術中（zhōng）核磁共振手術室的（de）淨化空調設計

1、術中核磁工作（zuò）原理
首先在建築布局和房間設置上與常規（guī）手術（shù）室不同，術中核（hé）磁的手術室是（shì）由（yóu）兩個各自獨立的房間組成的統一體。一間是手術室，稱為OR，另一間則是（shì）磁體設備房間，稱為DR。OR和DR之間有一（yī）道移動屏蔽門相隔，平（píng）時關閉，手術時可開啟也可關閉。房間吊頂有軌道相通，磁體設備吊裝在軌道（dào）上，可以（yǐ）來回滑（huá）動。
術中核磁手術室平麵示意圖：

術中核磁手術室剖麵示（shì）意圖：

其工作過程為：
（1）病人先在DR進行磁共振檢測，確認病灶部位；
（2）病人推入OR準備手術，此時移動屏蔽門是先開後關閉狀態；
（3）病人（rén）在OR進行手（shǒu）術，此時（shí）移動屏蔽門是關閉狀態，OR與DR為獨立的兩間潔淨室；
（4）術後移動屏蔽門打開，由DR的磁體設備移（yí）動至OR進行磁共振掃描，以便觀察手術是否做得成功。此時OR與DR聯（lián）通，成為一個整體潔淨室。
（5）手術結束，病人離開手術室。
2、案例分析
（1）工程概況
此項目由某醫院綜合樓一層的功（gōng）能房改建為術中核磁手術室，改建麵積約250m²，層高約5.4m。包括手術（shù）室、磁體室、操作室及其一些（xiē）淨化輔（fǔ）房。為保證（zhèng）術中核磁（cí）工作人員（yuán）及病人需要，此區（qū）域全年滿足淨化工藝對（duì）空（kōng）調的要求。
淨化間內設備散熱量（liàng）：

可接受（shòu）的溫度和濕度範圍：

（2）冷熱源及係統簡介
1）冷熱源：該（gāi）工程（chéng）夏季空調總冷負荷約138kW，冬季空調總熱負荷約60kW。空調冷、熱源選用一台製冷量為155kW,製（zhì）熱量（liàng）為125kW的能（néng）同時供冷、熱的四（sì）管製風冷熱泵機組，機組設置在大樓五層立麵。
2）獨立空調係統：為OR和DR各自（zì）設置一個獨立的潔（jié）淨空調係統，其餘各輔助用房設置（zhì）一個獨立的空調係統。新風機設有粗、中效空氣過濾段、表冷段、熱水盤管段、送風機段；空調箱功能段設有粗、中效空氣過濾段、表冷段、熱水盤管段、蒸汽加（jiā）濕段、送風機（jī）段。各功能區（qū）域新（xīn）風直接取自室外並由新（xīn）風機集中處理（lǐ）後送入（rù）各空調箱經二次處理後再（zài）送（sòng）入各功能室。
3）空調水係統（tǒng）：該工程采用四管製閉式循環（huán）係統，冷水泵配置兩台，熱水泵配置兩台，冷、熱水係統水泵分別為一用一備。水係統為異程式（shì），采用平衡（héng）閥平衡係統阻力。冷、熱水係統分別由兩套穩壓型定壓罐補水。
（3）潔淨（jìng）度（dù）標（biāo）準
就一般核磁檢查室（DR）而言，是不需要（yào）淨化空調的，但是術中（zhōng）核磁將檢查與手術聯係到一起，需要相（xiàng）互“互動”。因此，DR也需要做淨化。
由於手術室（OR）主要是外科手術，手術室淨化級別定為1級，而DR與OR之間在（zài）手術過程中移動屏蔽門將打開，彼此連成一（yī）體（tǐ），為了保證OR內（nèi）的潔淨（jìng）度及氣流組織（zhī）的穩定，原考慮將DR定為2級手術室來做（zuò）淨化，否則會造成OR與DR之（zhī）間壓差及潔淨度相差過大，開門時造成兩室氣（qì）流的不穩（wěn）定，對1級（jí）層流的擾動太大從而影響手術的效果。但是，對於一個磁體檢查室來說，2級手術（shù）室的標（biāo）準又太高，同時也不利於節（jiē）能。因此，根據OR與DR的工作特性，設計時采取了一（yī）個折中的（de）辦法。
在OR與DR之間的屏蔽門（mén）關閉時，其實兩室（shì）是*獨（dú）立的，隻有在門打開時（shí）才相互連通。設計中DR室設計為一個變風量係統，在屏蔽門關閉時，為一般萬級（Ⅲ級）潔淨室的標準，保證房間的潔淨度及相對於鄰（lín）室輔（fǔ）助用房（fáng）的壓差。在屏蔽將要打（dǎ）開之前，再將DR的潔淨級別提高至2級手術室標準，使DR與OR在屏蔽門打開連通（tōng）之後，OR室內的潔淨環境不會（huì）受到太大的影響，保證手術的正常運行。其餘潔淨輔助用房則均按照《醫院潔（jié）淨手術建（jiàn）築技（jì）術規範》GB 50333-2002的要求進行設計。
下表為（wéi）各房間（jiān）潔淨指標：

（4）h-d計算（suàn）及空調（diào）係統
OR與（yǔ）DR室內設計溫度（dù）T=22℃，相對濕度φ=55%，計算OR百級手術室（shì）人員12人，DR萬級（jí）磁體室人員8人，進（jìn）行空（kōng）調負荷計算，根據《醫院潔淨手術（shù）建築（zhù）技術規範》GB 50333-2002確定手術室風量。
1）DR的計算（suàn）及空調係統
DR為一個（gè）淨化空調係（xì）統，室內冷負荷Q=5.1kW，空調濕（shī）負荷d=0.29kg/h，門開和門閉時室內負荷變化忽略不計，萬級潔淨確定新風量定（dìng）為800m³/h，門閉時送風量為2400m³/h，門開時送風量為（wéi）3900m³/h。
DR萬級磁（cí）體室采用一（yī）次回風係統，新風處（chù）理到室內（nèi）焓值，新風不承擔室內負荷，新風空調箱僅（jǐn）承擔新風負荷（hé），室內循環空調箱承擔（dān）全（quán）部室內冷負荷，循（xún）環空調箱在濕工況下（xià）工作，此種方（fāng）式在（zài）工程設計中（zhōng）經常被采用。
下圖（tú）為一（yī）次（cì）回風係統空氣處理（lǐ）流程：

從（cóng）圖（tú）中分析，回風（fēng）N點（diǎn）與處理後的新風L點混合，經循環（huán）空調箱冷卻處理（lǐ）到L′點，再經再熱加熱到送風狀態點O點。
根據DR的運行特點，計（jì）算需分門閉時和門開時兩種狀（zhuàng）態。
門閉時，根據h-d圖算得：
新風預冷量：Q_新=[1.2*G*（h_W-h_L）]/3600=[1.2*800*（90.44-45.22）]/3600=12kW
再熱量：Q_再=[1.2*G*（h_O-h′_L）]/3600=[1.2*2400*（38.85-35.9）]/3600=2.36kW
DR淨化空調箱製冷量：Q=[1.2*G*（h_C-h′_L）]/3600=[1.2*2400*（45.22-35.9）]/3600=7.46kW
門開時，根據h-d圖算得：
新風預冷量：Q_新=[1.2*G*（h_W-h_L）]/3600=[1.2*800*（90.44-45.22）]/3600=12kW
再熱量（liàng）：Q_再=[1.2*G*（h_O-h′_L）]/3600=[1.2*3900*（41.3-36.06）]/3600=6.8kW
DR淨化空調箱製冷量：Q=[1.2*G*（h_C-h′_L）]/3600=[1.2*2400*（45.22-36.06）]/3600=11.9kW
2）OR的計算及空調係統（tǒng）
OR百級手術室內冷負（fù）荷Q=11.3kW,空調濕負荷d=0.6kg/h，門開和門（mén）閉時室（shì）內負荷變化（huà）忽（hū）略不計，百級手術新風量門開時定為1200m³/h，門閉時定為2400m³/h，手（shǒu）術（shù）室（shì）控製區2.6*2.4m²，手術室（shì）控製區送風量11000m³/h。
OR采（cǎi）用（yòng）的是二次回風係統，從圖（tú）中分析，一次回風N點與處（chù）理後的新風L點混合，經循環空調箱冷卻處理（lǐ）到L′點，再與二次回風N混合（hé）至送風狀（zhuàng）態點（diǎn）O點。

根據OR的運行（háng）特點，計算同樣需分為門閉時和門開時兩種狀（zhuàng）態。
門閉時，根據h-d圖算得：
新風預（yù）冷量：Q_新=[1.2*G*（h_W-h_L）]/3600=[1.2*1200*（90.44-45.22）]/3600=18kW
OR淨化空調箱製冷量（liàng）：Q=[1.2*G*（h_C-h′_L）]/3600=[1.2*11000*（45.22-35.73）]/3600=34.8kW
門開時，根據（jù）h-d圖算得：
新風預冷（lěng）量：Q_新=[1.2*G*（h_W-h_L）]/3600=[1.2*2400*（90.44-45.22）]/3600=36kW
OR淨化空調箱製冷量：Q=[1.2*G*（h_C-h′_L）]/3600=[1.2*11000*（45.22-35.73）]/3600=34.8kW
為了方便比較，把OR百級手術（shù）室也做了一次回風係統的計算，根據h-d圖，其再熱量可算得，Q_再=[1.2*G*（h_O-h′_L）]/3600=[1.2*11000*（42.02-36.12）]/3600=21.6kW，如果OR采用（yòng）一次回風，那麽相對於DR其（qí）再熱量要高出很多。
由此可以看出，百級手術室采用二次回風係統運行能耗比（bǐ）一次回風係統下降很多。沒有再熱產生的冷熱抵消的浪（làng）費。
3）淨化（huà）輔房的計算及空調係統
所有淨化輔房為一個淨化空調係統，總冷負荷Q=11.4kW，總濕負荷d=2.29kg/h，新風量定為1146m³/h，送風量為3735m³/h。
根據h-d圖算得：
新風預冷量（liàng）：Q_新=[1.2*G*（h_W-h_L）]/3600=[1.2*1146*（90.44-45.22）]/3600=17.27kW
再熱量：Q_再=[1.2*G*（h_O-h′_L）]/3600=[1.2*3735*（36.06-34.13）]/3600=2.4kW
DR淨化空調箱製冷量（liàng）：Q=[1.2*G*（h_C-h′_L）]/3600=[1.2*3735*（45.22-34.13）]/3600=13.8kW
4）新（xīn）風處理
DR、OR及淨化輔（fǔ）助用房的新風均有一台新（xīn）風機組集中將新風處理到室內焓值，再送至三個淨化空調箱內。項目總新風量為4346m³/h。由室外新風（fēng）機處理至（zhì）室內的等焓點送往空調箱。
5）冷熱（rè）源的選擇
該項目DR磁體室及輔助用房淨化空調係統采用一次回風係（xì）統，同樣也（yě）有再熱問題，而采用電再熱的形式將會造成過高的（de）能源浪費（fèi），因此采用（yòng）四管製冷、熱型風（fēng）冷熱泵作為係統冷熱源。
熱泵機組殼管式蒸發器生產冷（lěng）凝水，作為係統的冷（lěng）源。殼管式冷凝器生產熱（rè）水，作為係統（tǒng）的熱源，翹片式（shì）換熱器即可作蒸發器（qì）也可作冷凝器（qì），並根據係（xì）統（tǒng）需要可實現蒸發器功能和（hé）冷凝器功能之間進行切換，進行冷熱（rè）量平衡調節，滿足潔淨空調箱冷凍去濕、再加熱的要求，達到潔淨手術室恒溫恒濕的要求，實現節能的目的。
（5）氣流組織
按照（zhào）《醫院潔（jié）淨手術建（jiàn）築技術規範》1級潔淨手術室的送（sòng）風麵積不小於2.4m*2.6m的區域，但是OR吊頂裝了兩根軌（guǐ）道供磁體移動，因此隻能將2.4m*2.6m的送（sòng）風區域分成三塊（kuài），每塊大小0.8m*2.6m，同時由於手術室麵積較（jiào）大，並且是不規則形狀，因此在（zài）手術室四（sì）周都設（shè）有下回風口，保證氣流組織能分布（bù）均勻，以保證室內潔淨度符合設計標準。
為（wéi）了盡可能的（de）減小開門後DR對OR的（de）影響，當門打開時希望能夠將氣流紊流狀態控製在一（yī）定（dìng）範圍內，保證手術台區域的（de）平（píng）行流，因（yīn）此將兩（liǎng）個房間的排風口設置在移動屏蔽（bì）門側，將紊流控製在排風口（kǒu）範圍內，《潔淨室施工驗收規範》中要求潔（jié）淨室開門（mén）時，距（jù）門0.6m處潔淨度不低。因此兩側排風口設置在距門約0.65～0.8m的距離，而手術台距門約2.5m。氣流紊流區（qū）域影響不到手術台工作區域（yù）。
術中核磁風口布置示意圖：

3、壓（yā）差控製
由上表表格所示的各房間潔淨指標，可以得出DR與OR的送風量、新風（fēng）量與排風（fēng）量，但當屏蔽門開啟時，為保證潔淨度（dù），DR的換氣（qì）次數由22次/h提高到36次/h，兩房間之間的門縫漏（lòu）風變成門洞漏風，此時將OR新風量增大，流（liú）入DR的風量隨之增大，同時提高DR的排風量，以保證兩個（gè）房間連通後的氣流組織穩定（dìng）。
在門開啟（qǐ）時，OR到DR的門洞風量約為（wéi）1430m³/h，屏蔽門尺寸為3m*2.5m，因此可以計算出門洞氣流方向流動速度約為0.053m/s，而磁體移動時速度緩慢，其從DR帶入OR的風量可忽略不計，因此，能（néng）夠保證OR對DR的氣流組織的穩定，使整個手術大環（huán）境不受幹擾。項目終驗收實測時，OR對DR的壓差為9.3Pa，完滿滿足設計（jì）要求。其餘潔淨輔房均按照常規潔淨（jìng）空（kōng）調係統進行設計，設計為一個獨立的空調係統，送風（fēng）、排風均按照風量平衡計算得出。