為控制不同用途用房的室內(nèi)空氣環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量，降低手術(shù)的外源性感染風(fēng)險(xiǎn)，《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB 50333-2002（舊規(guī)范）將潔凈手術(shù)室分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ4級(jí)潔凈手術(shù)室，其中Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的級(jí)別zui高，要求的環(huán)境無(wú)菌程度也zui高。《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》（報(bào)批稿）（新規(guī)范）沿用了舊規(guī)范的潔凈手術(shù)室的級(jí)別劃分，但是對(duì)于Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的工作區(qū)平均風(fēng)速的測(cè)量斷面和工作區(qū)平均風(fēng)速的大小均有調(diào)整；舊規(guī)范要求的工作區(qū)平均風(fēng)速的測(cè)量斷面為距地面0.8m高的送風(fēng)口投影區(qū)域，要求工作區(qū)平均風(fēng)速為0.25～0.30m/s；新規(guī)范要求的工作區(qū)平均風(fēng)速的測(cè)量斷面為距地面1.2m高的送風(fēng)口投影區(qū)域，要求工作區(qū)平均風(fēng)速為0.20～0.25m/s。依據(jù)舊規(guī)范的要求，如果在距地面0.8m高的送風(fēng)口投影區(qū)域內(nèi)獲得0.25～0.30m/s的工作區(qū)平均風(fēng)速，需要送風(fēng)速度保持在0.40～0.45m/s。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室時(shí)按照送風(fēng)風(fēng)速為0.45m/s計(jì)算Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的送風(fēng)量，Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的送風(fēng)面尺寸為2600*2400mm，Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的送風(fēng)量為10108.8m³/h。新規(guī)范把工作區(qū)平均風(fēng)速的測(cè)量斷面提高了0.4m，工作區(qū)平均風(fēng)速的限值也降低了。為了在距地面1.2m高的送風(fēng)口投影區(qū)域獲得0.20～0.25m/s的工作區(qū)平均風(fēng)速，Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的送風(fēng)速度和送風(fēng)量需要多大？下面詳細(xì)探討。
1、現(xiàn)有文獻(xiàn)的分析研究
為了確定Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的送風(fēng)量，操作實(shí)驗(yàn)在模型I級(jí)手術(shù)室實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。實(shí)驗(yàn)室圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用復(fù)合彩鋼板組裝而成，實(shí)驗(yàn)室尺寸為5900*4900*2700mm（長(zhǎng)*寬*高）。實(shí)驗(yàn)室透視圖見下圖1，末端送風(fēng)裝置平面圖見圖2。
  （圖1）
        （圖2）
文獻(xiàn)在兩種實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行了測(cè)試，一種為等溫送風(fēng)實(shí)驗(yàn)條件1（送風(fēng)溫度和室內(nèi)溫度相同），一種為高溫送風(fēng)實(shí)驗(yàn)條件2（送風(fēng)溫度高于室內(nèi)溫度）。
實(shí)驗(yàn)條件1為：室內(nèi)干球溫度22.0～23.5℃；室內(nèi)濕球溫度18.0～20.5℃；室內(nèi)正壓10～13Pa，送風(fēng)溫差為0℃。在此實(shí)驗(yàn)條件下，文獻(xiàn)得出的送風(fēng)氣流衰減規(guī)律見下表：
從表中可以看出，等溫送風(fēng)條件下送風(fēng)的衰減率在0.303～0.369之間，平均值為0.353，按照衰減率計(jì)算，如果要在距地1.2m的送風(fēng)口投影區(qū)域獲得0.20～0.25m/s的工作區(qū)平均風(fēng)速，送風(fēng)速度應(yīng)在0.309～0.386m/s，送風(fēng)量應(yīng)為6941～8671 m³/h。
實(shí)驗(yàn)條件2為：室內(nèi)干球溫度29.7～30.0℃；室內(nèi)濕球溫度22.0～24.8℃；室內(nèi)正壓12～20Pa，送風(fēng)溫差為1.4℃。在此實(shí)驗(yàn)條件下，文獻(xiàn)得出的送風(fēng)氣流衰減規(guī)律見下表：
從表中可以看出，高溫送風(fēng)（送風(fēng)溫度高于室內(nèi)溫度）條件下送風(fēng)的衰減率在0.422～0.462之間，平均值為0.443，按照衰減率計(jì)算，如果要在距地1.2m的送風(fēng)口投影區(qū)域獲得0.20～0.25m/s的工作區(qū)平均風(fēng)速，送風(fēng)速度應(yīng)在0.359～0.449m/s，送風(fēng)量應(yīng)為8064～10086m³/h。
對(duì)比以上兩種實(shí)驗(yàn)條件下的衰減率，高溫送風(fēng)條件下的衰減率比等溫送風(fēng)條件下的衰減率增大了25.5%。這種衰減率的上升是由于熱送風(fēng)所產(chǎn)生的浮力造成的，文獻(xiàn)未對(duì)送冷風(fēng)（送風(fēng)溫度低于室內(nèi)溫度）的氣流衰減率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。送冷風(fēng)時(shí)，由于受重力影響，送冷風(fēng)的氣流衰減率比等溫送風(fēng)的氣流衰減率要小，減小的比率應(yīng)和送熱風(fēng)氣流衰減率增大的比率相當(dāng)，如果氣流衰減率按照25%的減小率計(jì)算，送冷風(fēng)時(shí)的氣流衰減率應(yīng)為：0.353*（1-25%）=0.264，按照上述的衰減率計(jì)算，如果要在距地1.2m的送風(fēng)口投影區(qū)域獲得0.20～0.25m/s的工作區(qū)平均風(fēng)速，送風(fēng)速度應(yīng)在0.27～0.34m/s，送風(fēng)量應(yīng)為6088～7638m³/h。
綜合比較分析，等溫送風(fēng)的氣流衰減率可以取0.35，該值與《藥廠潔凈室設(shè)計(jì)、運(yùn)行與GMP認(rèn)證》（第二版）關(guān)于局部單向流的送風(fēng)速度中提出的衰減率比較接近，也符合文獻(xiàn)提出的衰減率為0.2～0.4的要求。氣流衰減率取0.35，則送風(fēng)速度和工作區(qū)平均風(fēng)速之間存在如下的關(guān)系：

由上式可以導(dǎo)出：

可以看出，送風(fēng)速度為工作區(qū)平均風(fēng)速的1.54倍。
氣流衰減率取0.35時(shí)，如果在距地1.2m的送風(fēng)口投影區(qū)域獲得0.20～0.25m/s的工作區(qū)平均風(fēng)速，送風(fēng)速度應(yīng)為0.31～0.39m/s，送風(fēng)量應(yīng)為6964～8761m³/h，取整后為7000～8800m³/h，冷射流（送冷風(fēng)）時(shí)送風(fēng)衰減率小于上述數(shù)值。
2、理論分析
文獻(xiàn)在分析送風(fēng)射流的流動(dòng)規(guī)律時(shí)認(rèn)為，送風(fēng)速度和距地1.2m的送風(fēng)口投影區(qū)域的工作區(qū)平均風(fēng)速之間存在如下的關(guān)系：

式中，m為射流衰減系數(shù)；
    F₀為送風(fēng)口面積，m²；對(duì)于Ⅰ級(jí)手術(shù)室來(lái)說(shuō)，F(xiàn)₀=2.6m*2.4m=6.24m²；
    x為送風(fēng)口至測(cè)試斷面的距離，m。
射流衰減系數(shù)與風(fēng)口本身的特性相關(guān)的參數(shù)，它的大小只取決于送風(fēng)口的本身的特性。文獻(xiàn)中并沒有給出適合Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室送風(fēng)口的射流衰減系數(shù)的取值，如何獲得Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室送風(fēng)口的射流衰減系數(shù)成為一個(gè)關(guān)鍵問題。
由上式可得：

利用文獻(xiàn)給出的實(shí)測(cè)送風(fēng)速度和工作區(qū)平均風(fēng)速之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采用上式計(jì)算出一系列射流衰減系數(shù)，見下表。式中的F₀=6.24m²，送風(fēng)口至測(cè)試斷面的距離x=1.9m。將這一系列射流衰減系數(shù)的平均值0.435作為Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室送風(fēng)口的射流衰減系數(shù)。

當(dāng)手術(shù)室的層高為3m時(shí)，距地1.2m的送風(fēng)口投影區(qū)域的測(cè)試斷面到送風(fēng)口的距離x=1.8m，射流衰減系數(shù)為0.435，F(xiàn)₀=6.24m²代入可得：

氣流衰減率：

按照0.317的氣流衰減率，如果在距地1.2m的送風(fēng)口投影區(qū)域獲得0.20～0.25m/s的工作區(qū)平均風(fēng)速，送風(fēng)速度應(yīng)為0.29～0.37m/h，送風(fēng)量應(yīng)為6515～8312m³/h，取整后為6600～8400m³/h。
3、Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室送風(fēng)風(fēng)速及送風(fēng)量的確定
對(duì)于層高為3.0m的Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室，計(jì)算所得與文獻(xiàn)分析所得的結(jié)果差異的原因在于文獻(xiàn)所采用的實(shí)驗(yàn)室的層高為2.7m，工作區(qū)平均風(fēng)速的測(cè)試斷面距地面0.8m，送風(fēng)面和工作區(qū)平均風(fēng)速的測(cè)試斷面之間的距離為1.9m；而實(shí)際測(cè)試和理論探討的Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的層高為3.0m，工作區(qū)平均風(fēng)速的測(cè)試斷面距地面1.2m，送風(fēng)面和工作區(qū)平均風(fēng)速的測(cè)試斷面之間的距離為1.8m；文獻(xiàn)的送風(fēng)射流距離比實(shí)際測(cè)試和理論研究的射流距離大了100mm，因此造成了衰減率的差異，實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)相差幾厘米風(fēng)速就會(huì)發(fā)生顯著的變化。綜合比較現(xiàn)有文獻(xiàn)、理論研究、實(shí)際測(cè)試所得的氣流衰減率，認(rèn)為層高為3.0m高的Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的氣流衰減率宜取0.32，這個(gè)衰減率既包含在現(xiàn)有文獻(xiàn)的分析研究所得的數(shù)值范圍內(nèi)，又比理論研究的結(jié)果相對(duì)保險(xiǎn)。按照0.32的氣流衰減率，如果在距地1.2m的送風(fēng)口投影區(qū)域獲得0.20～0.25m/s的工作區(qū)平均風(fēng)速，送風(fēng)速度應(yīng)在0.30～0.37m/s，送風(fēng)量應(yīng)在6739～8312m³/h，上述送風(fēng)量取整后為6800～8400m³/h。上述送風(fēng)量適合于3.0m高的Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室；對(duì)于層高不是3.0m的Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的送風(fēng)速度和送風(fēng)量可以根據(jù)公式和計(jì)算確定。
當(dāng)手術(shù)室的層高為2.9m時(shí)，1.2m的送風(fēng)口投影區(qū)域的測(cè)試斷面到送風(fēng)口的距離x=1.7m，按照上述公式計(jì)算氣流的衰減率為：

同理可得其它層高的Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的送風(fēng)速度和送風(fēng)量，計(jì)算結(jié)果見下表：

在進(jìn)行Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室設(shè)計(jì)時(shí)可以參照此表進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)際工程的送風(fēng)溫差調(diào)整送風(fēng)量的大小。由于新規(guī)范規(guī)定潔凈手術(shù)室的凈高不宜低于2.7m，因此表中只給到層高為2.7m的Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的送風(fēng)速度和送風(fēng)量的取值。表中的結(jié)果為理論計(jì)算所得，實(shí)際手術(shù)室中送風(fēng)速度的衰減會(huì)受到手術(shù)室的大小、布局、送風(fēng)面的大小、回風(fēng)口的布置、送風(fēng)溫差等因素影響。
4、新舊規(guī)范Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室送風(fēng)面風(fēng)速和送風(fēng)量比較
由于工作區(qū)平均風(fēng)速的測(cè)量斷面和所要求的工作區(qū)平均風(fēng)速的數(shù)值有變化，新規(guī)范和舊規(guī)范相比，Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的送風(fēng)速度和送風(fēng)量有變化，變化情況見下表：

表中針對(duì)的是層高為3.0m的Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室?？梢钥闯?，要達(dá)到新規(guī)范的工作區(qū)平均風(fēng)速的要求，Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的送風(fēng)量可以按照7000～8600m³/h進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，比按照舊規(guī)范計(jì)算所得的送風(fēng)量減少了1600m³/h，減少的送風(fēng)量相當(dāng)于原設(shè)計(jì)風(fēng)量的16%。如果Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的層高小于3.0m，送風(fēng)量減小的比例會(huì)更大。送風(fēng)量減小了，在進(jìn)行Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室設(shè)計(jì)時(shí)，風(fēng)機(jī)參數(shù)也可以適當(dāng)減小，空調(diào)機(jī)組表冷器的冷負(fù)荷和熱負(fù)荷都會(huì)隨之減小，這樣就會(huì)在一定程度上降低Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室的造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)于建設(shè)方來(lái)說(shuō)是非常有利的。
考慮到低溫送風(fēng)時(shí)的氣流衰減率減小，在距地1.2m的送風(fēng)口投影區(qū)域達(dá)到0.20～0.25m/s的工作區(qū)平均風(fēng)速所需的送風(fēng)速度和送風(fēng)量會(huì)減小，因此新規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)從減少送風(fēng)量的角度出發(fā)進(jìn)行了如下的規(guī)定：在手術(shù)進(jìn)行過程中，Ⅰ～Ⅲ級(jí)潔凈手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)宜根據(jù)需要使送風(fēng)溫度能夠在低于室溫狀況下運(yùn)行。