■ 隋文君

1 引言

醫(yī)院是病人就診、治療和康復(fù)的場(chǎng)所。門診部作為醫(yī)療部門的三個(gè)重要組成部分之一[1]，是醫(yī)院對(duì)外聯(lián)系最頻繁的部門，而絕大多數(shù)病人都是在門診部中得到診斷和治療，住院病人也多是通過門診或急診而入院。由于門診部就診的病種復(fù)雜，人流量大，在醫(yī)療流程、功能配合、防止交叉感染、衛(wèi)生條件等方面均具有較嚴(yán)格的要求。目前，凈化室內(nèi)空氣以及維持各個(gè)不同房間的合理壓差以控制空氣的流向，是降低醫(yī)院交叉感染的重要手段。但由于門診部建筑結(jié)構(gòu)的特殊性及功能組成的要求，維持門診建筑的壓力設(shè)定值成為目前設(shè)計(jì)施工的難題。

2 房間壓差的產(chǎn)生

當(dāng)相鄰的空間之間有門窗或任何形式的孔口存在時(shí)，在這些孔口處于關(guān)閉的情況下，壓差即是空氣通過關(guān)閉的門窗的縫隙從高壓的一側(cè)流向低壓的一側(cè)的阻力[2]。理想狀態(tài)下，將縫隙兩邊壓力值分別表示為P1、P2，則滿足下列關(guān)系式：

式中hw是指通過縫隙的沿程阻力，一般可以忽略；ξ1是指突然收縮局部阻力系數(shù)，ξ1≈0.5；ξ2是指突然放大局部阻力系數(shù)，ξ2≈1。由上式得

其中φ成為流速系數(shù)，0.82是縫隙理想狀態(tài)下的取值。則縫隙漏風(fēng)量的計(jì)算公式為：

式中μ是流量系數(shù)，一般取0.3～0.5；F是縫隙面積，單位為m2。

理論上壓差應(yīng)保證兩個(gè)作用，一是在門窗關(guān)閉的情況下，防止相鄰空間的空氣相互滲透；二是在門窗開啟時(shí)，保證足夠的氣流削減臨室空氣的侵入或室內(nèi)氣體外流。但經(jīng)過學(xué)者們的研究發(fā)現(xiàn)第二點(diǎn)作用實(shí)現(xiàn)起來非常困難，因?yàn)閴翰町a(chǎn)生的門洞風(fēng)速非常小，氣流量很小，不足以抵擋污染的外泄或者入侵，所以此時(shí)壓差防止污染傳播的作用非常有限。在我國只有比100級(jí)潔凈度更高的潔凈室才必須執(zhí)行第二點(diǎn)的作用[3]。

3 壓差及壓差風(fēng)量的確定

人在室內(nèi)以1m/s的速度走動(dòng)時(shí)引起的最大風(fēng)速為0.34m/s，空調(diào)送風(fēng)在室內(nèi)引起的空氣流動(dòng)速度一般不大于0.3m/s，正常的室內(nèi)氣流自然流動(dòng)速度一般不大于0.2m/s，也就是說在縫隙處引起的氣流速度不會(huì)超過0.5m/s，所以壓差控制設(shè)計(jì)就是要保證有足夠的空氣經(jīng)門縫進(jìn)入或滲出，以阻擋室內(nèi)或者室外的污染氣體通過門縫外泄或入侵。

氣密性越高的門窗，縫隙阻力ξ越大，流速系數(shù)φ則越小，從公式計(jì)算可以看出，為了能得到不小于0.5m/s縫隙風(fēng)速往往需要更大的△P值。以往學(xué)者經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，門窗的流速系數(shù)的實(shí)際取值范圍在0.2～0.5，取0.5計(jì)算得到的理論最小房間壓差不小于3Pa。5Pa即可滿足大于最小壓差要求且是可測(cè)量到的最小的單位，而超過30Pa或50Pa，人和動(dòng)物會(huì)有不舒服的感覺，我國《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》規(guī)定30Pa是不宜超越的界限，所以一般房間常規(guī)采用絕對(duì)值在5Pa～30Pa之間的設(shè)計(jì)。

當(dāng)壓差不便于計(jì)算或尚未計(jì)算時(shí)，工程上多采用換氣次數(shù)來作為壓差風(fēng)量。一般設(shè)計(jì)中當(dāng)采用換氣次數(shù)法時(shí)，保持室內(nèi)正壓所需的換氣次數(shù)見表1[4]。對(duì)于氣密性差的房間可取上限，氣密性好的房間可取下限。

房間壓差風(fēng)量值還可以采用縫隙法來計(jì)算，可按Lw＝α∑(q·l)進(jìn)行，其中，Lw是維持壓差所需風(fēng)量，m3/h；α是安全系數(shù)，由圍護(hù)結(jié)構(gòu)的氣密性決定，一般可取1.1～1.2；q是當(dāng)潔凈室為某一壓差值時(shí)，維護(hù)結(jié)構(gòu)單位長度縫隙滲透風(fēng)量，m3/（h·m），參見表2；l是潔凈室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的縫隙長度，m。

表2給出了國內(nèi)潔凈室內(nèi)多種常用門窗在5Pa～50Pa壓力范圍下的單位長度小時(shí)漏風(fēng)量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)[4-5]。

表1 保持室內(nèi)正壓所需的換氣次數(shù)（次/小時(shí)）

4 影響壓差的主要因素

維持空氣壓差的穩(wěn)定都是靠送風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)以及滲漏風(fēng)等所維持某種狀態(tài)的動(dòng)態(tài)平衡。但維持壓差穩(wěn)定要對(duì)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、運(yùn)維和監(jiān)測(cè)多個(gè)環(huán)節(jié)認(rèn)真處理才有可能達(dá)到目的。分析對(duì)壓差產(chǎn)生直接影響的因素主要有以下幾個(gè)：（1）建筑構(gòu)造形式的設(shè)計(jì)與建造工作；（2）門窗開啟及圍護(hù)結(jié)構(gòu)氣密性；（3）空調(diào)方式及調(diào)節(jié)與控制方法；（4）電梯、提升機(jī)、樓梯間等豎向建筑交通的設(shè)計(jì)；（5）人員進(jìn)出房間對(duì)氣流的影響；（6）溫度對(duì)壓力的影響；（7）風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性、靈活性等。

以上因素中，應(yīng)首先關(guān)注維護(hù)結(jié)構(gòu)的滲透情況，一旦漏風(fēng)量達(dá)到一定程度或滲透面積過大，實(shí)現(xiàn)相鄰區(qū)域壓差控制便是空談。我國醫(yī)院門診建筑的特點(diǎn)是多連通區(qū)域、多縫隙、多開門窗情況、多人員流動(dòng)，這四多是門診氣流壓差控制的最大難題，也是門診建造中確保氣密性不易保證的主要原因。目前房間壓差的控制措施多是圍繞解決好上述影響因素與壓力控制的矛盾而設(shè)計(jì)的。

表2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)單位長度縫隙的滲透風(fēng)量 單位：m3/（h·m）

表3 日本《醫(yī)院空調(diào)設(shè)備的設(shè)計(jì)與管理指南》門急診部各室條件[1]

5 國內(nèi)外規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)門診的壓差要求

5.1 日本標(biāo)準(zhǔn)中門急診的壓差要求

醫(yī)院空調(diào)設(shè)計(jì)中比較著名的國外醫(yī)療建筑標(biāo)準(zhǔn)有澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)、英國標(biāo)準(zhǔn)、美國CDC標(biāo)準(zhǔn)、ASHRAR標(biāo)準(zhǔn)和日本標(biāo)準(zhǔn)，其中以日本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)我國醫(yī)院的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)影響程度最大，影響時(shí)間最長，表3給出了日本《醫(yī)院空調(diào)設(shè)備的設(shè)計(jì)與管理指南》中門急診部壓力值。

該指南中對(duì)于散發(fā)有害氣體、有菌的房間、粉塵煙塵等產(chǎn)生的房間均采用負(fù)壓控制；急診房間多為正壓，確保無外部細(xì)菌污染；而大廳、門廳部分采用正壓，這樣做主要是為了起到隔離作用，一方面隔離外部不潔空氣，另一方面是防止廳內(nèi)未經(jīng)處理的氣體擴(kuò)散到外界感染健康人群。

5.2 美國標(biāo)準(zhǔn)中門急診的壓差要求

各國標(biāo)準(zhǔn)中美國標(biāo)準(zhǔn)對(duì)世界醫(yī)療建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)影響最大。不同于我國[6]，它的門診由小型（街道）初級(jí)門診部、（各社區(qū)）初級(jí)門診中心和急癥醫(yī)院的門診服務(wù)部組成。初級(jí)門診滿足了那些尚未診斷病痛的病人的需要，每位病人都有特約醫(yī)生，且絕大多數(shù)的需要和問題可以在這里解決。急癥醫(yī)院相當(dāng)于我國醫(yī)院的急診，其中主門廳、接待部、候診室和門診服務(wù)的部分被劃分在行政管理區(qū)域?！禔SHRAE的醫(yī)院空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中對(duì)大型醫(yī)院門急診給出了設(shè)計(jì)方法和參數(shù)要求，較好的是它對(duì)一些房間的正負(fù)壓值也給出了確定參考值。

從規(guī)范中可以看出美國門急診的要求要比日本的嚴(yán)格的多，分析原因主要是初級(jí)門診承擔(dān)了大部分的非緊急患者，來到大型醫(yī)院中的病人大都是急癥或需住院治療的病人，所以壓力控制標(biāo)準(zhǔn)高。雖然美國各個(gè)州政府的醫(yī)療衛(wèi)生組織都有自己的規(guī)范與指南，但其中兩部較為權(quán)威，即《ASHRAE Handbook—HVAC Applications，Health Care Facilities》和美國建筑師學(xué)會(huì)醫(yī)療建筑標(biāo)準(zhǔn)《Guidelines for design and consturction hospital and health care facilities》，各州都作為參照的標(biāo)準(zhǔn)。表4的數(shù)據(jù)和注釋均摘自這兩本規(guī)范。

5.3 我國標(biāo)準(zhǔn)中門急診的壓差要求

我國醫(yī)院房間壓力設(shè)定中給出了必須遵守的原則[1]：凡是潔凈的、無菌的、無臭味、無粉塵、無濕熱產(chǎn)生的房間，室內(nèi)應(yīng)該為正壓；凡是污穢的或者散發(fā)有害氣體、有菌的房間，室內(nèi)必須保持負(fù)壓，以避免有害的空氣散發(fā)到其他房間；室內(nèi)衛(wèi)生條件要求不高，并且不產(chǎn)生有害氣體、細(xì)菌的房間，室內(nèi)可保持等壓，即這類房間由其他房間進(jìn)來一些空氣或由本室排除一些空氣，都不會(huì)造成影響。目前國內(nèi)醫(yī)院暖通空調(diào)設(shè)計(jì)常參照《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》與《傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范（討論稿）》。表5給出了目前國內(nèi)醫(yī)院門診室內(nèi)通風(fēng)設(shè)計(jì)的常用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

表4 門急診部各室條件

表5 國內(nèi)門診室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)的常用標(biāo)準(zhǔn)

表6 醫(yī)院門診部門的壓力關(guān)系和換氣量

《醫(yī)院建筑與設(shè)備設(shè)計(jì)》也對(duì)急診室、觀察病房、處置室、放射科、理療室、污染操作室、解剖室等含有細(xì)菌、病毒、余熱、余濕、臭氣有害氣體或粉塵的房間有控制帶菌或帶有有害氣體的污染空氣流到潔凈的房間的要求。表6給出了該手冊(cè)對(duì)門診部建筑壓力要求。

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)急診室的要求較明確，主要由于手術(shù)室等潔凈等級(jí)要求高的部分已有大量研究實(shí)驗(yàn)和著作等結(jié)論支持，對(duì)于門診部分，除對(duì)醫(yī)技部分有放射性物質(zhì)產(chǎn)生的房間有要求外，一般沒有壓力要求。

6 小結(jié)

除美國標(biāo)準(zhǔn)給出部分推薦值外，門急診部通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)壓力的要求情況，均未給出明確的壓力設(shè)定值或設(shè)定范圍。美國標(biāo)準(zhǔn)之所以要求嚴(yán)格，是因?yàn)榻謪^(qū)門診的分流作用減輕了門診壓力，大醫(yī)院主要接受急、重癥患者，這點(diǎn)不同于我國情況。無論國內(nèi)還是國外，對(duì)門診部非急診部分的要求都不十分明確，只給出了氣流流向建議和正負(fù)壓設(shè)計(jì)原則。如何解決好門診“四多”情況與壓力控制的矛盾，還需要進(jìn)一步研究。

[1]涂光備.醫(yī)院建筑空調(diào)凈化與設(shè)備[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.

[2]許鐘麟.空氣潔凈技術(shù)原理[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,1998.

[3]中國建筑工業(yè)出版社.潔凈室施工及驗(yàn)收規(guī)范[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.

[4]中華人民共和國信息產(chǎn)業(yè)部.中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范[S].2002-01-01.

[5]符濟(jì)湘,余渭雄.潔凈技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1985.

[6]美國供熱、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會(huì).醫(yī)院空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:科學(xué)出版社,2004.