洁净手术室噪声控制的设计探讨
洁净手术室噪声控制的设计探讨
与一般的舒适性空调相比,医院手术室净化空调系统的送风量大,风机的风压高,从而动力消耗大。同时、医院手术室的噪声要求严格,而噪声的控制又是设计者容易忽视的问题。特别是对于一些受条件的限制将手术室的循环净化机组装于手术室边污物走廊的吊顶内,由于送回风很短,更难于控制噪声。
本文试图通过对净化空调系统进行分析,寻找一个既节能又能降低噪声的方法。
过滤器
过滤器风量的确定
Ⅰ级特殊洁净手术室采用局部单向流气流方式,是挤压的原理。ⅡⅢ级洁净室由于出风风速较低,未能有足够的动量以保持单向流,是低紊流度的置换气流,是充填的原理。Ⅳ级准洁净手术室使用混合送风气流,是稀释的原理,只要求采用上送风方式,对送风口布置不做特殊的要求。Ⅰ级特殊洁净手术室在手术台的上方需保持单向流态。《规范》中规定断面风速0.25-0.3m/s。其风速是指手术台上方(离地面0.8米)过滤器投影面的平均风速,并非过滤器的出风风速。由于送风气流与周围空气的动量交换,送风气流会逐渐减弱。设计时过滤器的出风风速取0.4-0.46 m/s。ⅡⅢⅣ手术室及辅助用房的送风量采用换气次数法进行计算。
过滤器的风量之和就等于手术室的送风量。现在的各级手术室一般采用匀流板。Ⅰ级特殊洁净手术室送风面积内满布高效过滤器,其它手术室多采用两侧或单侧布高效过滤器,根据过滤器总的送风量就可以确定各个过滤器的送风量了,从而进行过滤器的选择。
过滤器阻力的分析
过滤器的全阻力主要由两部分组成:一是滤料的阻力,二是过滤器结构的阻力。至于过滤器进出口阻力,一般是一个变化不大的值,在5Pa上下,可以作为定值附加。
过滤器的滤料阻力是:
从公式中我们可以看出,过滤器的全阻力与滤速(或面速)成抛物线关系。阻力的增加比滤速的增加快。对于高效过滤器,一般风量比额定风量大得不多时,m的值略大于1,即阻力和通过风量的关系近似可以看成线性关系,所造成误差在工程中是可以接受的。
过滤器的使用寿命
在标准容尘量之下或者阻力增值不超过初阻力的1倍时,高效过滤器的阻力增值和积尘量近似成直线关系,产生的误差在10Pa以内。如果滤速超过常规,或容尘量已超过标准容尘量,阻力将随着积尘的增加而更快地增加。所以用容尘量计算出来的使用寿命,也就是阻力将达到初阻力既定倍数时所需的运行时间。
当过滤器在额定风量QO下运行,积尘量P从0增加到过滤器的终阻力等于初阻力的既定倍数(一般1.5-2倍)时,此时过滤器不能再使用,其上的积尘量已达到标准容尘量PO,也就达到过滤器的使用寿命TO,即
T1不是某运行风量Q1时的过滤器的寿命,而只是在Q1条件下运行,积尘量达到P0时所需的时间。 当运行风量不等于额定风量时,运行阻力和使用寿命都改变了,其变化关系国外进行了实验研究。.
实验曲线如图2。其中K=Q1/Q0。
国内根据实验结果进行了拟合,拟合的曲线如下:
从曲线和拟合公式中我们可以看出,在运行风量低于额定风量的条件下,高效过滤器的阻力随时间的增长较慢。当运行风量等于额定风量的一半时,高效过滤器的使用寿命远大于其在额定风量下的使用寿命。