杀菌消毒设备技术资料介绍

1、杀菌消毒设备 或回风量来实现。即通过控制新风门或回风门的开度来 实现。 5、其它控制与空调节能 对洁净间而言，除 上述必需保证的技术指标示，还有一些对于安全与节能等方 面的要求。结合多年的工程实践，主要有如下一些方面。 A 、风机故障报警。 通过检测风机的风流状态判断风产品名称： 超声波消毒机产品型号： XD-20产品简介：消毒( disinfection) 是指杀死病原微生物的方法。通常用化 学的方法来达到消毒的作用。用于消毒的化学药物叫做消毒 剂。灭菌( Sterilization )是指把物体上所有的微生物(包括细菌 芽孢在内)全部杀死的方法，通常用物理方法来达到灭菌的 目的。伽利略 X

2、D 系列超声波消毒机采用全新结构，将工作溶液与 雾化溶液彻底隔离，因此，大大增加了超声波雾化机芯的使 用寿命，拓宽了可雾化溶液的使用范围，使部分含酸碱性的 溶液可以通过超声波雾化的方式进行空气当中的喷洒，以此 达到在一定空间范围内杀菌、消毒、净化空气的作用。技术参数 :XD 系列超声波消毒喷雾机为移动式设计，采用不锈钢箱体 防腐喷涂工艺，具有较强的耐酸碱性。设备由溶液箱、雾化 箱、电器箱及液位控制系统、雾化溶液与工作溶液隔离系统 等组成。为更广泛的适用于不同场合。XD- 系列超声波消毒喷雾机设计为轮式行走结构，可由专人 控制 , 在电源可及的室内范围进行喷雾工作。XD 系列超声波消毒喷雾机的喷

3、嘴为手持喷枪式，也可连接 110mm PVC管路、 75mm的软塑管或扇形直喷嘴，以增 加设备的广泛适用性。XD 系列超声波消毒喷雾机内部采用两组十晶片集成的雾化 器，并做抗酸碱处理，所产生的气雾颗粒直径小于10m，使气雾颗粒能够长时间悬浮于空气当中。XD- 系列超声波消毒喷雾机无机械驱动、无噪音干扰、无污 染，雾化效率高、故障率低、能耗低， 是高效、 可靠、 实 用的超声波空气消毒设备。XD 系列超声波消毒机雾化量与控制方式：1.8KG 雾3KG 雾6KG 雾12KG 雾化量量化量量化量量化量量XD-06XD-10XD-20XD-40XD-06SXD-10SXD-20SXD-40S控制方式开

4、关控制时序控制XD 系列超声波消毒机技术指标：雾化换风抗酸电功雾粒净外型型量量碱度源率直径重尺寸号Kg/hM 3%V/HzAVmKgcm/hXD-0 1.8350 5220/180103057X70650X28XD-1 3350 5220/300103557X70050X28XD-2 6 3500XD-4 12 3500XD-0 1.8 3506SXD-1 3 3500SXD-2 6 3500SXD-4 12 3500S5220/57X70X285060010405220/12065X801075500X405220/57X70180103050X285220/57X60300103550X2

5、85220/57X60600104050X285220/12065X801075500X40XD- 系列超声波消毒机，配以适当的溶液，可用于杀菌、消 毒、净化空气，增加空气中负离子含量等多项室内空气处理 工作。可广泛应用于机场、车站、酒店、商场、办公区等公 共场所进行杀菌、 消毒、 净化空气等作业。 加入不同的溶液， 也可用于养殖、种植、降尘、消除静电等工作场所。用户可根据不同的应用方式，调整加入溶液的性质与浓度，以达到相应的环境或工作要求。气溶胶喷雾器对空气消毒效果观察如何进行有效地流感预防，已成为临床工作者的重要 课题。空气消毒是消毒工作的一个难点，我们对 气溶胶喷雾 器雾化过氧乙酸的空气

6、消毒效果进行了试验观察，结果气溶 胶喷雾器实验组对细菌的灭菌率为 95.10% ，对真菌的灭菌 率为 84.41% ，远高于紫外线实验组， 并且操作简单、 迅速， 无污染性，气溶胶喷雾器空气消毒方面效果肯定，结果报告 如下。1 材料与方法1.1 消毒剂及消毒器材：过氧乙酸， ZD-1000 型电动气 溶胶喷雾器 （正岛电器研制 ），30 W 石英紫外线灯 （空军后勤 部高温复合材 料） 生产。1.2 消毒方法：选择呼吸科、普外科等 8 个临床科 室的治 疗室、抢救室、 换药室等 28 个房间 （面积均 16.5 m2） 作为观 察对象，房间内部结构 、设施等一般情况相似，具有可比 性。随机抽取

7、 4个房间作为空白对照组， 其余 24 个房间随 机 分为过氧乙酸实验组和紫外线实验组， 每组 12 个房间， 试验 于晚21 时 23 时室内无 时进行。试验时，对房间进行卫生清扫后，过氧乙酸试验组用气 溶胶喷雾机对房间内行气溶胶喷雾 （5 ml m3） 消毒，消毒 时间约 10 min ；紫外线实验组开紫外线灯照射 30 m in 消毒。空白对照组不作消毒处理。1.3 采样检测 消毒开始计时， 于0 min（ 即消毒前 ）和30 min（ 即消毒后 ） 分别用平板沉降法在各室内采样 10 min（ 每 房间内 1.5 m 高处设 5个采样 点，每个采样点 2个平板 ），采 样后平板分别于

8、34 和32 温箱培养 48 h，计数细菌数和 真菌数。2结果2.1 对空气细菌的消毒效果 见表 1表1 两种消毒方法对空气细菌 （CFU m 3）的杀灭率 （%）2.2 对空气真菌的消毒效果见表 2表2 两种消毒方法对空气真菌 （CFU m 3）的杀灭率 （%）3讨论空气消毒常用的方法是紫外线照射，但效果不满意。我 们检测紫外线照射 30 min 空气消毒对细菌的灭菌率为 69.78%，对真菌的灭菌率为 44.26%，与文献报道一致。 另外， 在 室内有人时紫外线会对人体造成损害，也是紫外线照射 空气消毒的弊端之一。我们将气溶胶喷雾器雾化过氧乙酸制成气溶胶进行空 气消毒，对细菌、真菌及病毒具

9、有广谱、高效、迅速的消毒 效果，对室内自然细菌的杀灭率可达 95.10% ，对真菌的杀灭 率可达 84.41% ，远高于紫外线照射法，并且时间短，数分 钟内即可消毒完毕，操作简单， 值得推广。产品相关知识：表二 短时间处于下列物质中对人体的影响苯 甲醛 次甲基氯化物 苯乙烯 四氯乙烯 甲苯 轻度影响，不适感 0.24ppm(0.78mg/m ) 0.14ppm(0.17mg/m3 ) 24ppm(83mg/m3 ) 5.1ppm(21.4mg/m3 ) 无确切阀值 9.8ppm( 37mg/m3 )严重影响，致残 1.0ppm(3.24mg/m ) 10ppm(12mg/m3 ) 无确切阀值

10、无确切阀值 0.7ppm (12mg/m3 ) 12.3ppm( 46mg/m3 )立即危及生命 3000ppm(9700mg/m3 ) 20ppm(24mg/m3 ) 2300ppm( 7980mg/m3 无确切阀值 150ppm(1017 mg/m3 ) 2000ppm (7500mg/m3 )上述六种物质都有毒性，但是关于毒性并不是各种化学 物质都一样，不同的化学物质的毒性并不相同。消防法和劳 动安全卫生法中有预防有机溶剂中毒的条款。该条款把有机 溶剂分为三类，各有一定的内容。第一类包括三氯甲烷、三 氯乙烯等 7种；第二类包括丙酮、混合二甲苯等 40 种：第三类包括汽 油、松节油等 7

11、种。 VOC 的种类很多，很难对每种 VOC 都 作出规定，欧洲联合协会给出了 VOC 的总量 VOCs （或 TVOC 总挥发性有机物）不同浓度对人体的影响，其中浓 度的测定是用气体分离器 /火焰电离检测法测定的室内空气中 VOCs 的浓度（以甲苯为 基准物质各种 VOCs 的响应系数不计， 该浓度基于 Mlohaves 的对黏膜刺激性的毒理学的数据） 。表三给出了它们对人体 的影响。表三 VOCs 对人体的影响VOCs 浓度（ mg/m3） 刺激与不适感 影响范围25 可能发生神经毒性影响 发生中毒三 VOC 的监测及控制标准1 VOCs 的监测方法VOCs 的监测方法有很多种，通常采用的

12、是用固体吸附 剂来捕获空气中的 VOC ，然后对样品进行预处理及分析的方 法。在采样时要求用吸附容量大、收集效率高、化学性质稳 定的吸附剂（分析表明并没有一种单一的吸附剂适用于采集 所有挥发性和极性范围的有机化合物） 。对于预处理，目前方法有很多， 常采用的有溶剂解析法、低温预浓缩 热解析法、固相萃取 法、顶空法、超临界流体萃取、吹扫 捕集法等。通常用于 分析 VOCs 的方法有气相色谱法（ GC）、高效液相色谱法 （HPLC ）、气相色谱 质谱法（ GC MS ）、荧光 分光光度法、 膜导入质 谱法，其中最常用的是气相色谱法和气相色谱 质谱法，这 里介绍 HPLC 。HPLC 是 70 年代

13、发展起来的一种高效、 高速、 高自动化和高灵敏度的分离分析技术。 HPLC 分为正相和反 相，其中反相更为流行。 目前用于 HPLC 的检测器有多种， 如紫外检测器、 荧光检测器、示差折光检测器、电化学检测器等。 Brown 等 用甲醇和水的混合物作捕集液体，以反相测定油漆和有关产 品的芳香烃排放物。戴天有等以 HPLC 分析空气中 10 种醛 酮污染物，其最低检测限为 1-5ng ，线性工作范围为 5 300ng 。2 控制标准对 VOC 也设置了标准值，舒适浓度范围为小于 0.20 ， 世界卫生组织和澳大利一发布了指导值，但我国还没有相关 的标准和指导值。 欧洲联合协会给出了用于材料管理的

14、散 发量标准（见表四） 和 VOC 中一些物质的舒适浓度标准 （见 表五）。我国也制定了材料的散发量标准，可参阅民用建筑室内环境控 制标准，这里就不一一赘述了，民用建筑工程室内环境指 标（见表六） 。3 表四 材料的允许散发量标准项目 地板材料 地 毯 墙面用料 壁 毯 可移隔断 办公用 具允 许 含 量 600g/m3 400 g/m3 400g/m3 400g/m3 400 g/m3 2500 g/m3表五 室内环境 VOC 允许值项 目 烯烃 芳香烃 萜烃 卤烃 酯 醛类和酮 其他控制标准 100g/m3 50g/m3 30g/m3 30g/m3 20g/m3 20 g/m3 50 g/

15、m3表六 民用建筑工程室内环境指标 污染物 类民用建筑工程 类民用建筑工程 检测方 法甲醛（ mg/m3） 0.08 0.12 GB/T 16129GB/T 18204.26 苯（ mg/m3） 0.087 0.087 GB 11737 总挥发性有机物 TVOC （mg/m3 ） 0.30 0.60 见附录四 VOC 的降低与消除1 降低VOC 的产生源很多， 涉及各项化学物质， 因此我们应以 预防为主。（ 1）减少能产生 VOC 产品的用量。用防止害虫的进入 或生物控制的方法来减少害虫的数量来减少驱虫剂和杀虫 剂的用量， 用木质或金属建材和家具 ,用玻璃纤维或纤维绝缘 材料代替含尿素甲醛的泡

16、沫塑料。如必须使用能散发 VOCs 的材料时，必须符合允许的浓度标准或使 VOCs 的产生源尽量远离主要的生 活工作区或建筑物内人员较少时才使用。（ 2）利用化学成熟法，即让房屋空闲，使VOC 散发，控制建材一次源的危害。（ 3）控制室内温度和湿度， VOCs 的浓度随着室内温度 湿度的增加而增加，高温高湿会增加 VOC 的散发量。4）烘烤。即在一定时间内使温度保持30 以上，使VOC 散发，同时换气以降低其浓度。（ 5）有良好的通风条件。无论自然通风还是机械通风 都能减小 VOCs 的浓度。良好的通风可以大大减少厨房、浴 室 、地下室和检修间的 VOCs 。2 消除传统上采用活性碳吸附的方法

17、去除 VOC ，这种方法成 本比较低，但由于一些化合物的反应性和对热的不稳定性， 不易从吸附剂上回收。目前半导体光催化作为一种新的环境 净化技术正在受到广泛关注。半导体光催化作用的本质是在 光电转换中进行氧化还原反应，利用半导体电子的结构特点将有机污染 物氧化，最终分解为 CO2、H2O、PO43-、SO42-、NO23- 以 及卤素离子等无机小分子，达到完全无机化以消除 VOC 的 目的。现在常用的催化剂多为金属氧化物和硫化物， 如 TiO2 、 ZnO、Fe2O3、WO3、ZnS、CdS、PbS 等。由于 TiO2 有较高的化学稳定 性和催化活性，而且价廉无毒，所以目前多被采用。五 结论：

18、我国室内空气中的 VOC 问题比较严重。由于劣质的建 筑材料和装修材料流入市场和室内装修采用了过多的合成 材料、涂料引起的 VOC 超标问题必须引起我们的关注。为 了防尘隔音或空调采暖节能而使门窗过于严密新风量小甚 至没有新风也是引起VOC 浓度上升的一个很重要的因素。 我国应尽快指定室内建 材 VOC 的检测标准和技术规范坚决杜绝生产和使用VOC 超标的劣质材料，不用或少用合成材料或涂料。同时在空调设 计中应增大室外新风的流量，降低室内 VOC 的浓度。空气中总挥发性有机物 (TVOC)1 采样 应在采样地点打开活性炭管 , 与空气采样器 入气口垂直连接 ,以 0.5L/min 的速度，抽取

19、 10L 空气。采样 后，应将管的两端套上塑料帽，并记录采样时的温度和大气 压力。样品可保存 5 天。2 检测步骤 应用色谱纯甲苯分别配制成下列标准气 体:0、0.01、0.02、0.04、0.08 g/m。l 按 GB11737 规定进行 标准样品测定 ,得到 TVOC 的测定用标准曲线 y=a+bx( 以甲 苯计)。取采样后活性碳管 ,按 GB11737 规定进行样品测定， 从标准曲线中查得样品中 TVOC 的量。 以甲苯为基准物质 ,各种 VOC 的 响应系数忽略不计计算空气中总挥发性有机化合物含量。参考文献1 Rduceing occupant exposure to volatile

20、 organic compounds (VOCs)from office building Construction materials:non-binding guidelines, California department of health services2 查世彤、马一太 、孙曦我国建筑中的 VOC 及防治 洁净与空调技术 2002.1：683 沈学优、 罗晓璐 空气中挥发性有机化合物监测技术 的研究进展 环境污染与防治第 24 卷 第一期 2002.24 日 健康住宅促进协会 编彭斌译空气环境和人 科学出版社 2000.75 汪晶、和德科、汪尧衢 环境评价数据手册 有毒物质鉴定值

21、 化学工业出版社 19861625 次手术室洁净空调系统设计的新观点 2007-2-6 技术 应用开发部摘要： 医院手术室净化空调设计，应导入新的观点，概况 如下：手术室净化空调对手术室空气途径的感染控制有效且 不可替代；一个净化空调系统所负担的手术室间数宜少不宜 多；引入污染度概念， 在降低手术室关键区域污染度的同时， 减少高净化级别手术室的送风量；引入局部强化送风的概念，即采用 置换气流送风吊顶 ,在手术室关键区域形成单向流型气流组 织，降低手术室关键区域的空气污染度；新风系统采用独立 的初、中效两级过滤；采用定风量阀，以保证室内的正压分 布。 采用以上新的设计观点设计的天津市某医院手术室

22、净化空调系统于 1999 年底投入运行，效果良好。关键词： 手术室 洁净空调 新观点医院空调的任务应该是，维持室内所需要的气候状态并 除去空气中的尘埃、微生物、气味和有害气体，而医院手术 室的空调是最重要也是最困难的任务，尤其是控制空气途径 造成的术后感染至关重要，因为降低和避免术后感染是保证 手术成功、缩短患者恢复时间、降低医疗费用的关键所在。另外手术室空调的另一特点是服务面积虽小但风量大、能耗高、使用时间不确定，因此手术室空调在创造高度洁净的室内气候同时应特别注意空调系统的节能。下面笔者就天津市某医院手术 室设计为例，介绍设计者在该设计中体现的设计思路。一、手术室概况：本洁净手术部由八间手

23、术室、中央洁净大厅、麻醉室、 苏醒室等附属房间组成，手术部位于医技楼二层，手术室无 外围护结构，手术室净化级别要求分别为千级 （I 级 ）一间、万级 （II 级）四间、十万级 （III 级）三间，手术室设计温湿度考虑到 儿童生理特点，全年控制在 tn=24-28 ，在手术室内就地可 调，手术室设计相对湿度 n=50%-60% 。二、手术室空调风系统的划分：1、高级别手术室空调系统宜独立设置。所谓高级别手 术室是指千级以上手术室，其原因是高级别手术室空调送风 量大，如同样面积的手术室，百级手术室的空调风量是十万 级的 3.4 倍，是万级的 2.25 倍。另外高级别手术室的使用频 率远低于低级别手

24、术室，这样无论是一个空调系统负担多个高级别手术 室，或是一个空调系统负担一个高级别手术室和多个低级别 手术室，都会使空调系统长时间处于 大马拉小车 的运行状 态。例如一个空调系统负担一间百级手术室和两间万级手术 室或四间十万级手术室，只要高级别手术室不使用，则系统设计风量 至少大于此时所需风量的 112%和 84%，亦即此时系统所需 风量仅为系统设计风量的 47%和 54.3% ，而且此种因手术室使用与否引起的风量变化不宜采用变频调速方式进行调节， 只能用调节总风阀的方式调节风量以适应系统风量变化，然而此种方式显 然不节能。 所以无论从节约能源的角度， 或是从使用可靠性、 灵活性的角度， 高级

25、别手术室都应 按间 独立设置空调系统， 即一个净化空调系统对应一间手术室。2、对于低级别手术室，尽管与高级别手术室相比空调 风量小的多，但一个空调系统所负担的手术室间数也不宜过 多，因为医院手术室的使用情况具备不确定性。愈是高等级 医院，手术室为满足特殊繁忙情况，设置愈多。手术室多， 正常情况下的同时使用系数低，这样当一个空调系统所负担的手术室间 数较多时，系统常处于 供大于求 的状态，其运行能耗势必 较高，就象有的医院所反映的 建的起， 用不起 。笔者认为， 对于低级别手术室一个空调系统所负担的手术室不宜多于 四至五间 ，而且一个系统负担手术室过多， 也会造成使用上的不可靠3、中央清洁大厅、

26、清洁走廊、高级别手术间的准备区、 无菌室等应由一个单独的空调系统负担，目的是保证手术室 外部空气环境时时处于 临战 状态，那种将以上部位空调合 在低级别手术室空调系统中的做法显然不合理。因为合在一 起的空调系统，或是在手术室停止使用时系统送风能耗过大，或是无 法保证手术室外部气候环境处于受控状态。总之，手术部空调风系统的划分原则应该是： 运行可靠、 调节灵活、各司其责、节约能源。天津市儿童医院手术部的 空调风系统正是按上述原则进行的划分，如附图所示。实践 证明，此种划分方式效果良好。三、送风量确定和气流组织：该医院手术部进行空调设计时，国家尚未出版有关医院 手术室洁净空调设计标准 /规范，并且

27、当时国内已有医院手术 室洁净空调设计，基本上囿于工业洁净室的设计思路，然而 将工业洁净室设计思路照搬到医院手术室洁净空调设计中 会带来两个问题： .高级别洁净室风量过大，如按照洁净厂房设计规 范 （以下简称规范 ），百级手术室应在顶棚满布高效过滤器 风 口 ， 则 一 间 36m2 手 术 室 的 送 风 量 为 32400m3/h45360m3/h（ 对应断面风速为 0.25m/s0.35m/s） ， 如此大的送风量，送风功耗达 17.0kW19.0kW ，送、回风管道占用建筑空间大，风系统 噪声控制困难。 .对于千级以下手术室， 在相同风量下手术 室关键区域污染度控制不理想，原因是套用规范

28、千级以 下手术室可采用乱流形式的气流组织。通行的做法是在全室 顶棚均匀设置高效过滤器风口， 此气流组织形式的理论依据是 全室稀 释和净化 ，然而根据德国标准 DIN1946/4 中关于污染浓度 的概念，此种 全室稀释和净化 的气流组织形式，在理想情 况下可以使室内达到相同的细菌浓度，此时污染度为1，而如果突破 全室稀释和净化 的工业洁净室气流组织方式， 会在手术室关 键区域获得更低的污染度。针对以上问题，设计者参考德国 Weiss 手术室卫生空调系统的经验，在手术室风量计算和气 流组织两方面，突破了工业洁净室设计思路，引入了降低总风量，强 化局部送风，重在手术床及器械桌区域的设计概念，具体做

29、法如下：A 、对于所有级别的手术室，均突破了全室稀释和净化 的概念，引入局部强化净化观点，将所有手术室的送风口均 集中布置在手术床的上方， 即以无影灯吊杆为中心设置 层流 送风箱 ，根据级别不同采用不同送风断面尺寸。B、对于百级或千级手术室，采用洁净气流覆盖区域面 积乘以此送风区域断面风速的方式确定风量。如本工程的千 级手术室所采用送风层流箱覆盖面积为2.4m2.4m，断面流速 0.35m/s，因此送风量为 7258m3/h ，如果为百级，则采用 送风层流箱覆盖面积为 3.0m3.0m，断面流速仍为 0.35m/s，则送风量 11340m3/h，仅为前述工业洁净室计算方法的40%。虽然此设计思

30、路借鉴了德国 Weiss 手术室卫生空调系统的经验，但 本工程并未采用德国学者介绍的大面积、小送风量 （即大面 积、低风速）的方式， 因为根据国内医院的具体情况， 采用小风速时对客 观条件要求过于苛刻，且小风速时气流没有足够的动量保持 送风的单向流，很难达到理想的空调和净化效果。而当断面 风速 30.35m/s 时，如回风口设置恰当， 不仅可以使送风保持 较好单向流型， 而且其单向流的分流高度会小于 0.6m，即分流高度低 于手术床的操作面标高。C、对于万级、十万级手术室采用换气次数法确定送风 量，万级取 n=30 次/h，十万级取 n=20 次 /h。尽管此换气次 数取值为规范规定的下限值，

31、但由于采用了全部送风量 由手术床部位上方的 层流送风箱 送出，其手术区达到的细 菌浓度为室内其他区域的 50% ，即手术区域空气的污染度由全室稀释和 净化方式的 1 降为局部强化送风方式的 0.5。本工程万级与 十万级手术室的 层流送风箱 送风面积分别为 2.4m1.2m 和 1.5m 1.5m，送风断面风速均为 0.35m/s。总之，采用以上设计思路的该医院手术室，在投入使用 后效果良好， 达到了用较小的风量， 在手术室关键区域 （手术 床及器械桌区域 )形成一个比手术室其他区域更洁净、 更卫生 的气候环境。四、在新风通路上设置初效 +中效新风过滤机组： 一些手术室的净化空调系统设计中，新风

32、的过滤问题未能引起充分的重视，新风常常是不经过独立的过滤处理而直 接与空调回风混合， 其结果导致中效、 高效过滤器寿命缩短， 更换频繁，系统的运行维护成本加大，甚至影响手术室的正 常使用。这是因为新风与回风混合前，两者的空气含尘浓度相差过 大，新风即便经过初效处理，其处理后的含尘浓度 (30.5mm) 也比十万级空调回风在同粒径范围内的含尘浓度大 70 倍左 右，是百级空调回风同粒径范围内含尘浓度的几万倍，从而 使中效乃至高效过滤器没有足够的保护。为解决此问题，我们在新风通 路上安装了独立的初效 +中效新风过滤机组，使新风经过两 级过滤后再与回风混合，此时混合前的新风与回风在同粒径 范围 (3

33、0.5mm)的含尘浓度比较接近，真正起到了保护中效、 高效过滤器的作用，而且新风过滤机组的初、中效过滤器清洗、更换方便，与更换高效过滤器相比投资少，维护简便。在新风通路 上设置新风过滤机组的另一优点是确保了新风量，因为定风 量的新风过滤机组本身就相当于一台 计量泵 。五、采用定风量阀解决空气平衡问题：手术部各区域的压力分布对于保证洁净手术室效果影响很大，而如何保证合理的压力分布，除空气平衡计算正确 外，更重要的是送风、回风均应有良好的调节手段。以往风 量调节装置主要是手动对开多叶调节阀，此种阀门用于风量 的精调节并不理想，实践中有着调节困难、调试周期长的问题。针对此 问题，儿童医院工程手术室空

34、调系统的送、回风管采用了德 国 TROX 公司的自力式定风量阀， 此阀可以自动消除风管压 力对风量的影响，阀体外部有风量调节刻度盘，调节十分方 便，安装此阀后，手术室的压力调整变得十分简单，现场几乎无需费时 进行压力调整。结语：总之设计者在该医院手术室净化空调工程中，借鉴国外先进的经验，结合我国的具体情况，本着 降低风量、改善效果、节约能源、方便调节、提高可靠性 的原则，进行 了以上五个方面的尝试，实践证明这些尝试基本上是成功 的。参考文献：1 沈晋明德国的医院标准和手术室设计，暖通空调 2000(2)，3337。2 Intage C, Wiebe H A, Partain C L. An i

35、nvestigation of the importance of air flow in control of postoperative infections. ASHRAE J, 1982(2).3 梅自力军队医院洁净手术部建筑技术规范内容介 绍，暖通空调 1996(1) ， 2026。4 洁净室施工及验收规范， JGJ71-90.1990。5 梅自力医院建筑空调设计，北京：中国建筑工业出版社， 19916 四机部十一设计研究院编，洁净室设计手册， 19801644 次室内空气分布的预测方法及比较 2007-2-6 摘要：通 风空调房间的空气流动情况对于建筑物能耗、室内空气品质 和人体健

36、康至关重要。众所周知，通风空调的目的就是通过 人工的方法，在有限空间创造一种健康、舒适、安全的空气 环境，因此工程师或建筑师们希望在规划设计阶段就能预测室内 空气的分布情况，从而制定出最佳的通风空调方案。而了为 可靠的预测方法就是模型实验，它借助相似理论，在等比例 或缩小比例的模型中通过测量手段来对室内空气分布作出 预测。本文将对这 4 种室内空气分布的预测手段作简要介绍，并比较各种方 法的特点，以给出工程中应用这些方法的建议。1 室内空气分布的预测方法及比较1 1 射流公式方法 利用射流公式计算出相关参数，预测机械通风室内空气 分布是最为简单和经济的方法。按照通风空调送风口射流在 室内的状态

37、，可分为自由射流、受限射流等；按射流入流空 气温度与室内温度是否相等，又分为等温射流和非等温射 流；结合送风口形式， 根据射流形态又可分为平面射流、 方形和圆形射流、 径向射流、不完全径向射流、锥形射流和旋转射流等 4 通过理论和实验测量，人们整理出关于各种射流的半经验公 式，主要是关于湍流射流平均特性主体段中心速度、温度衰 减、断面流速分布、射流扩展角、冷射流贴附长度等。1 2 Zonal Model1970 年 Zonal Model 被正式提出。 在早期的二维模型中， 研究工作集中在如何对要计算的区域进行划分；现在，研究 者已经可以利用三维模型来有效地预测自然通风、混合通风 情况下房间内

38、的空气温度、速度、质量流量、热舒适、壁面 导热以及有向流动等问题 2 ，7 。其模拟得到的实际上还是一种相 对精确 集总结果。Zonal Model 的基本思想如下， 将房间划分为一些有限的 宏观区域（如 6210），认为区域内的相关参数如温度、浓 度相等，而区域间存在热质交换，通过建立质量和能量守恒 方程并充分考虑了区域间压差和流动的关系来研究房间内 的温度分布以及流动情况。假定房间空气为非黏性流体，则各区域间的热质平衡方 程为：qm+qsource - qsink=0 + sour-ce sink=0其中 qm，分别为通过该区域的质量流量和热流通量。 下标 source， sink 分别代

39、表该区域内的源项和汇项。假定区 域中间处的空气压力满足理想气体定律。在区域底部以上处某点的空气压力可通过下式求得： p= po+ g；z 其中 po 为区域底部压力， z 为二者之是的高差。12 1 通过普通边界的质量流量的计算 通过变通边界(垂直边界和水平边界)的单位质量流量为：dq m=c(p) nds 其中同一水平线上的压差：p= po+ gz 垂直面的质量流量 qm= qmsup+ qminf 水平面不存在压差，所以质量流量只有一项 q mbert =C s-(pptop) n式中 C 为渗透系数，为一经验常数，可取为 0.83m/(s Pan)； S为面积； ptop 为分析区域的顶

40、部压力， h， l 分别为该区域的高度和宽度； n为分指数。12 2 Zonal Model1970 年 Zonal Model 被正式提出。在早期的二维模型 中，研究工作集中在如何对要计算的区域进行划分；现在， 研究者已经可以利用三维模型来有效地预测自然通风、混合 通风情况下房间内的空气温度、速度、质量流量、热舒适、 壁面导热以及有向流动等问题 2，7。其模拟得到的实际上还是一种 相对精确集总结果。Zonal Model 的基本思想如下，将房间划分为一些有限的 宏观区域（如 6210），认为区域内的相关参数如温度、浓 度相等，而区域间存在热质交换，通过建立质量和能量守恒 方程并充分考虑了区域

41、间压差和流动的关系来研究房间内 的温度分布以及流动情况。 假定房间空气为非黏性流体，则各区域间的热质平衡方 程为：qm+qsource - qsink=0 + socuer- sink=0其中qm， 分别为通过该区域的质量流量和热流通 量。下标 source， sink 分别代表该区域内的源项和汇项。假 定区域中间处的空气压力满足理想气体定律。在区域底部以上处某点的空气压力可通过下式求得： p= po+ g；z 其中 po为区域底部压力， z 为二者之是的高差。121 通过普通边界的质量流量的计算 通过变通边界（垂直边界和水平边界）的单位质量流量 为：dq m=c（p） nds 其中同一水平线

42、上的压差：p= po+ gz 垂直面的质量流量 qm= qmsup+ qminf水平面不存在压差，所以质量流量只有一项 qmbert =C s-(pptop) n式 中 C 为 渗 透 系 数 ， 为 一 经 验 常 数 ， 可 取 为 0.83m/(s Pan)； S 为面积； pt12 3 通过射流边界及混合边界的质量流量的计算 如果是射流边界，可以利用射流公式得到速度的径向分 布，进而求得通过射流边界的质量流量 2 ；如果是混合边界， 则可看成是普通边界和射流边界的组合。12 4 热流量的计算文献 7 建议热流通量用下式计算： horiz=qms cpTs+ qme cpTe vert=

43、qmvertcpTvert其中 qms， qme 分别为离开、 进入研究区域的质量流量； Ts，Te 分别为离开、进入研究区域的空气温度。对于对流换 热，换热量为 c v =hc v S(T - Tw)其中 hc v 为对流换热系数， S 为对流换热面积， Tw 为 墙壁温度。125 模型合理性分析尽管很多研究者都声称自己的研究已经可以较好地应 用于混合通风的情况，但详细的研究报道目前很少见到。常 见的是应用于自然通风房间气流分布的研究。文献 7给出了Zonal Model 嵌套在 SPARK ( Simulation Problem Analysis andResearch Kernel )

44、环境中预测气流分布以及温度的结果，并和 CFD 模拟结果以及实验结果进行了对比。研究者认为如果对门的渗风系数修正后 Zonal Model 的一致性将更好。另外，敏感性分析的结果认为渗透参数 C 和对流换热系数 hc v 对结果的影响不大。然而，由于 Zonal Model 的自身特性所限，因此在应用 于预测室内气流分布需注意以下几点：不宜用于温度梯度很大的情况； 没有涉及温度和速度边界层的问题，静压挖只在平等 流型的情况下才合理；辐射传热没有考虑在内；对于射流或喷流中一个区域或多个区域的情况，需要 分别考虑 8 。1 3 CFD 方法 由于计算机技术、湍流模拟技术的发展，用计算机对室 内空气

45、湍流流动进行数值计算成为可能，这便是 CFD 方法。 简单地说，该方法就是在计算机上虚拟地做实验；依据室内空气流动的数学物理模型，将房间划分为小的控制体，把控 制空气流动的连续微分方程组离散为非连续的代数方程组，结合实际上 的边界条件在计算机上数值求解离散所得的代数方程组，只 要划分的控制体足够小，就可认为离散区域上的离散值代表 整个房间内空气分布情况。室内空气流动密度变化不大，速度较低，且由于墙壁 的存在，空气的黏滞性不可忽略，而室内空气流动雷诺数往 往达到湍流流动的量级，故室内空气流动为不可压湍流流 动。其中 代表流动的速度、温度、污染物浓度分布等物理 量，对于相应的湍流模型， 还代表有关

46、的湍流参数，如湍流动能以及湍 动能耗散率等。如果有限容积、有限差分或者有限元等，将 上述方程转变为代数方程，如下式所示：app=anbxnb+b其中， a 为离散方程的系数， 为各网格节点的变量值， b 为离散方程的源项。 下标 p 表示考察的控制体节， 下标 nb 表示 p 相邻的节点。依据某种算法，如最常用的 SIMPLE 算法，求解离散所 得代数方程组，好可获得室内流场信息。详细情况可参见文 献9 。可见，这种手段能获得室内空气分布的详细信息，且 能容易地模拟各种条件 - 只需在计算机上定义即可。而由于 控制室内空气流动的方程是非线性的，求解时需要对其进行迭代计算， 因此 CFD 方法耗

47、时比射流公式、 Zonal Model 为长，也较昂 贵。而且，若采用高级的数值模拟技术，如直接数值模拟DNS ( directly numerical simulation )或大涡模拟 LES(large eddysimulation) 等以获得更可靠和详尽 (包括湍流肪动参数的 ) 结 果,耗费时间更长 ,对计算机要求更高，也就更昂贵 10 。尽管 如此，相比模型实验而言， CFD 方法在时间、代价上都是很 经济的。由于 CFD 方法能获得流场的详细信息， 因此如果预 测的准确性能够保证 ,那么 CFD 方法是最理想的室内空气分布预测 手段。实际应用中，已有很多根据图 5 所示流程编制好

48、的通用CFD 程序，可以直接使用，但湍流模型的选择、网格划分、 边界条件的确定等限决于使用者， 这需要使用者对 CFD 技术 本身具有比较全面的了解和相当专业的技能。最重要的是， CFD 的基础理论本身还不成熟， 如人们对 湍流的认识尚不完全清楚；且其在暖通空调工程实际应用中 还存在着一些特殊性，如风口模型、热源和辐射模型等，故 此可行性和对实际问题的可算性是 CFD 方法预测室内空气 分布最大的问题。14 模型实验借助相似理论，利用模型实验对室内空气分布进行预 测，不需依赖经验理论， 是最为可靠的方法， 但也是最昂贵、 周期最长的方法。搭建实验模型耗资很大，如文献11 中指出单个实验通常耗资

49、 30002000 美元，而对于不同的条件， 可能还需要多个实验，耗资更多，周期也长达数月以上。因此模型实 验一般只用于要求预测结果很准确的情况。但是除了以上提到的耗费高、周期长等总是外，由于实 验技术和测量仪器的限制，模型实验还不能对所有参数进行 测量，如一些湍流的脉动参数；基于同样的理由，模型也难以对各种条件进行实测。 文献 2 还指出模型实验难以对参数 影响的敏感性进行分析。15 室内空气分布的预测方法比较和使用建议由以上介绍可见， 4 种预测室内空气分布的方法各有利 弊，最简单的射流公式适用性最差， 所得流场信息也很有限； 能获得详细分布信息的 CFD 方法存在可靠性对实际问题的 可算

50、性等问题；最可靠的模型实验又最昂贵和复杂，这也体 现了事件的辩证规律。通过以上分析，结合工程应用中关心的主要问题 将各种预测方法列有（见表 1）比较。射流公式 Zonal Model CFD 模型实验 房间几何形状复杂程度 简单 较复杂 基本不限 基本不限 对经验参数的依赖性 几乎完全 很依赖 一些 不依赖 预测成本 最低 较低 较昂贵 最高预测周期 最短 较短 较长 最长 结果的完备性 简略 科略 最详细 较详细 结果的可靠性 差 差 较好 好适用性 机械通风，且与实际射流条件有关 机械和自然通 风，一定条件下 机械和自然通风 机械和自然通风 使用是否方便 最方便 较方便 较难 最难结合以上

51、分析比较结果，对暖通空调工程中的室内空 气分布预测方法的使用建议如下： 对机械通风房间内空气分布进行简单预测或对气流 组织进行初步设计时可采用射流公式方法；当实际情况与射 流公式的适用条件（如热源分布、风口形式和位置等）相差 很大时，不宜再用射流公式，而建议采用 CFD 方法。 对自然通风的通风量和房间总全温度（或区域集总温 度）进行估算时宜采用 Zonal Model ，若想进一步了解速度和 温度的分布情况，可采用 CFD 方法。 自然通风和机械通风房间内的温度、速度、污染物浓 度等的详细分布情况， 只能通过 CFD 方法或者模型实验以及 计算网格的划分等，对使用者要求很高；模型实验则远较

52、CFD 方法昂贵， 需要根据具体情况和实际条件来决定是否有 必要采用该方2 结论通过对 4 种预测室内空气分布方法的介绍和比较，并考 虑到实际应用中的情况，得出如下主要结论： 射流公式简单易用，适于机械通风房间内空气分布的 简单预测，但应注意其适用条件； Zonal Model 的预测成本、 使用难易程度等均介于射流 公式和 CFD 之间，较适合自然通风的风量和温度预测， 得以 的结果是集总的； CFD 方法适于对室内空气分布进行详细预测， 可靠性 和可算性是其实际应用中最大的问题，在三种理论预测的手 段中， CFD 方法比射流公式和 Zonal Model 昂贵。 模型实验最为可靠，但是预测

53、周期长、价格昂贵，较 难在工程使用。参考文献1 Gel L Tuve. Air velocities in ventilating jets. ASHVE Trans, 1959, 59:261 282.2 张国强，邹媛， Lin Y ，等，室内气流模拟方法比较及 一种新的模拟方法研究， 见：2000 年全国暖通空调年会论文 集。 2000，8418513 P V Nielsen. Flow in air conditioned rooms (English Translation): Ph D Thesis. Copenhagen: Technical University of Denma

54、rk, 1976.4 ASHRAE. Space air diffusion. In : ASHRAE Fundamentals. ASHRAE, 1993.5 Z H Li, J S Zhang, A M Zhivov, et al. Characteristics of diffuser air jets and airflow in the occupied regions of mechanically ventilated rooms - a literature review. ASHRAE Trans, 1993, 99. 1119-1126.6 J Srebric, J Liu

55、, Q Chen. Experimental validation of jet formulae for air supply diffusers. Proceedings of ROOMVENT 2000. 2000.7 Etienne Wurtz, Jean-Michel Nataf, Frederick Winkelmann. Two-or three-dimensional natural and mixing convection using modulate zonal models in buildings. International Journal of Heat and MassTransfer, 1999, 42. 923 940.8 E A Rodriguez, S Alvarez, J F Coronel. Modeling stratification patterns in detailed building si