医院洁净手术室的室内空调参数分析

在传统设计中，由于送风口、回风口和室内热源的影响，很难准确地计算室内三维流场和速度场。虽然模型试验可靠，但由于试验周期长、价格高，难以在工程中应用。对于这类非线性问题，计算流体力学(CFD)计算流体力学(ComputationalFluidDynamic)方法显示出其独特的优越性能。利用CFD技术可以快速、廉价地了解室内流场、温度场和浓度场的分布特征，为合理的系统设计和设备选型提供有用的参考资料。目前，国外许多设计机构和施工单位已将CFD模拟技术应用于实际设计预测，特别是电影院、建筑大厅等空间设计预测。

对于计算流体力学，描述流体物理现象的基本方程(运动方程、质量守恒、能量守恒等联立偏微分方程)。并进行了数值模拟。离散对象是作为自变量的时间和空间变量，并得到了相应的参数，如速度、温度、浓度、压力等。离散化(时间和空间分割)直接关系到计算机的能力(计算速度、内存容量)。分割越细，计算机的能力越高(仿真精度也相对较高)。本文采用CFD方法对一级洁净手术室的流场和温度场进行了数值模拟。

1.模拟实例背景

本文模拟的手术室是根据2000年10月颁布的《医院洁净手术科室建设标准》（以下简称《标准》)设计的一级洁净手术室，整个模型是根据《标准》和文献[1]中手术室典型配置的要求设计的。根据我国科研成果和运行实践，标准提出了以主流区为工作区，风口布置在操作床正上方，采用月XII集中送风方式，有效保护洁净气流重点区域的技术思路标准强调重点部位的保护意识，将最洁净的空气送到重点部位。 为此，将手术室分为手术区和周边区，并分别给出指标。 手术区域的划分取决于手术室的等级要求。本文模拟的一级洁净手术室，按标准要求，风口面积为2.4x2.6=6.24m2。 这种情况下，采用手术室顶棚送风，直接填充洁净气流的关键区域，切断空气污染的途径，使得手术室的送风量大大减少。

标准已开始实施，但许多人对手术室内的流场和温度场的分布并不十分清楚，并担心净化到关键区域所需的大风量浓度是否会对主流区人员(如手术台上的医生和病人)的热舒适性产生负面影响[2]；主流区的气流是否会确保主流区的气流在动态时不会吹向医务人员。"针对上述情况，本文对标准Ⅰ级洁净手术室在动态工况下的流场和温度场进行了数值模拟，并对仿真结果进行了分析。

二、几何模型

根据标准，工作区高度(空状态下距地面0.8m)的风速应控制在0.25m-0.30m之间，因此集中送风口的送风速度为0.46m/s[4l，送风量为10300m3/h，约72次，而采用工业洁净室设计思想的100级手术室需要数百次通风量。"本文对手术室的流场和温度场进行了模拟，并对动态手术室的气流控制效果进行了分析。其几何模型如图1所示。房间尺寸XxYxZ=8x3x6m；风口2.6x2.4m；返回空气4.0x0.3m，底部0.1m；排气0.4x0.4m：人体模型0.4x0.2mxL.7m；医疗设备0.4x0.6x0.8m；手术台1.8X0.6X0.8m"。