關于應急醫(yī)療設施通風空調系統(tǒng)建設若干問題的思考

姜山 JIANG Shan

中國中元國際工程有限公司

2003年為了應對“非典”，國家下決心建設了北京小湯山應急醫(yī)院，其在抗擊非典的過程中寫下濃墨重彩的一筆；2020年為了應對新冠肺炎，吸取中國抗疫的成功經驗，全世界都在建設應急醫(yī)院。建設應急醫(yī)院，已經成為應對特殊病毒疫情的重要手段之一。同時，建設應急醫(yī)院一定要建設為負壓病房，已經成為大家的共識。那么，應急醫(yī)院負壓病房的建設如何實現(xiàn)？需要注意哪些問題？實際建設中又會碰到哪些實際問題？下面從專業(yè)角度為大家作詳細解析。

建設應急醫(yī)院，首當其沖的就是要快，因此時間是第一要素。在保證質量的前提下，需要就地取材，高速完成任務。因此，按照應急醫(yī)院的切實需要，梳理出必須保證的設計建設重點是重中之重。

1 保證安全是通風系統(tǒng)設計首要任務

包括新冠病毒在內的很多傳染病都是借助飛沫通過空氣傳播的，因此從空氣流通的角度，保證醫(yī)務人員和病人安全、保證周圍空氣環(huán)境安全是暖通設計中必須全面考慮的問題。下面就空氣流通方面的設計要點為大家做詳細闡述。

1.1 合理的空間區(qū)域劃分和氣流流向設計是保障醫(yī)務人員生命安全的重要措施

建筑平面按照“三區(qū)兩通道”（即污染區(qū)、半污染區(qū)、清潔區(qū)；醫(yī)務人員通道和患者通道）的格局進行設計改造。“非典”時，應急醫(yī)院的三區(qū)為生活區(qū)、限制區(qū)和隔離區(qū)。生活區(qū)，即醫(yī)護換班后的宿舍生活區(qū)，換崗后的醫(yī)務人員須在該區(qū)域隔離兩周，無狀況后方可離開臨時居住區(qū)，衛(wèi)生安全等級劃分為清潔區(qū)。限制區(qū)，即為醫(yī)務人員臨時休息、應急指揮、物資供應的區(qū)域，衛(wèi)生安全等級劃分為半清潔區(qū)。隔離區(qū)，即為醫(yī)務人員直接或間接對患者進行診療和患者涉及的區(qū)域，衛(wèi)生安全等級劃分為半污染區(qū)和污染區(qū)。目前應急醫(yī)院的三區(qū)指清潔區(qū)、半污染區(qū)（半清潔區(qū)）和污染區(qū)。清潔區(qū)——醫(yī)護輔助區(qū)，包括醫(yī)護會診室、休息室、醫(yī)護備餐間、醫(yī)護開水間、值班室、醫(yī)護集中更衣淋浴、醫(yī)護衛(wèi)生間等用房。半污染區(qū)——指醫(yī)護工作區(qū)，位于清潔區(qū)與污染區(qū)之間，包括護士站、治療室、處置室、醫(yī)生辦公室、庫房等與負壓病房相連的醫(yī)護走廊。污染區(qū)——診療區(qū)和病房區(qū)，包括診室、各類醫(yī)技檢查室、檢驗室、負壓病房、負壓隔離病房、RICU、病房緩沖間、病房衛(wèi)生間、患者走廊、污物間、患者開水間等用房。清潔區(qū)一般設置為+5Pa正壓；污染區(qū)一般設置為最少-5Pa負壓，即氣流按照“清潔區(qū)→半污染區(qū)→污染區(qū)”方向流動，保證氣流不逆流，以充分保障醫(yī)務人員的環(huán)境安全。

1.2 負壓病房的設計是保障病人和醫(yī)護人員的安全措施

負壓的設置很好地保證了房間內的空氣不外泄，從而使病毒含量高的空氣不會危害其他病人和醫(yī)務人員。負壓病房一般設置為最少-5Pa的負壓。

1 負壓病房排風口部高效過濾器

2 新風總進口與排風總出口設置點

普通負壓病房會有少量室外空氣滲入。這里要強調的是：普通負壓病房不是凈化病房，也不是實驗室，可以允許少量室外空氣滲入。大部分經過處理的空氣已可以保持房間內較好的空氣品質，而且負壓病房里病人一般沒有大的傷口暴露，所以并不排斥少量未處理的室外空氣的滲入（圖1）。

1.3 新風和排風的處理是人員和環(huán)境安全的重要保證

通風設計上一般要求清潔區(qū)、半清潔區(qū)新風至少應經過粗效、中效兩級過濾，過濾器的設置應符合現(xiàn)行國家標準《綜合醫(yī)院建筑設計規(guī)范》（GB 51039-2014）的相關規(guī)定，新風宜加強對PM2.5等細顆粒物的去除處理。半污染區(qū)、污染區(qū)的新風至少應經過粗效、中效、亞高效三級過濾。半污染區(qū)、污染區(qū)的高效空氣過濾器宜安裝在排風口部，排風機組不設置過濾器；也可在排風機組設置粗效、中效、高效三級過濾，排風口不設過濾器。排風機組的過濾器應設于機組負壓段。

3 北風2.9m/s 的模擬圖及新風總進口吸入排風總出口濃度

4 南風2.9m/s 的模擬圖及新風總進口吸入排風總出口濃度

5 東風2.9m/s 的模擬圖及新風總進口吸入排風總出口濃度

在滲風率不大的負壓病房，考慮排風采用高效過濾是合適的，大部分排風是經過新風三級過濾處理的，對排風高效的使用時間影響不大；但部分應急醫(yī)院采用箱體結構，滲漏風過多，采用高效排風口造成排風高效排出的大部分為未經過過濾的空氣，嚴重影響高效排風口的使用時間，而且應急醫(yī)院收治相同病癥病人，部分病原微生物在風管內存留尚可接受，因此可以考慮采用排風機組設置粗效、中效、高效三級過濾，而不設置排風口高效過濾器。

1.4 新風總進口和排風總出口的距離也是安全保證之一

不管所在地區(qū)的主風向如何，無論怎么考慮新風總進口在排風總出口上風向問題，都無法避免總新風吸入總排風的可能性。相關研究表明，人體呼出的空氣中病毒氣溶膠濃度稀釋10 000倍，就被認為是安全的。因而，一旦排風過濾失效，新風總進口和排風總出口的距離就是空氣安全的重要保證。

6 西風2.9m/s 的模擬圖及新風總進口吸入排風總出口濃度

因此，我們基于事故通風相關規(guī)定提出：半污染區(qū)、污染區(qū)排風系統(tǒng)的排出總口不應臨近人員活動區(qū)，排風總口與新風總進口的水平距離不應小于20m；當水平距離不足20m時，排風總口應高出進風口，并不宜小于6m。排風總口應高于屋面不小于3m，風口應設錐形風帽高空排放。這樣既能保證新風口的取風安全，也能保證周圍環(huán)境的空氣安全。

筆者在某實際工程中也做了相應嘗試，該項目設計特點是：1）新風總進口均設置在清潔區(qū)上空，做到了距離負壓病房和病人盡可能遠；2）保證了新風總進口和排風總出口的距離超過20m；3）新風總進口高出地面6.6m（高出屋面1m），保證了新風口的取風干凈度；4）排風總口高出地面7.6m（高出屋面2m），保證了高空排風，并且盡量少地污染新風總進口（圖2）?？紤]到該項目地處臺風高發(fā)區(qū)，風管垂直高度過高會導致風管結構安全性差，因而相應減小了高出屋面的距離。

7 室外東西風0.5m/s、1.5m/s、2.9m/s 新風總進口吸入排風總出口濃度

圖3～6中1.0E-04紅色虛線是新風總進口吸入排風總出口濃度10 000倍稀釋紅線，可以看出東風和西風新風總進口吸入病毒量更大。

如圖7所示，東風和西風新風總進口吸入病毒量更大的是在0.5m/s風速的情況下。所有最不利的情況均沒有達到10 000倍稀釋紅線，所以我們認為該項目設計是基本成功的。即使在排風過濾器失效且不考慮病毒存活期問題的情況下，依然可以保證新風總口取風的安全性。

1.5 負壓病房的換氣次數(shù)也是降低室內病毒含量重要手段之一

《傳染病醫(yī)院建筑設計規(guī)范》（GB 50849-2014）規(guī)定，呼吸道傳染病門診、病房最小換氣次數(shù)6次/h；負壓隔離病房最小換氣次數(shù)12次/h。因此，延伸到普通負壓病房和負壓隔離病房，最小換氣次數(shù)應分別為6次/h和12次/h。這個換氣次數(shù)的取值，也是綜合考慮經濟性和安全性的結果。

2 房間溫度設計也是病人迅速康復的重要條件之一

依照《綜合醫(yī)院建筑設計規(guī)范》（GB 51039-2014）與《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》（GB 50736-2012）綜合考慮，應急醫(yī)院病房室內設計溫度冬季為20～22℃，夏季為24～26℃。房間內適宜的溫度能使病人有更好的舒適度，以提高人體抗病毒最重要環(huán)節(jié)的能力——免疫力。

據研究表明，新冠病毒在25℃空氣中的存活時間只有2～30min，而在10～15℃空氣中的存活時間長達2h。所以，冬季房間加熱不僅能使病人取得更好的舒適度，也能更好地抑制病毒。因此，不應排斥房間的冬季加熱系統(tǒng)。

基于此，應急醫(yī)院病房要保證室內溫度可以從室內機和新風機兩個方面處理空氣以達到溫度要求，并酌情考慮濕度處理。

（1）室內機

應急醫(yī)院都是小間病房設計，分體空調具有便利快捷的優(yōu)點，使其成為最好的冷熱源提供源。細菌脫離宿主能復制，但病毒脫離宿主是不能復制的，所以針對冠狀病毒的醫(yī)院房間內是可以存在冷凝水的。

基于以上分析，分體空調和風機盤管都是這一類空調器，可用在小房間負壓病房單獨設置。分體空調的安裝快捷便利，使其幾乎成為了應急醫(yī)院的首選。但分體空調的室內機風壓太小，難以勝任空氣處理的重任，結合配置空氣凈化器（亞高效過濾器）也是不錯的選擇。

（2）新風機

新風機組宜采用具有加熱及冷卻等功能段的新風處理機組。在條件受限的情況下，應急醫(yī)院可采用電加熱段作為新風處理段，使冬季新風加熱以提高室內溫度，保證室內人員的舒適度。

（3）加濕機

新冠病毒在干冷的環(huán)境中生存時間長。因此如有條件，新風機可設加濕段，以保證冬季室內濕度。沒有條件購買到帶加濕段的新風機，也可在室內設置房間加濕器，有限提高房間濕度。

3 合理的室內氣流組織，更少的病房病毒

在應急醫(yī)院中合理的氣流組織使有限換氣次數(shù)的空氣得到充分利用，使得房間內病毒有效排出，從而控制房間內病毒的含量。因此有必要對以下幾個方面予以考慮：

（1）有條件盡量采用上送下排的氣流組織方式，如負壓病房、負壓隔離病房、CT、DR、檢驗科等。

（2）負壓雙人間病房送風口應設于病房醫(yī)護人員入口附近頂部，排風口應設于與送風口相對遠側且病人床頭旁邊的房間下側。

（3）單人間送風口宜設在床尾的頂部，排風口設在與送風口相對的床頭下側。

（4）合理安排室內空調器、加濕器、消毒過濾裝置等室內空氣對流電器設備的位置及送風風向，盡量減少對房間內新、排風單向氣流組織的干擾作用。

從通風空調的角度，以人為本、合理地進行區(qū)域劃分和氣流流向設計，保證負壓病房的負壓以及新風、排風的處理，保證新風總進口和排風總出口的距離，保證室內基本換氣次數(shù)，都是必要的防病毒措施。更高級別的排風處理，更高的高空排放、快速擴散，換氣次數(shù)的加強，溫濕度控制，合理的室內氣流組織等也可作為防病毒的優(yōu)選通風空調方案。