手术室的空调系统要求控制室内温度、温度、尘埃、细菌、有害气体浓度以及气流分布，保证室内人员所需的新风量，并维持室内外合理的气流流向。其中最为重要的是控制室内细菌的浓度，以防止在手术过程中对手术伤口感染，提高手术成功率。与一般建筑物的空调要求相比，系统应该具有以下特点：

（1）空气的净化和除菌；

（2）控制各区域的气流和风速；

（3）保证不同区域之间合理的气流流向和压力分布；

（4）保证医疗上必要的温度及湿度；

（5）排出废气和有害气体，保证室内空气新鲜。

良好的手术室空调系统不仅是指某个单项指标达到要求，而是全方位地实现“无菌环境保障体系”这个目的，在手术全过程中消除一切可能诱发术后感染的风险。 
现代意义的手术室的形成已有100多年的历史了，世界上最早的单向流洁净手术室也有30多年，60年代以后洁净手术室发展很快。手术室净化空调系统的发展和相关科学研究的进展与各国不同的标准规范、设计思路和技术措施密不可分，从全新风送风到回风的应用，从全面层流系统到局部置换流装置，从集中式大系统到中央控制的混合系统，手术室的空调系统型式呈现出多样化，各有千秋，下面分别介绍一下各国手术室采用的空调系统模式和思路。 
2 国外手术室常见的空调系统 
2.1手术室空调系统模式 
在美国大多是集中式大系统，大致有两种类型。一类设计并建于60年代初期，遵循1959年ASHRAE 指南规定，全新风系统，每小时的换气次数为8~12次，室温25.6℃，相对湿度为55%，室内排风汇集到排风总管，利用全热交换器作热回收后再排出。 
另外一类系统建于70年代，室内空气允许循环，换气次数增加到25次/小时，新风至少为5次/小时，一般都将回风取到最大值。为了对各室分别进行控制，综合医院内的手术室一般采用单风管系统末端再热方式，可较灵活地实施开、停及温、湿度调节。 
法国手术室系统在欧洲具有代表性，早期与美国类似，采用全新风系统或全室单向流流型。邱伯特（Joubert）等人在70年代末结合普通的净化空调系统和单向流系统的有点，开发出一套新系统，经过几次改进之后，形成了现在的邱伯特手术室空调系统。系统中采用三级风机加大室内空气自循环，以增大换气次数，达到降低室内细菌浓度的效果。 
日本洁净手术室的数量仅次于美国，远远大于欧洲，其系统发展过程深受西方国家的影响，现已逐步形成自己的特色，即所谓的混合型手术部，它把整个手术部和每间手术室同时作为控制对象。 
德国的手术部布局强调手术室单元，它包括手术室和前室。一个手术部门包括多个手术单元及其它辅助房间，这种布局方式保证了各手术的独立进行，互不干扰，但整个手术部要求很大的送风量，而且因部门分隔太多，气流流向难以控制。因此，德国采用了局部和整体控制相结合的方式，即各个洁净手术单元采用独立的空调系统，另设一个统一的正压送风系统。手术部工作期间两个系统同时运行；部分手术室工作期间，只需运行这些手术室的独立空调系统及正压送风系统；非工作期间，只需运行正压系统。这样能够十分简易、有效地保证了手术室正常工作，又使整个手术部的梯度压差分布得以始终维持。正压送风由正压（新风）机组统一提供，各手术室单元的空调送风由独立的带新风空调箱处理后送出。 
各手术单元非集中式的送风系统，各室的回风、排风管路上都安装了密闭阀，在非工作期间各室空调箱和排风机关闭时，密闭阀关闭，以防止单独正压送风时倒入回风及排风系统，难以保持正常的正压气流流向。 2.2合理的气流组织 
合理的室内气流能防止细菌粒子的积聚并将其迅速排除，有效地保护关键区域。室内气流组织有乱流和层流之分，乱流均为上送下回式，上部送风口位置布置不一，有侧送、斜送和顶送，后来大都集中于手术区域上方送出，下部两侧回。认为这种上送下回的效果最好。层流的洁净效果得到一致的公认，但其造价偏高。欧洲偏向发展局部层流，开发出如空气浴系统、带空气幕的顶棚送风单元、带围档或帘幕的层流罩等装置。 
英国的外科医生查利（Charley）定型了英国的第一个被称之为“绿屋”的层流装置，经过不断改进，形成了现在的查利超净送风系统，它的中心出流区域边设置了围档，围档的下边缘距地约2m，这样相当于缩短了送风口至手术台面的距离，不必增大送风速度就能很好地维持气流的单向流流型。德国柏林工业大学艾斯东（Esdorn）开发了手术室专用的送风单元，在手术区域形成置换流，因其系统送风量大大降低，节能效果显著，并能很好地满足室内噪声要求。这种送风装置可维持一种低紊流度的置换气流，也能形成一种稳定的气流。该装置面积较大，一般为3m×3m。由于送风速度较小，易受到下方的热源（如人和灯具）和室内横向气流的干扰，因此在吊顶中心设置气流喷管来支撑微弱的垂直向下的气流。同时借助送风温差来维持流动，送风温差要严格控制，送风温差太小，则送风气流达不到手术台面；如果送风温差太大，则洁净区域会缩小。某些装置还可以通过调节送风孔板的穿孔率来改变风速大小。这种送风吊顶单元对手术室其它装备（如手术灯和密闭门）、手术人员的素质和对洁净技术的理解与配合、送回风和排风的气流组织和风量关系等因素均有要求。为了便于运输和安装，德国妥思（Trox）公司将手术室专用送风单元开发了模块式送风装置。与英国的层流装置不同的是，德国送风装置周围不允许设置围挡。日本强调全面层流技术，要求送风面不能小于天棚面的75%。 
2.3正压控制 
一般采用控制新风量或新风和回风的关系来实现，并结合自控手段。英国采用余压阀控制；德国为了强调整个手术部是一个保障体系，开发出独立的正压送风系统，并应用机械式风量调节器恒定风量，提高了稳定性，此举值得借鉴。 
2.4合适的空气过滤系统 
过滤系统良好的配置能有效保证室内无菌环境，延长末端过滤器的使用寿命。尽管早在80年代已经证实医院中全部细菌的99.9%可以被比色效率90～95%的过滤器滤掉（相当于我国的亚高效过滤器），但各国新修订的医院通风标准普遍有提高过滤效率的趋势。1999年版的ASHRAE手册内的应用篇规定对洁净手术室的净化空调系统必须采用三级过滤，要求末端空气过滤器的DOP效率不低于99.97%，一般手术室允许采用两级过滤，末端过滤器的DOP效率不低于90%；日本1998年版本的《医院空调设备设计和管理指南》也相应作了修订，与1989年版本相比，具体变化参见表1。显然这种变化趋势不是单从滤菌效果考虑，而是应该说“综合保障体系”的思路已被各国广泛接受。 1998年和1989年《医院空调设备设计和管理指南》对过滤效率要求的差异见表1 
区域名称 末端过滤器效率（%） 
Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 
98年版本 高度洁净区域 洁净区域 准洁净区域 
89年版本 高度洁净区域 洁净区域A 洁净区域B 
98年版本 DOP效率>99.97 DOP效率>95 比色法效率>90 
89年版本 记数法效率>99.97 比色效率>90 比色效率>80 
2.5洁净手术部的湿度控制 
室内湿度控制不当，不仅会促使人体发菌量增加，还为细菌的繁殖提供营养源。国外普遍采用冷却除湿后再加热，以有效地控制湿度，但能耗很大，进而又采取一些节能措施，如利用废热、热回收装置等，最新用闭式热回收环路再热系统，将回收新风的热量用于系统再热。回收热一般不稳定，常另外配置辅助电加热器或蒸汽加热器。 
3国内手术室常见的空调系统 
1988年10月颁布的行业标准JGJ49-88《综合医院建筑设计规范》是我国医院惟一的国家标准，仅针对采用常规消毒灭菌方法和舒适性空调的医院，只是原则性地规定了手术室空气净化方式，我国目前还没有相应的国家标准。军队在这方面领先一步，95年颁布了《军队医院洁净手术部建筑技术规范》。由于手术室没有国家规范和技术标准，在设计等具体工作时大多参照工业厂房的洁净技术标准或日本的做法。 
3.1国内手术室空调系统的型式 
国内手术室过去主要是改建，系统型式很多，现多是新建。 
3.1.1集中式全空气系统。过去常采用中央空调系统，根据各室的级别计算送风量，各室不能单独进行调节。这种方式在提供温度、湿度、空气净化、去除臭味等方面都可以达到满意的效果；由于机房和房间分开，噪声可以较好地处理。所以适用于恒温、恒湿、无尘、无噪声等要求的手术室场合。其缺点是风道占用空间大。有的也是全新风系统，国内常因为全热交换器投资较高、维护不易而不愿采用，系统能耗较大。 
3.1.2分散式系统。在每间手术室附近就近设空调机房，通过独立的净化空调机组送风，室内空气可以循环。这种方法运行费用较低，系统的维护、管理简单易行，适用于手术室改造，门、急诊科室里新增的手术室，但由于机房分散布置，占用面积较大，不宜用于规模较大的手术部门，而且难以保证区域内合理的压力分布。 
3.1.3一次新风机组与风机盘管系统。这种系统广泛地应用于医院内级别较低的手术室，由集中处理并提供满足正压和卫生要求的新风，风机盘管处理室内热、湿负荷。该系统易于分别控制，初投资和运行费用也低，其风道比全空气方式占用的空间小，但风机盘管内置的空气过滤器性能低下，无法达到除尘和除菌的要求。新风量常不足，室内不良空气无法排除；风机盘管表面及集水盘就是一个污染源，容易积聚灰尘，滋生细菌，特别在夏季，有污染室内空气的危险。又必须在室内进行清扫过滤器和盘管以及检修设备，影响手术室的正常使用。 
3.1.4 直接在手术室内设置普通空调器，如窗式空调器和柜式空调器，不仅新风无法保证，卫生、噪声等方面也远远不能达到要求。室内空气污染的风险很大，不能采用。 
3.1.5 手术室内直接安装普通空调器和自净器，目前市场上的自净器品种很多，包括过滤自净器、紫外线自净器、静电自净器等。尽管这些自净设备都具备一定的除菌效果，但各有各的局限性，而且，空气洁净技术的作用决不是几台净化设备所能取代的。机组内盘管表面及集水盘的污染源还是存在的。 
3.2在送风方式 
一般百级洁净手术室采用层流（包括局部层流），风量很大。百级以下级别大多为乱流顶送，新建的医院也有采用国外生产的顶棚送风装置。有的是置换流装置，但由于没有注意到送风温差的问题，使用效果不甚理想。 
3.3正压控制 
正压值通过送入一定量的新风来控制，在系统调试时常常可以达到。但是系统在运行中，由于门的开启、过滤器积尘或室外风速的影响，正压值经常变化。为使室内保持稳定的正压，应采用简易、有效的控制方式。常见的正压控制方式有以下几种： 
3.3.1安装余压阀。余压阀的安装简单，灵敏度高，应用较为广泛，但它存在着许多缺点：如长期使用后关闭不严；全闭时室内正压值仍然低于预定值，就无法控制；而且对于严格控制微生物污染的手术室而言，无形中又增加了一条室外通道，不宜提倡使用。 
3.3.2通过差压变送器检测室内压力，然后调节新风、回风或排风量，控制较为复杂。常常会引起系统的不稳定性，在国内实际运行中控制效果不佳。 
3.3.3在手术室吊顶上单独设一个小型的排风系统，通过室内和走道间的压差信号控制排风机的启停。当压差超过设定值时，排风机开，否则停。这种做法控制灵敏，但也存在着明显的缺陷，即在手术过程中有人员进出时，由于“开门效应”，房间和走道间的压差在瞬间会降为零，此时排风机与门联锁，应当关，但由于叶轮的惯性效应，排风机不会停转，还具有一定的抽力，有可能造成房间负压。此外，排风机频繁启停，也易出现故障。 
3.3.4 在手术室的送、排风口设置机械式定风量装置，不管系统阻力如何变化，送、排风量是恒定的，保证正压的恒定。排风与自动门连锁，并设有延时装置，避免了因门开闭而使排风机频繁停开。 
纵观以上这些做法，较为复杂，维持室内正压和洁净度不很理想。考虑单独用一个系统控制正压，维持整个手术部的正常压力分布和气流流向较为合适。 
3.4空气过滤器配置 
国内因大气尘浓较高，手术室空调系统普遍采取三级过滤，但根据笔者对过滤器市场的调查，国内设置在空调箱内的中级过滤段，过滤性能偏低，又不能对末端过滤器进行有效的前级保护，所以高效过滤器往往达不到预期的保障效果。 
3.5 空调热湿处理 
国内手术室的空调机组配置大多采用一次回风或二次回风，很少用再热。由于手术室无外墙，室内人员集中，发湿量大，故热湿比值较小，要求机器露点值也低，难以达到，造成室内相对湿度值偏高。而且，经调查测试，采用集中式处理新风系统中的新风机组大多不能将新风处理到室内空气的等焓值点，这意味着新风又将额外的湿负荷带入室内，增加了相对湿度。特别在南方过渡季节，温度不高、湿度偏大，而医院为了满足温度的要求，又调高冷冻水的温度，除湿能力进一步降低。由此可见，由于空调机组性能的局限和系统管理不善导致手术室内的湿度偏高成了目前普遍的难题。 
4 结论 
各国手术室净化空调系统的型式和控制方式的差异，主要是因为各自的国情不同、设计思路不同。美国认为“净化空调系统具有对患者保护的潜在优势”，只将它作为一种手段，并不片面强调净化级别。提倡经济有效的方法，并结合无菌手术服、热回收等节能措施；德国采取的是“全过程控制”和“主流区”的概念，因而广泛应用独立的正压送风系统和置换流装置；日本注重手术室的洁净度级别，全面层流的生物洁净手术室较多。但根据日本新修订的相关标准，可以看出日本也在逐渐接受欧美的“保障体系思想”。 强调系统的整体性能，而不是某一单方面的指标。英国重视有效的工程控制和防范性策略，一直致力于发展超净手术室，以减少术后感染风险。因此各国的标准各有特色，侧重点也不同。 
近10年来，国内手术室建设发展很快，由于没有相应的国家规范，大多采用工业洁净的措施，而忽略了生物洁净室的特殊性。目前，在一些新建的项目中，由于对医院要求的提高和国外公司的参与，也有直接采用国外系统型式和末端装置的做法。总的来说，国内手术室的净化空调系统有了长足的进步，空调方式、净化方式、气流组织、压力控制等方面出现了不同的类型，对减少术后感染和提高手术成功率起了很大的作用，但尚未形成一套适合于我国国情的手术室净化空调系统。笔者认为，国外经过长期的发展所形成完善的系统型式、先进的装备和设施以及丰富的实践经验值得我们借鉴，能使我们跳出以往的工业设计模式，使手术室建设走上健康发展之路。 
3.3.1安装余压阀。余压阀的安装简单，灵敏度高，应用较为广泛，但它存在着许多缺点：如长期使用后关闭不严；全闭时室内正压值仍然低于预定值，就无法控制；而且对于严格控制微生物污染的手术室而言，无形中又增加了一条室外通道，不宜提倡使用。 
3.3.2通过差压变送器检测室内压力，然后调节新风、回风或排风量，控制较为复杂。常常会引起系统的不稳定性，在国内实际运行中控制效果不佳。 
3.3.3在手术室吊顶上单独设一个小型的排风系统，通过室内和走道间的压差信号控制排风机的启停。当压差超过设定值时，排风机开，否则停。这种做法控制灵敏，但也存在着明显的缺陷，即在手术过程中有人员进出时，由于“开门效应”，房间和走道间的压差在瞬间会降为零，此时排风机与门联锁，应当关，但由于叶轮的惯性效应，排风机不会停转，还具有一定的抽力，有可能造成房间负压。此外，排风机频繁启停，也易出现故障。 
3.3.4 在手术室的送、排风口设置机械式定风量装置，不管系统阻力如何变化，送、排风量是恒定的，保证正压的恒定。排风与自动门连锁，并设有延时装置，避免了因门开闭而使排风机频繁停开。 
纵观以上这些做法，较为复杂，维持室内正压和洁净度不很理想。考虑单独用一个系统控制正压，维持整个手术部的正常压力分布和气流流向较为合适。 
3.4空气过滤器配置 
国内因大气尘浓较高，手术室空调系统普遍采取三级过滤，但根据笔者对过滤器市场的调查，国内设置在空调箱内的中级过滤段，过滤性能偏低，又不能对末端过滤器进行有效的前级保护，所以高效过滤器往往达不到预期的保障效果。 
3.5 空调热湿处理 
国内手术室的空调机组配置大多采用一次回风或二次回风，很少用再热。由于手术室无外墙，室内人员集中，发湿量大，故热湿比值较小，要求机器露点值也低，难以达到，造成室内相对湿度值偏高。而且，经调查测试，采用集中式处理新风系统中的新风机组大多不能将新风处理到室内空气的等焓值点，这意味着新风又将额外的湿负荷带入室内，增加了相对湿度。特别在南方过渡季节，温度不高、湿度偏大，而医院为了满足温度的要求，又调高冷冻水的温度，除湿能力进一步降低。由此可见，由于空调机组性能的局限和系统管理不善导致手术室内的湿度偏高成了目前普遍的难题。 
4 结论 
各国手术室净化空调系统的型式和控制方式的差异，主要是因为各自的国情不同、设计思路不同。美国认为“净化空调系统具有对患者保护的潜在优势”，只将它作为一种手段，并不片面强调净化级别。提倡经济有效的方法，并结合无菌手术服、热回收等节能措施；德国采取的是“全过程控制”和“主流区”的概念，因而广泛应用独立的正压送风系统和置换流装置；日本注重手术室的洁净度级别，全面层流的生物洁净手术室较多。但根据日本新修订的相关标准，可以看出日本也在逐渐接受欧美的“保障体系思想”。 强调系统的整体性能，而不是某一单方面的指标。英国重视有效的工程控制和防范性策略，一直致力于发展超净手术室，以减少术后感染风险。因此各国的标准各有特色，侧重点也不同。 
近10年来，国内手术室建设发展很快，由于没有相应的国家规范，大多采用工业洁净的措施，而忽略了生物洁净室的特殊性。目前，在一些新建的项目中，由于对医院要求的提高和国外公司的参与，也有直接采用国外系统型式和末端装置的做法。总的来说，国内手术室的净化空调系统有了长足的进步，空调方式、净化方式、气流组织、压力控制等方面出现了不同的类型，对减少术后感染和提高手术成功率起了很大的作用，但尚未形成一套适合于我国国情的手术室净化空调系统。笔者认为，国外经过长期的发展所形成完善的系统型式、先进的装备和设施以及丰富的实践经验值得我们借鉴，能使我们跳出以往的工业设计模式，使手术室建设走上健康发展之路。

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