醫用潔凈送風天花的氣流均勻性和抗干擾性實驗研究

1、醫用潔凈送風天花簡介

醫用潔凈送風天花由高效過濾器箱、送風靜壓箱、阻漏層送風口及連接高效過濾器箱和送風靜壓箱的風管組成，原理如下：

醫用潔凈送風天花特別適用于手術室進風系統，其軸測圖見下圖：

尺寸為：2600*2400mm，由四塊（1400*1100mm、1400*1100mm、1300*1200mm、1300*1200mm）拼裝而成，高度為350mm。醫用潔凈送風天花的尺寸可以根據工程實際情況進行調整。

2、模型Ⅰ級手術室概況

本實驗研究在模型Ⅰ級手術室實驗室內完成。實驗室圍護結構采用復合彩鋼板組裝而成，門窗用鋁合金制作，地面為水磨石地面。實驗室大小為：5900*4900*2700mm（長*寬*高）。實驗室透視圖見下圖：

3、實驗研究

（1）氣流均勻性
醫用潔凈送風天花的均勻性通過計算送風斷面及其距離地面800mm的投影面的亂流度來體現，亂流度通過統計各斷面各測點的風速計算確定。亂流度越小表明氣流分布越均勻，亂流度以不大于0.3為宜。醫用潔凈送風天花在各送風頻率時的平均速度和亂流度見下表和圖：

送風面亂流度—頻率特性

工作面亂流度—頻率特性

可以看出，醫用潔凈送風天花的送風速度在0.396m/s時工作斷面的平均風速就已經達到0.25m/s；在送風速度為0.396～0.462m/s時送風面亂流度在0.096～0.080之間，工作面亂流度在0.266～0.202之間，比常規的局部百級送風裝置的送風面亂流度小很多，滿足文獻對亂流度的要求，能實現均勻送風。

（2）抗干擾性

由于該實驗室是一個獨立的單元，其周圍未設輔助用房，周圍即為大氣塵環境，再加上實驗時實驗室內外存在溫差，當把實驗室的門打開時，由于溫差的作用使實驗室內外的空氣出現對流現象，這種對流會在門的斷面上形成一定的風速，對實驗室內的空氣造成污染。為了了解這樣的污染會給實驗室的濃度場帶來多大影響，本實驗測試了在開門的狀態下門到主流區之間的區域的濃度場和主流區、周邊區的濃度場。門到主流區之間的區域的測點布置見下圖：

選擇了44Hz、 47Hz、50Hz三個頻率進行了測試。由門外400mm到主流區內200mm共布置了7個測點，加上室外8個測點，每個測點測試6分鐘，記錄6個數據，計算其平均值。計算結果見下表：

表中可以看出，從室外到主流區的各點濃度值是逐漸下降的，污染空氣的影響僅限于門附件的區域，測點3的含塵濃度就可以保持千級水平（Ⅰ級手術室的周邊區是千級水平），見下圖：

圖中可以看出，三條曲線在測點3以后幾乎是重合的；從室外到測點3之間的曲線的斜率是很大的，說明實驗室的抵抗外部污染空氣的入侵能力是很強的。
4、特點分析
（1）因滿布比大而均勻
醫用潔凈送風天花的潔凈氣流滿布比大于以高效過濾器作為氣流末端的分布裝置的滿布比。以Ⅰ級手術室為例，醫用潔凈送風天花的滿布比可以達到93.75%，而以高效過濾器作為氣流末端的分布裝置的滿布比為80%左右。由于滿布比的提高，醫用潔凈送風天花的單向流特性得到了大大的改善。
（2）抗干擾能力強
醫用潔凈送風天花采用了集中送風保護重點的手術區，通過一定風速的送風保證各區域的潔凈度滿足規范要求，具有很強的抗干擾能力。以Ⅰ級手術室為例，送風面積為6.24m²（2600*2400mm），比德國工業標準要求的10.24m²（3200*3200mm）的送風面積減少了39%。
（3）能維持穩定的高潔凈度
醫用潔凈送風天花所用的高效過濾器數量少于以高效過濾器作為氣流末端的分布裝置所用的高效過濾器數量。以Ⅰ級手術室（要求送風面積為2600*2400mm）為例，醫用潔凈送風天花只需要兩個尺寸為800*500mm的高效過濾器箱，每個高效過濾器箱內設置兩個相當于6個常規高效過濾器的高效過濾器單元；而以高效過濾器作為氣流末端的分布裝置至少需要20個高效過濾器。由于高效過濾器數量減少了，因此醫用潔凈送風天花和以高效過濾器作為氣流末端的分布裝置相比，前者的高效過濾器泄漏的幾率比后者減小了，能將由于高效過濾器泄漏所造成的影響低至原來的1/475。由于泄漏的幾率減小了，因此也減少了檢漏堵漏的麻煩，從而能維持穩定的高潔凈度。
（4）免檢漏并且安裝方便
醫用潔凈送風天花采用了阻漏層理論，由四個單元拼裝而成，由于按阻漏層理論可以變局部的漏為整體的不漏，因此無需檢漏且便于安裝。