医用洁净送风天花的气流均匀性和抗干扰性实验研究

1、医用洁净送风天花简介

医用洁净送风天花由高效过滤器箱、送风静压箱、阻漏层送风口及连接高效过滤器箱和送风静压箱的风管组成，原理如下：

医用洁净送风天花特别适用于手术室进风系统，其轴测图见下图：

尺寸为：2600*2400mm，由四块（1400*1100mm、1400*1100mm、1300*1200mm、1300*1200mm）拼装而成，高度为350mm。医用洁净送风天花的尺寸可以根据工程实际情况进行调整。

2、模型Ⅰ级手术室概况

本实验研究在模型Ⅰ级手术室实验室内完成。实验室围护结构采用复合彩钢板组装而成，门窗用铝合金制作，地面为水磨石地面。实验室大小为：5900*4900*2700mm（长*宽*高）。实验室透视图见下图：

3、实验研究

（1）气流均匀性
医用洁净送风天花的均匀性通过计算送风断面及其距离地面800mm的投影面的乱流度来体现，乱流度通过统计各断面各测点的风速计算确定。乱流度越小表明气流分布越均匀，乱流度以不大于0.3为宜。医用洁净送风天花在各送风频率时的平均速度和乱流度见下表和图：

送风面乱流度—频率特性

工作面乱流度—频率特性

可以看出，医用洁净送风天花的送风速度在0.396m/s时工作断面的平均风速就已经达到0.25m/s；在送风速度为0.396～0.462m/s时送风面乱流度在0.096～0.080之间，工作面乱流度在0.266～0.202之间，比常规的局部百级送风装置的送风面乱流度小很多，满足文献对乱流度的要求，能实现均匀送风。

（2）抗干扰性

由于该实验室是一个独立的单元，其周围未设辅助用房，周围即为大气尘环境，再加上实验时实验室内外存在温差，当把实验室的门打开时，由于温差的作用使实验室内外的空气出现对流现象，这种对流会在门的断面上形成一定的风速，对实验室内的空气造成污染。为了了解这样的污染会给实验室的浓度场带来多大影响，本实验测试了在开门的状态下门到主流区之间的区域的浓度场和主流区、周边区的浓度场。门到主流区之间的区域的测点布置见下图：

选择了44Hz、 47Hz、50Hz三个频率进行了测试。由门外400mm到主流区内200mm共布置了7个测点，加上室外8个测点，每个测点测试6分钟，记录6个数据，计算其平均值。计算结果见下表：

表中可以看出，从室外到主流区的各点浓度值是逐渐下降的，污染空气的影响仅限于门附件的区域，测点3的含尘浓度就可以保持千级水平（Ⅰ级手术室的周边区是千级水平），见下图：

图中可以看出，三条曲线在测点3以后几乎是重合的；从室外到测点3之间的曲线的斜率是很大的，说明实验室的抵抗外部污染空气的入侵能力是很强的。
4、特点分析
（1）因满布比大而均匀
医用洁净送风天花的洁净气流满布比大于以高效过滤器作为气流末端的分布装置的满布比。以Ⅰ级手术室为例，医用洁净送风天花的满布比可以达到93.75%，而以高效过滤器作为气流末端的分布装置的满布比为80%左右。由于满布比的提高，医用洁净送风天花的单向流特性得到了大大的改善。
（2）抗干扰能力强
医用洁净送风天花采用了集中送风保护重点的手术区，通过一定风速的送风保证各区域的洁净度满足规范要求，具有很强的抗干扰能力。以Ⅰ级手术室为例，送风面积为6.24m²（2600*2400mm），比德国工业标准要求的10.24m²（3200*3200mm）的送风面积减少了39%。
（3）能维持稳定的高洁净度
医用洁净送风天花所用的高效过滤器数量少于以高效过滤器作为气流末端的分布装置所用的高效过滤器数量。以Ⅰ级手术室（要求送风面积为2600*2400mm）为例，医用洁净送风天花只需要两个尺寸为800*500mm的高效过滤器箱，每个高效过滤器箱内设置两个相当于6个常规高效过滤器的高效过滤器单元；而以高效过滤器作为气流末端的分布装置至少需要20个高效过滤器。由于高效过滤器数量减少了，因此医用洁净送风天花和以高效过滤器作为气流末端的分布装置相比，前者的高效过滤器泄漏的几率比后者减小了，能将由于高效过滤器泄漏所造成的影响低至原来的1/475。由于泄漏的几率减小了，因此也减少了检漏堵漏的麻烦，从而能维持稳定的高洁净度。
（4）免检漏并且安装方便
医用洁净送风天花采用了阻漏层理论，由四个单元拼装而成，由于按阻漏层理论可以变局部的漏为整体的不漏，因此无需检漏且便于安装。