張坤

0 引言

自2020 年初，武漢暴發(fā)了新冠肺炎疫情，當(dāng)時有條件的醫(yī)院均在院內(nèi)新建、改建出了負(fù)壓隔離病房，用于收容及治療新冠肺炎患者。武漢雷神山及火神山醫(yī)院的建設(shè)一方面反映了政府政策的實(shí)施效率以及中國的建設(shè)速度，另一方面也反映出國內(nèi)現(xiàn)有疫時防控救治措施以及基礎(chǔ)建設(shè)的不足。雖然現(xiàn)在國內(nèi)的疫情已經(jīng)得到了有效的控制，并且對疫情進(jìn)行了常態(tài)化的防控，但是疫情并未消失，在2021 年11 月，上海等地的新冠肺炎感染者的數(shù)量逐漸增加，使國內(nèi)再次進(jìn)入了緊張的防疫狀態(tài)，疫情防控任道而重遠(yuǎn)。根據(jù)國家發(fā)展和改革委員會及國家衛(wèi)生健康委員會聯(lián)合發(fā)布的國衛(wèi)辦規(guī)劃函〔2020〕663 號文件《關(guān)于印發(fā)綜合醫(yī)院“平疫結(jié)合”可轉(zhuǎn)換病區(qū)建筑技術(shù)導(dǎo)則（試行）的通知》，上海市政府要求各市級醫(yī)院在現(xiàn)有院區(qū)內(nèi)挖掘潛力、創(chuàng)造條件，新建、改擴(kuò)建具有獨(dú)立出入口、集感染性門診、檢查檢驗(yàn)、疑似篩查、留觀等為一體的發(fā)熱門診樓，以應(yīng)對疫情暴發(fā)時現(xiàn)有院區(qū)缺乏應(yīng)對措施。本文以上海某平疫結(jié)合應(yīng)急發(fā)熱門診樓為例，探討平疫結(jié)合發(fā)熱門診的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)。

1 工程概況

該項(xiàng)目為應(yīng)急發(fā)熱門診，建筑用地面積為3 851m，總建筑面積為4 998m，建筑高度為24m，平時10 床發(fā)熱留觀+4床腸道留觀+46 床急診留觀（非兒科、婦產(chǎn)科），疫時32 間（床）負(fù)壓隔離病房。一層為肝炎、腸道、發(fā)熱門診區(qū)，二～四層為負(fù)壓病房及負(fù)壓隔離病房區(qū)。

2 設(shè)計(jì)原則

2.1 設(shè)計(jì)重點(diǎn)

氣流組織的本質(zhì)是采用一股人工氣流來主動影響空間中的另一股氣流，使之有序地流動。在發(fā)熱門診里就是采用人工氣流對患者呼吸時排放到空氣中的病原體進(jìn)行有組織地排出，對于保證醫(yī)護(hù)人員的健康有著重要的作用。

發(fā)熱門診與普通門診最大的區(qū)別就是需要做好病毒的隔離與防止擴(kuò)散，門診樓內(nèi)病毒的傳播主要分為醫(yī)護(hù)與患者之間的傳播和患者與患者之間的傳播，為了能夠有效地防止病毒傳播，室內(nèi)劃分了“三區(qū)兩通道”，在各個分區(qū)之間設(shè)置壓力梯度，壓力差均不小于5Pa，保證室內(nèi)氣流由清潔區(qū)→半污染區(qū)→污染區(qū)的方向流動。

清潔區(qū)為空調(diào)機(jī)房、潔梯廳及其連通道組成；半污染區(qū)由醫(yī)護(hù)辦公、醫(yī)護(hù)走廊、醫(yī)護(hù)更衣室、醫(yī)護(hù)衛(wèi)生間組成；污染區(qū)由負(fù)壓病房、病人走廊、緩沖區(qū)組成。

2.2 設(shè)計(jì)原則

（1）保證室內(nèi)各個分區(qū)的壓力梯度，減少醫(yī)護(hù)患三者之間的病毒傳播，救治患者的同時，保證醫(yī)護(hù)人員的健康。

（2）通風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)口需要高空排風(fēng)，并且遠(yuǎn)離附近的建筑，保證室內(nèi)的污染氣體不會通過排風(fēng)口對附近建筑內(nèi)的人員產(chǎn)生影響。

（3）室內(nèi)的設(shè)計(jì)參數(shù)按照標(biāo)準(zhǔn)選取，保證室內(nèi)人員的舒適性，緩解醫(yī)護(hù)人員的工作壓力，有利于患者的康復(fù)。

3 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

3.1 空調(diào)系統(tǒng)

本工程在屋頂設(shè)置獨(dú)立冷熱源，室內(nèi)采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)機(jī)組送風(fēng)的形式。根據(jù)潔污分區(qū)，每個分區(qū)均獨(dú)立設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng)與排風(fēng)系統(tǒng)。風(fēng)管在穿越潔污分區(qū)時，根據(jù)風(fēng)管內(nèi)的氣體流動方向，風(fēng)管內(nèi)的氣流應(yīng)沿著潔凈區(qū)向污染區(qū)與半污染區(qū)流動。在新風(fēng)機(jī)組上設(shè)置電輔熱盤管，在冬季遇到極端天氣時，也能保證室內(nèi)患者的舒適性，不影響他們的病情康復(fù)。

3.2 通風(fēng)系統(tǒng)

本工程室內(nèi)共分為潔凈區(qū)、半污染區(qū)及污染區(qū)，各分區(qū)內(nèi)排風(fēng)系統(tǒng)均獨(dú)立設(shè)置，由于各分區(qū)的功能不同，對于氣體的處理方式也不相同。

（1）潔凈區(qū)內(nèi)的房間需要保證正壓；污染區(qū)相對其余相鄰房間需保證負(fù)壓；半污染區(qū)的壓力需要介于污染區(qū)與潔凈區(qū)之間。

（2）潔凈區(qū)的新風(fēng)機(jī)組中設(shè)置了粗效（G4）、中效過濾（F7）；污染區(qū)及半污染區(qū)的新風(fēng)機(jī)組中設(shè)置了粗效（G4）、中效（F7）、亞高效（H11）三級過濾。室外新風(fēng)在通過兩級過濾及三級過濾后，氣體內(nèi)可能的病毒及其余顆粒物阻隔系統(tǒng)外，保證送入室內(nèi)新風(fēng)的舒適性及安全性。

（3）半污染區(qū)及污染區(qū)的排風(fēng)機(jī)設(shè)置于屋面，排風(fēng)機(jī)吸入口處設(shè)置了粗效（G4）、中效（F7）、高效（H13）三級過濾，并且負(fù)壓隔離病房內(nèi)的排風(fēng)口帶有零泄漏高效過濾器。病房內(nèi)的氣體經(jīng)過排風(fēng)口一次過濾后，在排風(fēng)機(jī)吸入口處進(jìn)行二次三次過濾，以達(dá)到氣體安全排放的目的。

（4）平疫結(jié)合的發(fā)熱門診需要通過更嚴(yán)格的措施來控制室內(nèi)排風(fēng)系統(tǒng)的排放位置，以保證新風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的空氣清潔，同時減少排放氣體對周邊環(huán)境的影響。根據(jù)《醫(yī)院負(fù)壓隔離病房環(huán)境控制要求》（GB/T35428-2017）中的要求，通過豎向管道將室外排風(fēng)口的排放高度控制在距離屋面3m 以上。新風(fēng)口與排風(fēng)口的水平距離大于20m，或豎向距離大于6m。

（5）在管道安裝完成后，室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)難以通過臨時改造管道去實(shí)現(xiàn)平疫之間的切換，通風(fēng)系統(tǒng)需要根據(jù)各個時期的最不利條件設(shè)置管道，滿足最不利情況下的風(fēng)速要求。根據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012 中的規(guī)定：通風(fēng)系統(tǒng)干管推薦風(fēng)速為5.0～6.5m/s，最大風(fēng)速為8.0m/s，支管推薦風(fēng)速為3.0～4.5m/s，最大風(fēng)速為6.5m/s。在通風(fēng)系統(tǒng)平疫切換的過程中，均需滿足以上風(fēng)速要求，以減少風(fēng)管阻力以及管道噪音。

3.3 病房氣流組織

在發(fā)熱門診內(nèi)，良好的氣流組織是控制污染源不在室內(nèi)傳播的根本，對室內(nèi)的人員安全有著重大的影響。

一方面通過劃分“三區(qū)兩通道”實(shí)現(xiàn)室內(nèi)氣流沿著潔凈區(qū)→半污染區(qū)→污染區(qū)的方向流動，另一方面還需要考慮負(fù)壓隔離病房內(nèi)的氣流組織。患者大部分的治療時間處于負(fù)壓隔離病房內(nèi)，醫(yī)護(hù)人員需要長時間停留于病房，為降低醫(yī)護(hù)人員的感染風(fēng)險(xiǎn)，需要減少患者呼出的病毒流經(jīng)醫(yī)護(hù)人員的工作區(qū)域，同時盡快地將病毒排出室外。

根據(jù)《醫(yī)院負(fù)壓隔離病房環(huán)境控制要求》（GB/T35428-2017）內(nèi)的要求，負(fù)壓隔離病房的送風(fēng)口與排風(fēng)口布置應(yīng)符合定向氣流組織原則，負(fù)壓病房通風(fēng)平面圖如圖1 所示。送風(fēng)口應(yīng)設(shè)置在房間上部，排風(fēng)口應(yīng)設(shè)置在病床床頭附近，應(yīng)利于污染空氣就近盡快排出。在這個原則上，負(fù)壓病房內(nèi)氣流方向應(yīng)控制污染源處于通風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)口處或者室內(nèi)氣流組織的末端。采用機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，可將室內(nèi)劃分為三個區(qū)域：頂部清潔區(qū)、醫(yī)護(hù)人員工作區(qū)、污染源所在的污染區(qū)?？照{(diào)送風(fēng)口設(shè)置于醫(yī)護(hù)人員工作區(qū)域的上方及床位處，排風(fēng)口位于床頭附近。負(fù)壓病房的空調(diào)送風(fēng)口為雙層百葉風(fēng)口，排風(fēng)口為單層百葉風(fēng)口。當(dāng)負(fù)壓隔離病房區(qū)的空調(diào)運(yùn)行時，潔凈空氣的由送風(fēng)口送出，首先經(jīng)過醫(yī)護(hù)人員，再送至患者頭部，最后由排風(fēng)口排出，這樣能使醫(yī)護(hù)人員所在區(qū)域的病毒濃度遠(yuǎn)小于病房內(nèi)的平均病毒濃度。

圖1 負(fù)壓病房通風(fēng)平面圖

在進(jìn)入負(fù)壓隔離病房中，送風(fēng)支管與排風(fēng)支管上均需要設(shè)置電動密閉閥?；颊叱鲈夯蛘吒牟》亢螅t(yī)護(hù)人員需要對病房進(jìn)行清潔消毒，可臨時關(guān)閉病房的送排風(fēng)管，通過阻斷室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)的人工氣流，防止系統(tǒng)中其余區(qū)域的污染氣體進(jìn)入待清理病房，可保證工作人員在工作過程中的健康，同時降低室內(nèi)的換氣次數(shù)，防止高頻率的換氣次數(shù)影響室 內(nèi)殺菌消毒的效果。

3.4 壓差控制

在負(fù)壓隔離病房的送排風(fēng)支管上設(shè)置定風(fēng)量閥，可以控制每個房間的送排風(fēng)量，保證室內(nèi)壓力梯度的穩(wěn)定。在有壓差的房間內(nèi)設(shè)置壓力傳感器，并在外側(cè)設(shè)置微壓差顯示裝置，并在顯示裝置上標(biāo)注安全壓差的范圍，人員在室外可通過微壓差顯示裝置觀察室內(nèi)壓差情況。通過壓力傳感器，可聯(lián)動排風(fēng)機(jī)自行運(yùn)行，控制室內(nèi)壓差在一定范圍內(nèi)。新風(fēng)機(jī)與排風(fēng)機(jī)采用變頻風(fēng)機(jī)，初次調(diào)試時可以通過變頻裝置輔助風(fēng)量調(diào)節(jié)，在平疫轉(zhuǎn)換時，可通過變頻裝置實(shí)現(xiàn)兩個階段的風(fēng)機(jī)切換。

4 通風(fēng)量計(jì)算

為了保證室內(nèi)不同污染等級區(qū)域的壓力梯度，對各個分區(qū)的通風(fēng)量需要進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算，負(fù)壓隔離病房常用的通風(fēng)量計(jì)算方法有以下兩種：

（1）《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50073-2013）中的縫隙法進(jìn)行通風(fēng)量計(jì)算。

（2）《傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50849-2014）中規(guī)定，污染區(qū)每個房間排風(fēng)量應(yīng)大于送風(fēng)量的150m/h。

本工程選取典型的一個負(fù)壓隔離病房區(qū)，如圖2 所示，采用以上兩種方法同時對該分區(qū)進(jìn)行計(jì)算分析，對比兩種計(jì)算方法在本工程中的差異。

圖2 負(fù)壓病房壓力梯度平面圖

4.1 采用縫隙法進(jìn)行通風(fēng)量計(jì)算

根據(jù)縫隙法公式可知，當(dāng)相同壓差的情況下，單位縫隙長度的滲透風(fēng)量是恒定的，故在計(jì)算房間滲透風(fēng)量前，可先計(jì)算平面圖中門窗的滲透風(fēng)量。負(fù)壓房間的滲入風(fēng)量與滲出風(fēng)量的計(jì)算，僅需將房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)上各個門窗的滲透風(fēng)量相加減，可減少大量的計(jì)算過程。門窗滲透風(fēng)量計(jì)算結(jié)果如表1 所示。

表1 門窗滲透風(fēng)量計(jì)算結(jié)果

各房間的新風(fēng)量根據(jù)《新冠肺炎應(yīng)急救治設(shè)施負(fù)壓病區(qū)建筑技術(shù)導(dǎo)則（試行）》中規(guī)定取值，潔凈區(qū)最小新風(fēng)量的換氣次數(shù)取3/h，污染區(qū)及半污染區(qū)最小新風(fēng)量的換氣次數(shù)取6/h，負(fù)壓隔離病房最小新風(fēng)量的換氣次數(shù)取12/h。各房間滲透風(fēng)量計(jì)算結(jié)果如圖表2 所示。

表2 各房間滲透風(fēng)量計(jì)算結(jié)果

4.2 采用差值法進(jìn)行通風(fēng)量計(jì)算

根據(jù)規(guī)范規(guī)定，污染區(qū)每個房間排風(fēng)量應(yīng)大于送風(fēng)量的150m/h。各房間通風(fēng)量計(jì)算結(jié)果如圖表3 所示。

表3 各房間通風(fēng)量計(jì)算結(jié)果

通過對比可知，在該項(xiàng)目計(jì)算選定的負(fù)壓隔離病房區(qū)中，采用差值法計(jì)算的結(jié)果與縫隙法計(jì)算的結(jié)果有一定的區(qū)別，由于縫隙法的結(jié)果是通過房間壓差與圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算得出，計(jì)算結(jié)果相對于差值法更加精確，但是在計(jì)算過程中，對房間格局與圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完成度要求較高，并且計(jì)算所需時間較長。故在設(shè)計(jì)之初可通過差值法進(jìn)行估算，通過估算的結(jié)果對建筑進(jìn)行提資，在施工圖設(shè)計(jì)時采用縫隙法進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，得到準(zhǔn)確的風(fēng)量。

5.平疫切換控制

建筑內(nèi)的空氣質(zhì)量需要通過通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)來保障，在醫(yī)院中空氣質(zhì)量好壞不僅影響著醫(yī)患人員的舒適度，還影響著醫(yī)患人員的安全及健康。在平疫結(jié)合的發(fā)熱門診中，平時與疫時的通風(fēng)系統(tǒng)的主要目標(biāo)有著一定的區(qū)別。在平時階段，發(fā)熱門診的通風(fēng)系統(tǒng)主要承擔(dān)的是室內(nèi)的醫(yī)護(hù)人員以及患者的健康通風(fēng)；在疫時階段，發(fā)熱門診的通風(fēng)系統(tǒng)主要承擔(dān)的是醫(yī)患人員的安全通風(fēng)。在平時，發(fā)熱門診室內(nèi)的非呼吸道傳染區(qū)，主要的空氣質(zhì)量污染物是人員及醫(yī)療物品等產(chǎn)生的廢氣，如果不及時排出，會對醫(yī)護(hù)人員的健康產(chǎn)生一定的影響，也會對患者的病情恢復(fù)造成影響。在疫時，發(fā)熱門診主要承擔(dān)的是呼吸道傳染病的收容及診斷，在室內(nèi)會產(chǎn)生大量的傳染性病毒，醫(yī)護(hù)人員在這種情況下極容易被這些病毒感染，所以需要通過通風(fēng)系統(tǒng)，及時的稀釋室內(nèi)空氣中的病毒，控制室內(nèi)病毒的傳播，解決醫(yī)護(hù)人員在室內(nèi)的安全問題。

本工程平時作為發(fā)熱門診，疫時為應(yīng)急發(fā)熱門診，在平疫轉(zhuǎn)換時相對于其他診療建筑有著一定的優(yōu)勢：

（1）平時運(yùn)行時也設(shè)置了潔污分區(qū)，在平疫轉(zhuǎn)換時不需要對墻體做過多的改動。

（2）平時運(yùn)行時也需要根據(jù)潔污分區(qū)設(shè)置單獨(dú)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，在平疫轉(zhuǎn)換時可以沿用原有的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。

（3）根據(jù)規(guī)范要求，平時運(yùn)行時室內(nèi)也需要滿足一定換氣次數(shù)的新風(fēng)量，在平時與疫情之間的切換可以通過風(fēng)機(jī)的變頻實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。

門診區(qū)及醫(yī)護(hù)辦公采用全空氣系統(tǒng)，平時運(yùn)行時帶回風(fēng)功能，滿足最低新風(fēng)換氣次數(shù)要求。在疫情時切換為全新風(fēng)系統(tǒng)，開啟對應(yīng)的屋面排風(fēng)機(jī)對門診區(qū)進(jìn)行排風(fēng)。

負(fù)壓隔離病房平時為負(fù)壓傳染病房，平時的新風(fēng)機(jī)組低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，保證平時6h的換氣次數(shù)，在疫情時切換為高轉(zhuǎn)速運(yùn)行，滿足規(guī)范要求的12h的換氣次數(shù)，同時調(diào)整相應(yīng)排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。

在新風(fēng)機(jī)與排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)整時，仍然需要根據(jù)規(guī)范要求，滿足各個分區(qū)的壓力梯度。

6 總結(jié)

（1）壓力控制計(jì)算是需要認(rèn)真謹(jǐn)慎，保證合理的壓力梯度才能最大的保障醫(yī)護(hù)人員的安全。

（2）需要明確各個潔污分區(qū)，對于各個分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)布置的思路明確，防止污染區(qū)、半污染區(qū)的風(fēng)管穿越潔凈區(qū)。

（3）結(jié)合通風(fēng)系統(tǒng)選擇合理的空調(diào)系統(tǒng)，保證壓力梯度與新風(fēng)量的同時，保障室內(nèi)人員的舒適性。

（4）平疫切換時需要注意切換前后的風(fēng)量，保證平時及疫情時的壓力梯度能滿足使用需求。