手術室（Operating Room, OR）是醫療院所中環境控制要求最為嚴苛的空間。空調系統在此扮演的角色，遠超單純的溫度調節——它是手術部位感染（Surgical Site Infection, SSI）防控的核心工程手段。依據美國疾病管制與預防中心（CDC）的統計，SSI 的發生率約為 2–5%，其中空氣傳播微粒是重要的感染途徑之一[1]。本文將從 ASHRAE Standard 170 及國際設計指引出發，系統解析手術室空調設計的核心參數、層流系統設計要點與台灣法規要求，為醫療院所建築工程提供嚴謹的設計參考。若您需要醫療空調的通盤概述，可參閱我們的醫療院所空調系統設計專文。
一、手術室空調設計的法規基礎
手術室空調設計的國際權威依據為 ANSI/ASHRAE/ASHE Standard 170——Ventilation of Health Care Facilities。此標準由 ASHRAE 與美國醫療工程學會（ASHE）聯合制定，詳細規範各類醫療空間的通風換氣、壓力關係、溫濕度及空氣過濾要求[2]。
在台灣，手術室空調設計主要依循以下法規與指引：
- 衛生福利部《醫療機構設置標準》：規範手術室的基本設施要求，包括空調、照明及電力備援[3]
- 內政部《建築技術規則》建築設備編：建築物機械通風與空調設備的一般性規定
- FGI《Guidelines for Design and Construction of Hospitals》：美國醫療設施設計指引，被台灣許多醫學中心作為設計參考[4]
二、ASHRAE 170 手術室設計參數
ASHRAE Standard 170-2021 之 Table 7-1 明確規範手術室的環境設計參數[5]：
| 參數 | 標準要求 | 備註 |
|---|---|---|
| 壓力關係 | 正壓（≥ +2.5 Pa） | 相對於走廊與相鄰非潔淨區域 |
| 總換氣次數 | ≥ 20 ACH | 既有設施最低 15 ACH |
| 外氣換氣次數 | ≥ 4 ACH | 確保室內空氣品質 |
| 溫度範圍 | 20–24°C | 可依手術需求調整（如心臟手術偏低溫） |
| 相對濕度 | 20–60% RH | 2021 版下限從 30% 調降至 20% |
| 空氣過濾 | 至少二級過濾 | MERV 7 + MERV 14（最低） |
| 回風限制 | 不可與其他區域共用回風 | 手術室回風不得混入其他區域 |
正壓控制的工程意義
手術室維持正壓的目的，是確保門開啟瞬間氣流方向為「由手術室流向走廊」，防止走廊中的髒空氣侵入手術區域。正壓 ≥ +2.5 Pa 是一個動態平衡——當手術室門關閉時，壓差應穩定在 +5 至 +15 Pa；門開啟時，由於壓差瞬間釋放，送風量必須足以維持持續的外溢氣流。實務上，手術室送風量與回風量的差值（即外溢風量）建議維持在 200–400 CFM[6]。
三、層流與亂流手術室設計
依據氣流組織方式，手術室可分為「層流手術室」與「亂流手術室」兩類。兩者在微粒控制能力、造價與適用場景上有顯著差異[7]。
層流手術室（Unidirectional Airflow OR）
層流手術室在手術檯正上方安裝大面積的 HEPA 過濾送風天花板（Laminar Airflow Canopy），面積通常為 2.4m × 3.0m 或更大，覆蓋手術檯及主要器械區。潔淨空氣以 0.2–0.3 m/s 的均勻速度垂直向下吹拂，將手術區域的微粒持續推離並帶入四周的低位回風口[8]。
層流手術室的潔淨度可達 ISO Class 5（等同原 Fed-Std-209E 的 Class 100），適用於：
- 人工關節置換手術（Total Joint Replacement）
- 器官移植手術
- 心臟外科手術
- 神經外科手術
設計時必須注意手術燈對氣流場的干擾。傳統大型手術燈會在下風處產生尾流效應（Wake Effect），形成微粒滯留區。新型手術燈已改採氣流友善設計（Airflow-Compatible Design），減少對層流的擾動[9]。
亂流手術室（Non-Unidirectional Airflow OR）
亂流手術室採用天花板多點送風、低位回風的混合氣流方式，藉由高換氣次數（≥ 20 ACH）實現微粒稀釋。其潔淨度約為 ISO Class 7–8，適用於一般外科、婦產科、眼科等非植入型手術。亂流手術室的造價約為層流手術室的 60–70%，維護成本亦較低[7]。
四、HEPA 過濾系統配置
手術室的空氣過濾採多級串聯架構[10]：
- 第一級（預過濾）：MERV 7–8，安裝於空調箱入口，攔截大粒徑灰塵，保護後級濾網
- 第二級（中效過濾）：MERV 14–16，安裝於空調箱送風段，攔截 0.3–1.0 μm 微粒
- 第三級（終端過濾）：HEPA H13（效率 ≥ 99.95% @ 0.3 μm）或 H14（效率 ≥ 99.995% @ 0.3 μm），安裝於手術室天花板送風面板，為最後一道屏障
HEPA 濾網的壓降管理是維護重點。新濾網的初始壓降約 120–250 Pa，隨使用時間增加，當壓降超過終壓值（通常為初始壓降的 2 倍）時即須更換。空調控制系統應設置壓差感測器並提供更換警示。
五、溫濕度控制的臨床考量
手術室的溫濕度設定並非僅是舒適性考量，而是與手術安全直接相關：
- 溫度偏低（20–22°C）：有利於降低手術團隊穿著隔離衣的熱負荷，但須注意麻醉中的病患容易發生低體溫（Hypothermia），增加術後感染風險。ASHRAE 170 允許醫師依需要調整溫度[11]
- 濕度過低（＜20% RH）：增加靜電放電（ESD）風險，可能干擾電子醫療儀器；亦使呼吸道黏膜乾燥，不利於病患復原
- 濕度過高（＞60% RH）：促進微生物滋生，不利於手術部位的乾燥，且增加手術器械氧化腐蝕風險
在台灣亞熱帶氣候下，外氣含濕量高，手術室空調系統的除濕能力設計尤為關鍵。建議採用專用外氣處理機組（DOAS），將外氣預冷除濕至露點 8–10°C 後再送入手術室空調箱混合。
六、台灣法規與國際標準的銜接
台灣醫療機構設置標準對手術室空調的規定較為概括，實務上多數醫學中心以 ASHRAE 170 及 FGI Guidelines 作為設計依據。值得關注的幾個在地化議題：
- 醫院評鑑：衛生福利部醫院評鑑基準中，手術室環境管理是評鑑重點，涵蓋空調系統維護紀錄、溫濕度監測與濾網更換記錄[12]
- 感染管制查核：疾病管制署之醫療機構感染管制查核，包含手術室空調正壓驗證與微粒監測
- 地震韌性：台灣位處地震帶，手術室空調管路與設備的耐震固定設計須符合建築技術規則之耐震要求
結語
手術室空調設計是醫療建築工程中技術門檻最高的專項之一。從正壓控制到層流設計、從 HEPA 過濾到溫濕度精控，每一個設計參數的背後都是對手術安全的嚴謹承諾。作為冷凍空調工程技師，我們在手術室專案中始終堅持以 ASHRAE 170 及 FGI Guidelines 為設計基準，結合台灣在地法規與氣候條件，為醫療團隊打造可靠的潔淨手術環境。
