装配式洁净室的性能研究
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摘要
洁净室是空气洁净技术创造洁净微环境的最重要、最具代表性的设施，是空气洁净度达到规定级别要求的可供人类工作的场所。现在洁净室的空气净化系统的发展已经比较完善，但是用在医院中的防止交叉感染或传染性疾病传播的小型装配式洁净室还有待进一步发展与完善。本课题研究的装配式洁净室主要用于对传染性病人的隔离或防止病人术后感染。在医院里，常采用隔离性护理技术、加强医院环境清洁等措施来防止感染和传染。因此装配式洁净室是需要经过全面科学设计的局部净化环境，它首先要求环境中的空气是净化的，其次是能够满足各种功能的需要，能够最大限度地避免交叉感染。
本文主要对装配式洁净室净化空调系统的性能进行研究，推导出稳态和非稳态情况下装配式洁净室室内污染物质浓度的公式。比较了在装配式洁净室空调系统的送风管道中安装管道式静电吸附过滤器后，对室内污染物质分布的影响。实验得出动态条件下装配式洁净室室内污染物质浓度的变化情况。推导出适合装配式洁净室的不同高度下室内污染物质浓度的变化公式。根据理论推导及实验数据得出适合医院二类环境的装配式洁净室的换气次数范围。通过调节转子流量计的流量来达到动态模拟室内污染物质浓度的变化情况，并根据对实验结果的修正得出装配式洁净室室内模拟污染源的轨迹方程，为动态模拟提供了理论依据。通过对测得不同换气次数下装配式洁净室室内的浮游菌浓度和沉降菌浓度的一元线性回归分析得出浮游菌浓度和换气次数的关系、沉降菌浓度和换气次数的关系以及浮游菌和沉降菌之间的关系，反映了动态情况下，细菌运动的随机性。同时采用调节送风机组和排风机组来有效地控制装配式洁净室的室内外压差，还可根据需要来调节洁净室的正负压差。同时对其末端送风口的射流情况进行实验比较，发现局部孔板扩散板在工作区域内的温度和速度分布比较均匀，适合装配式洁净室。比较了用在装配式洁净室空调系统中的管道式静电吸附过滤器和高效过滤器的阻力大小，得出在空调系统中加管道式静电吸附过滤器的系统总阻力比传统的三级过滤系统的阻力小的多。最后通过模糊评价方法来综合评价装配式洁净室的整体性能，比较得出装管道式静电吸附过滤器的新系统比传统的三级过滤系统的整体性能好的多。装配式洁净室对提高医院卫生质量、防止院内感染及呼吸道疾病传染、保障人们生命健康有重要的意义。
Cleanroom is the most important and representative facility of air cleaning technology that creates cleaning microenvironment. It's working space where cleanliness meets desired class. Now the air cleaning system of cleanroom has developed perfect relatively. But compact assembling cleanroom in hospital need further development and perfection. The assembling cleanroom is used for preventing cross infections and transmission of infectious disease. In hospital, isolation nursing technology and strengthened environment cleaning are used for preventing infections. So the assembling cleanroom is local cleaning environment where need design ail-roundly and scientifically. Firstly, it needs cleaning environment. Secondly, it can satisfy various functions and prevent cross infections maximatily.
By study on cleaning system of assembling cleanroom, contaminating material concentration formulas in the condition of steady-state and unsteady are deduced. The change of contaminating material concentration after installing electrostatic filter in air supply duct is compared. The contaminating material concentration formulas at different height of assembling cleanroom are deduced. The range of air exchange rate of assembling cleanroom is deduced by theoretical derivation and experimental findings. The change of indoor contaminating material concentration is dynamical simulated by adjusting the flow of fiowrator. At the same time, the path formulas of simulate pollutant source is modified by experiment, and providing theoretical base for dynamic simulation. By linear regression analyzing of the concentration of plankton microbe and settling microbe, we get the relationship between plankton microbe, settling microbe and air exchange rate, which reflect the randomness of bacterium in dynamic state. Controlling the pressure difference effectively by adjusting forced draught blower and exhaust blower. Comparing the jet fluid of different supply-air outlet, the diffuse pore plate is suit to assembling cleanroom. The resistance of electrostatic filter is lower than HEPA by comparing. Finally, the synthesis performance of new system with electrostatic filter is higher than three-class filter system by fuzzy appraisement method. The assembling cleanroom has important means for improving health quality, preventing infections inside hospital and respiratory infectious disease, protecting
human health.
Liu Chunyan (Heanting, Ventilation and Air-conditioning Engineering)
Supervised by Vice-Prof. Liu Gang
本文主要对装配式洁净室净化空调系统的性能进行研究，推导出稳态和非稳态情况下装配式洁净室室内污染物质浓度的公式。比较了在装配式洁净室空调系统的送风管道中安装管道式静电吸附过滤器后，对室内污染物质分布的影响。实验得出动态条件下装配式洁净室室内污染物质浓度的变化情况。推导出适合装配式洁净室的不同高度下室内污染物质浓度的变化公式。根据理论推导及实验数据得出适合医院二类环境的装配式洁净室的换气次数范围。通过调节转子流量计的流量来达到动态模拟室内污染物质浓度的变化情况，并根据对实验结果的修正得出装配式洁净室室内模拟污染源的轨迹方程，为动态模拟提供了理论依据。通过对测得不同换气次数下装配式洁净室室内的浮游菌浓度和沉降菌浓度的一元线性回归分析得出浮游菌浓度和换气次数的关系、沉降菌浓度和换气次数的关系以及浮游菌和沉降菌之间的关系，反映了动态情况下，细菌运动的随机性。同时采用调节送风机组和排风机组来有效地控制装配式洁净室的室内外压差，还可根据需要来调节洁净室的正负压差。同时对其末端送风口的射流情况进行实验比较，发现局部孔板扩散板在工作区域内的温度和速度分布比较均匀，适合装配式洁净室。比较了用在装配式洁净室空调系统中的管道式静电吸附过滤器和高效过滤器的阻力大小，得出在空调系统中加管道式静电吸附过滤器的系统总阻力比传统的三级过滤系统的阻力小的多。最后通过模糊评价方法来综合评价装配式洁净室的整体性能，比较得出装管道式静电吸附过滤器的新系统比传统的三级过滤系统的整体性能好的多。装配式洁净室对提高医院卫生质量、防止院内感染及呼吸道疾病传染、保障人们生命健康有重要的意义。
Cleanroom is the most important and representative facility of air cleaning technology that creates cleaning microenvironment. It's working space where cleanliness meets desired class. Now the air cleaning system of cleanroom has developed perfect relatively. But compact assembling cleanroom in hospital need further development and perfection. The assembling cleanroom is used for preventing cross infections and transmission of infectious disease. In hospital, isolation nursing technology and strengthened environment cleaning are used for preventing infections. So the assembling cleanroom is local cleaning environment where need design ail-roundly and scientifically. Firstly, it needs cleaning environment. Secondly, it can satisfy various functions and prevent cross infections maximatily.
By study on cleaning system of assembling cleanroom, contaminating material concentration formulas in the condition of steady-state and unsteady are deduced. The change of contaminating material concentration after installing electrostatic filter in air supply duct is compared. The contaminating material concentration formulas at different height of assembling cleanroom are deduced. The range of air exchange rate of assembling cleanroom is deduced by theoretical derivation and experimental findings. The change of indoor contaminating material concentration is dynamical simulated by adjusting the flow of fiowrator. At the same time, the path formulas of simulate pollutant source is modified by experiment, and providing theoretical base for dynamic simulation. By linear regression analyzing of the concentration of plankton microbe and settling microbe, we get the relationship between plankton microbe, settling microbe and air exchange rate, which reflect the randomness of bacterium in dynamic state. Controlling the pressure difference effectively by adjusting forced draught blower and exhaust blower. Comparing the jet fluid of different supply-air outlet, the diffuse pore plate is suit to assembling cleanroom. The resistance of electrostatic filter is lower than HEPA by comparing. Finally, the synthesis performance of new system with electrostatic filter is higher than three-class filter system by fuzzy appraisement method. The assembling cleanroom has important means for improving health quality, preventing infections inside hospital and respiratory infectious disease, protecting
human health.
Liu Chunyan (Heanting, Ventilation and Air-conditioning Engineering)
Supervised by Vice-Prof. Liu Gang
引文
[1]陈霖新，洁净厂房的设计与施工，北京：化学工业出版社，2003
[2]姚祖华 李亦德，洁净室质量控制及其检测方面的讨论，中国微生态学杂志，2000，Vol．12，No．1，P58-59
[3]于玺华，现代空气微生物学，北京：人民军医出版社，2002
[4]于玺华 石国剑，洁净技术与生物医学，洁净与空调技术，1999，No．2，P21-23
[5]魏学孟 周祖东，气幕洁净室流场的有限单元法数值模拟，建筑热能通风空调，2001，No．2
[6]沈晋明 黄霞，生物洁净技术与微生物控制，洁净与空调技术，2002，No．2
[7]Foarde, K.K, Hanley,J.T, Veeck,A.c, Efficacy of Antimicrobial Fliter Treatment, ASHRAE Journal, Dec.2000
[8]VDI 6022 Teil 3: "Hygienische Anforderungen an Raumlufttechnische Anlagen in Produktionsbetrieben", Sept.2001
[9]吴建军 苏辉，现代洁净手术室概述，中国医院管理，2000，No．9，P40-41
[10]刘照生，生物洁净室的设计特点，建筑热能通风空调，1999，No．3，P28-31
[11]魏学孟 赵加宁 李斌涛 郭蓉，两种洁净室的优化设计，建筑热能通风空调，1999，No．1，P18-20
[12]于玺华 车凤翔，现代空气微生物学及采检鉴技术，1998
[13]薛广波，实用消毒学，北京：人民军医出版社
[14]陈静洁 杨康正，当前我国洁净手术室的发展，中国医疗器械信息，Vol6，No．4
[15]国家标准《洁净厂房设计规范》GB50073-2001
[16]涂光备，医药工业的洁净与空调，北京：中国建筑工业出版社，1999
[17]许钟麟，大气尘计数效率与计重效率的换算方法，洁净与空调技术，1995，No．1
[18]许钟麟，大气尘计数效率与计重效率的换算方法，洁净与空调技术，1995，No．1
[19]佟美玉，标定二等标准补偿式微压计应注意的几个问题，新疆电力，1997．3，No．1
[20]许钟麟 沈晋明 陈长镛 张益昭 张彦国，粒子计数器采样气溶胶的误差，中国粉体技术，2000．2，Vol．6，No．1
[21]梁振山 隋秀兰 赵小朵，毕托管测试技术，华北电力技术，1999，No．11
[22]何德林等，空气净化技术手册，北京：电子工业出版社，1985
[23]苏金明 阮沉勇，Matlab6.1实用指南，北京：电子工业出版社，2002
[24]许钟麟，空气洁净技术原理，上海：同济大学出版社，1998
[25]《室内空气质量标准》GB／T18883—2002，2002．11发布，2003．3实施
[26]陈霖新等，洁净厂房的设计与施工，北京：化学工业出版社，2002
[27]Wu-Shung Fu, Shih-Fa Chen, and Suh-Jenq Yang, Numerical Study of the Effects of a Moving Operator on Particles in a Cleanroom with Curtain, Aerosol Science and Technology, 2002,Vol.36, P154-161
[28]许钟麟 钱兆铭 沈晋明，平行流洁净室的下限风速．建筑科学研究报告，1983，No．11
[29]早川一也，综合病院空气调和，空气调和冷冻，Vol．20，No．8，P51-59．1980
[30]加藤照敏，用途别清净装置选定法，空气调和冷冻，Vol．11，No．9，P103-110，1971
[31]川元昭吾等，产业施设设计计画(No．1)，空气调和冷冻，Vol．11，No．9，P91-100．1971
[32]西健男 坂村富，近代综合病院设计实际，空气调和冷冻，Vol．20，No．8，P81-85，1980
[33]美国空军技术条令T．O．00-25-203
[34]陈球，百级洁净室洁净度异常的成因分析和处理方法，北京：微电子技术
[35]中华人民共和国国家标准GB13554-92《高效空气过滤器》，1992．7
[36]范存养 赵立新，医院空气洁净技术的理论与实践
[37]赵力 龙恩深，洁净室空调设计的相关问题探讨，制冷与空调，Vol．3，No．1，2003．2
[38]余常昭，紊流射流，北京：高等教育出版社，1993．
[39]赵荣义 范存养 薛殿华等，空气调节(第三版)．北京：中国建筑工业出版社，1994．151～156
[40]赵彬 李先庭 严启森，孔板空调风口送风射流的数值模拟，力学与实践，2002，No．24，P18～21
[41]路延魁等，空气调节设计手册(第二版)，北京：中国建筑工业出版社，1995，P242～268
[42]胡永宏 贺思辉，综合评价方法，北京：科学出版社，P167-207
[43]连之伟 冯海燕，空调房间热环境模糊综合评判，暖通空调，2001，Vo．131，No．5，P15-18
[44]顾念祖，空调系统的模糊综合评价和优化选择，节能，2000，No．2
[45]刘普寅 吴孟达，模糊理论及其应用，北京：国防科技大学出版社
[46]孙淑滨 王革 戴驰 程夷，用于洁净室环境监测中不同检测法的研究及评价，微生物学免疫学进展，1998，Vol．26，No．3
[47]许钟麟，洁净室评价标准的有关问题，建筑科学，1989，No．3
[48]沈晋明 许钟麟，医院洁净手术部的级别标准和设计参数，暖通空调，1996．No．3
[49]E.Hunt,P.E., P.E.Benson, L.G.Hopkins,P.E., Fan efficiency vs. unit efficiency for cleanroom application, ASHRAE, Transactions, 1990, P616
[50]Alireza Afshari, Clean Room for Characterising Indoor Sources, Contamination Contorl, 1995, Vol.8, No.3, P10
[51]S.C.Hu, Y.K.Chuah, M.C.Yen, Design and evaluation of a minienvironment for semiconductor manufacture processes, Building and Environment, 2002, Vol.37, P201-208
[52]Robert G.Knollenberg, Brett T.Haley, David E.Steidtmann, Effects of Instrument flow rate, Sensitivity, and background noise on cleanroom particle count statistics, Journal of the institute of environmental sciences,1995
[53]于玺华 韩玉坤 魏华 霍云燕 陈世平，医院空气洁净度标准的建立，中华医院感染学杂志，1997，Vol．7
[54]中华人民共和国标准，GB15982-1995《医院消毒卫生标准》，1995
[55]王浣沙 张利峰，医院室内空气紫外线消毒效果的实验观察，中国消毒学杂志，1997，Vol．14
[2]姚祖华 李亦德，洁净室质量控制及其检测方面的讨论，中国微生态学杂志，2000，Vol．12，No．1，P58-59
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[42]胡永宏 贺思辉，综合评价方法，北京：科学出版社，P167-207
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[44]顾念祖，空调系统的模糊综合评价和优化选择，节能，2000，No．2
[45]刘普寅 吴孟达，模糊理论及其应用，北京：国防科技大学出版社
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