小,因而有:
不均匀分布的室平均浓度
主流区浓度
涡流区浓度
回风口区浓度
式中,为不均匀分布系数,
    为主流区不均匀分布系数,
    为涡流区不均匀分布系数,
    为回风口区不均匀分布系数,
     n为换气次数;
     N为均匀分布的室平均浓度,
     Ns为送风浓度;
     G为单位容积发尘量;
     β为主流区发尘量占全室发尘量的比例;
     φ为主流区的引带系数;
     为涡流区容积占全室容积之比。
2、主流区污染度
说明回风口区浓度就是均匀分布时的总平均浓度,研究成果已指出应把工作区置于主流区下,为了判定集中布置送风口并使工作区布置在主流区下与常规分散布置相比的优越程度,有以下几种考虑:
(1)这一程度用主流区浓度与室平均浓度之比即来表达,因为室平均浓度中包括主流区浓度,则从比值上可能反映不出主流区的优越。同时,当采用集中布置送风口的主流区方案时,对室平均浓度的认同易产生分歧,因为在主流区内的测点应占多少和各自加权系数有关,不好确定,因而可操作性不强。
(2)这一程度用主流区浓度与回风口浓度或均匀分布时室平均浓度之比即表达,也就是用表达。虽然有可操作性,即回风口区浓度可测出来,但因为工作点不可能布置在回风口区,它们之比不是zui受关心的。
(3)这一程度用主流区浓度与涡流区即周边区浓度之比即表达,则能比较清楚的说明问题。涡流区是指主流区两侧含有涡流区的紊流区,它的浓度就代表除了主流区和回风口以外的室内其它主要区域的浓度, 也就是主要为主流区周边地区的浓度。所以可以反映出工作区内和非工作区内的浓度差别。同时,这两区的浓度都可以按区布点分别测定。
3、分级计算
(1)送风面积
既然送风集中于工作区,则送风面积的大小很重要。送风面积太大则风量要求太大或在一定风量下风速太低,造价高;太小则影响对工作区的保护。现在分三种情况:低、中间和zui高的标准。低标准是把仅包括手术台的工作区包笼在主流区内,中间标准是包括手术台外围0.6m的区域,zui高标准可包括手术台侧边外0.9m的区域。这里应考虑弱射流气流边界的混掺和削弱现象,边界可有10.7°角的缩小。根据无影灯类别,室内净高为2.9~3m,手术台高0.8m,人体切口高度0.3m,工作面高1.1m,则每边缩小距离为[(2.9~3)m-1.1m] tan10.7°=0.34~0.36m。
(2)发菌量
发菌量不是按人员密度计算的,要直接算。室内表面发菌量还没有直接数据,可参考表面发尘量。即设8m2地面所代表的表面的发菌量,相当于1个人静止时的发菌量。人静止发菌量大可取300个/(人.min),测定人员按2名考虑,则总发菌量为(室面积8m2+2)*300个/min。
(3)系数
φ按送风面满布比,依次取0.4,1.3,0.26,0.2;β按送风面满布比,依次取0.7,0.65,0.8,0.85;Vb/V按送风面满布比,依次取0.45,0.65,0.32,0.24。
计算结果如下:

如果送风口满布比很大,β达到0.95,标准两侧满布回风口,φ=0.05,则=0.095,可算出≈0.048,则=1.98,可知周边区浓度约是主流区的20倍,如果主流区属于100级范畴,则周边区在1000级范围之内。
4、结论
由于手术区是手术室发尘集中的地点,按主流区理论,若将这一区域置于主流区内,则对提高主流区和全室的洁净度大有好处。计算结果表明,将工业洁净室均匀布置送风口(1000级换气次数标准)改为集中布置送风口,则可在手术区达到100级的效果,而周边区则为1000级。依次类推,关键区域均可提高一级。要说明的是,为了缩短手术的时间,采用了自净换气次数概念,上述手术室的1000,10000,100000级换气次数比常规的略高,而对于非手术室房间则比常规的要小。






 

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