不論是我國2002年頒布的GB50333《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱“規(guī)范”），還是國外的醫(yī)院相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均對手術(shù)環(huán)境控制格外重視，盡可能降低在手術(shù)過程中對病患的傷害。

如何從技術(shù)措施保障手術(shù)環(huán)境控制？由于整個手術(shù)室所保護的只是手術(shù)區(qū)域，但傳統(tǒng)的思路是將整個手術(shù)室處于無菌狀態(tài)，不僅難以達到，而且更難以維持。近年來發(fā)展了手術(shù)區(qū)域局部控制的理念，即將所有送風(fēng)口集中布置在手術(shù)床上方，形成送風(fēng)天花。由于其有效性、簡便性、造價低、且運行費用少，得到了極大的推廣，并被各國醫(yī)院相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所采用，作為推薦的控制模式。就連美國醫(yī)院通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)也在2008年采用了這種方式。

但是無論設(shè)計院，還是醫(yī)院業(yè)主都普遍重視手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)性能及控制系統(tǒng)，在客觀上忽視了局部凈化的送風(fēng)裝置——送風(fēng)天花的性能。有的醫(yī)院誤認(rèn)為只需進口國外空調(diào)機組、先進的自控系統(tǒng)、甚至配置智能化或數(shù)字化的手術(shù)室，就可實現(xiàn)完善的手術(shù)環(huán)境控制。因此在評審設(shè)計方案或工程公司投標(biāo)標(biāo)書時，往往重視手術(shù)部裝修、配置、空調(diào)凈化系統(tǒng)及其控制，鮮有過問工程公司自產(chǎn)的送風(fēng)天花的性能。

為什么要強調(diào)手術(shù)室送風(fēng)天花性能的重要性以及對術(shù)后感染的控制作用？因為它的性能決定了手術(shù)區(qū)域環(huán)境控制質(zhì)量，極大地影響了手術(shù)感染風(fēng)險控制。

同樣是對環(huán)境要求高度無菌的無菌病房，其技術(shù)措施與控制方式和手術(shù)室不同。鑒于手術(shù)室的特點，環(huán)境控制的關(guān)鍵在于手術(shù)區(qū)域，而手術(shù)區(qū)域控制的關(guān)鍵在于手術(shù)切口，因此需要高度無菌程度控制的只是一個局部區(qū)域而非全室。從手術(shù)過程來說，真正需要控制的只是在切口被打開的狀態(tài)。因為手術(shù)前切口尚未打開前以及手術(shù)后切口已經(jīng)縫合后，環(huán)境控制并非重要?；蛘哒f從空間上來講，控制的只是一個局部的點；從時間來講，控制的只是某個時間段。而不像無菌病房要24小時對整個病房持續(xù)地控制，絲毫不能馬虎。無菌病房對于免疫缺省的病患猶如一個生命島。

另外，手術(shù)區(qū)域無菌無塵程度影響直接進入機體內(nèi)部的空氣質(zhì)量。研究表明，不僅是懸浮菌濃度，塵埃濃度也影響術(shù)后感染率。主刀醫(yī)生操作手與手術(shù)器械上的落菌幾率，也會加大感染的風(fēng)險。特別對于那些器官移植、關(guān)節(jié)置換、整形手術(shù)等深部手術(shù)尤為重要。因為這類手術(shù)風(fēng)險太高，術(shù)后感染會危及生命。而不像無菌病房那樣特別重視空氣中懸浮病菌，對于免疫能力低下的病患，即使新鮮空氣中的真菌也會造成不堪設(shè)想的后果。為此我國“規(guī)范”定為特別的潔凈手術(shù)室（I級），不同于Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)的潔凈手術(shù)室。德國等歐洲標(biāo)準(zhǔn)是將I級中特別再分出Ia級，日本標(biāo)準(zhǔn)定義為生物潔凈手術(shù)室，美國標(biāo)準(zhǔn)歸類為特殊手術(shù)室。

手術(shù)室送風(fēng)天花性能，是利用了空氣潔凈技術(shù)領(lǐng)域中低速單向流氣流（或稱低紊流度的置換流）和局部凈化技術(shù)。局部凈化方式節(jié)能、有效，但也有不足[3]，由于局部凈化裝置常常處在無菌程度較低的環(huán)境中，在送風(fēng)過程中無菌送風(fēng)氣流會與周邊區(qū)空氣進行動量交換，內(nèi)部高度無菌區(qū)域易受周圍環(huán)境影響。送風(fēng)氣流速度也會逐步衰減，其衰減量大于全室單向流。要維持低速單向流流態(tài)，相對于全室單向流需要較大的出口面風(fēng)速。

如果直接將工業(yè)用的層流罩（FFU）套用在生物領(lǐng)域往往流速過大、噪聲過高、反而會使無菌區(qū)域縮小。盡管美國醫(yī)務(wù)界一直對手術(shù)室凈化不太感興趣，但美國通風(fēng)空調(diào)制冷工程師學(xué)會（ASHARE）一直推廣高效過濾與層流技術(shù)。為了適應(yīng)手術(shù)環(huán)境控制特點、擴大送風(fēng)天花裝置送風(fēng)區(qū)域內(nèi)的無菌范圍，減少周邊污染氣流的干擾，要對手術(shù)室送風(fēng)天花裝置性能進行研究。

從理論上分析，送風(fēng)氣流同時依靠出風(fēng)動量和送風(fēng)溫差來維持其運動，后者相當(dāng)于熱（冷）動力，當(dāng)送風(fēng)溫度低于室溫時氣流作下沉運動。從工程意義上講，熱（冷）動力對氣流運動所起的作用一般不予考慮。但對于低速送風(fēng)天花裝置來說，因其出風(fēng)動量不大，溫差對氣流的作用不容忽略。隨著送風(fēng)量的增大，出口風(fēng)速變大，溫差減小，即送風(fēng)氣流的空氣動力增強，而熱（冷）動力減弱，那么由溫差引射的周邊空氣越少，且中心區(qū)抗干擾的能力增強，控制效果更好。送風(fēng)溫差太大，中心無菌區(qū)域會縮小；送風(fēng)溫差太小，送風(fēng)氣流送不下來。艾斯東教授研究認(rèn)為送風(fēng)溫度低于室溫不小于0.5°C、不大于2°C~3°C的范圍內(nèi)效果好。當(dāng)風(fēng)量超過某一范圍后，接近于等溫送風(fēng)時，熱（冷）動力的作用已經(jīng)很小，此時送風(fēng)的動量對控制效果起決定性作用，如果局部裝置的風(fēng)速過大，易加劇射流誘導(dǎo)，把室內(nèi)懸浮菌引導(dǎo)到送風(fēng)天花上風(fēng)側(cè)，再被局部高速氣流帶至下風(fēng)側(cè)，導(dǎo)致污染程度的加大。

低速低紊流度的置換流為了克服避免熱源（手術(shù)燈）和橫向擾動（手術(shù)過程操作）對送風(fēng)氣流的干擾，早期產(chǎn)品不得不靠氣流噴管來支撐著低速的送風(fēng)氣流，繼而又采用了塑料圍簾來降低低速送風(fēng)氣流的衰減，兩者效果均不理想。后來的送風(fēng)天花裝置開始向提高送風(fēng)速度或縮小送風(fēng)面積兩個方向發(fā)展，造就了各種形式的產(chǎn)品，但現(xiàn)已很少采用氣流噴嘴與塑料圍簾。

傳統(tǒng)的送風(fēng)天花裝置是將高效過濾器布置在送風(fēng)靜壓箱的末端，靠末端過濾器性能和安裝質(zhì)量作最后把關(guān)來實現(xiàn)其性能。這種傳統(tǒng)裝置要在那么大的送風(fēng)面積上安裝那么多的高效過濾器、并產(chǎn)生潔凈（完全過濾而不泄漏）、均勻（完善的氣流分布）、單向和平行（垂直于過濾器面）的氣流十分不易。這等于要求整個送風(fēng)面上每個高效過濾器不僅僅本身起過濾作用，而且還起類似孔板的均流作用和氣流分布作用，又要象盲板一樣的不泄漏作用，這三個作用的“耦合”，使得滿布高效過濾器的做法對送風(fēng)末端要求異常高，無論靜壓箱本體，還是過濾器及其接合面只要有一點滲漏，就會沿著單向流直接達到工藝關(guān)鍵部位，會使得整個局部凈化失敗。因此傳統(tǒng)裝置不但加工難度高，安裝復(fù)雜，檢漏麻煩，而且其造價昂貴。

1995年，中國建筑科學(xué)院許鐘麟教授提出了有自主知識產(chǎn)權(quán)的阻漏層理論，推動了送風(fēng)天花裝置進一步發(fā)展。阻漏層理論提出不再將高效過濾器設(shè)置在末端，而適當(dāng)前移，單獨組成的過濾箱設(shè)置在送風(fēng)天花裝置外。過濾箱內(nèi)采用零壓密封解決了高效過濾器安裝接合面的滲漏問題。在送風(fēng)裝置內(nèi)設(shè)有混流器和在末端設(shè)置具有亞高效水平的阻尼層。這種新型的送風(fēng)天花裝置，即使高效過濾器及其接合面有一點滲漏，滲漏粒子數(shù)相對于那樣大的送風(fēng)量是一個高價小量，經(jīng)送風(fēng)末端氣流混合和過濾，使得原來局部的“漏”變成了整體的“不漏”，起到了阻擋滲漏的作用。大大降低了靜壓箱本體、高效過濾器本體及其接合面的安裝要求，也簡化了加工、安裝和檢漏過程。因此阻漏層理論將傳統(tǒng)的送風(fēng)末端裝置的過濾、防漏和氣流分布三個作用的“耦合”非常巧妙地解耦，從理論和實踐上突破了高效過濾器要布置在末端的傳統(tǒng)模式，從本質(zhì)上改變了末端密封堵漏的性質(zhì)，消除了發(fā)生漏泄的危害。擴大了單向流潔凈空間的活塞流滿布比，提高了送風(fēng)氣流品質(zhì)[7]。現(xiàn)在阻漏層理論已經(jīng)轉(zhuǎn)化成成熟的送風(fēng)天花產(chǎn)品，已經(jīng)批量生產(chǎn)，并實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化和裝配化，為設(shè)計者、施工者和使用者帶來極大的方便。