新冠負壓隔離病房暖通空調(diào)設(shè)計及項目管理要點

褚 毅，付宏偉，霍志民

（吉林省建苑設(shè)計集團有限公司，吉林 長春 130000）

0 引言

因新型冠狀病毒肺炎疫情的突然爆發(fā)，吉林省結(jié)核病醫(yī)院(吉林省傳染病醫(yī)院)作為吉林省傳染病?？漆t(yī)院，承擔著吉林省危重傳染病人和疫情診斷、隔離、集中救治的任務(wù)，是吉林省突發(fā)公共衛(wèi)生事件應(yīng)急醫(yī)療救治體系的重要組成部分。吉林省內(nèi)現(xiàn)有醫(yī)院的急救設(shè)施、設(shè)備難以滿足傳染病及突發(fā)公共疫情救治的需求。為改善省重大傳染病的隔離救治設(shè)施、防護條件、公共衛(wèi)生醫(yī)療設(shè)施不足的狀況，滿足新冠肺炎疫情防護工作需求，吉林省政府提出對吉林省傳染病醫(yī)院實施改造負壓隔離病房和建設(shè)PCR 實驗室（Polymerase Chain Reaction 聚合酶鏈式反應(yīng)實驗室，又叫基因擴增實驗室）。項目建成后，可為全省疫情提供核酸檢測及收治危重癥新冠肺炎患者，它將是吉林省設(shè)施最完備的現(xiàn)代化核酸檢測實驗室。

改造負壓隔離病房和PCR 實驗室項目被稱為吉林版的“火神山”項目，也是吉林省建苑設(shè)計集團接手的第一個醫(yī)療EPC（Engineering Procurement Construction）總承包項目。EPC 是指公司受業(yè)主委托，按照合同約定對工程建設(shè)項目的設(shè)計、采購、施工、試運行等實行全過程的承包。通常在總價合同條件下，對其所承包工程的質(zhì)量、安全、費用和進度進行負責。

1 項目概況

本工程對該醫(yī)院新門診及住院部樓二層局部改造，改造面積1 474.21 m2，其中負壓隔離病房548.87 m2（2 間）；PCR 實驗室392 m2（1 間）；附屬用房533.34 m2。

負壓隔離病房和PCR 實驗室，除對醫(yī)療工藝和醫(yī)療設(shè)備有專業(yè)要求外，建筑設(shè)計的核心是通風空調(diào)設(shè)計。

2 通風空調(diào)設(shè)計要點

2.1 設(shè)計重點

隔離和防護是傳染病醫(yī)療建筑最主要的特點，確保各功能區(qū)域之間的壓差、防止交叉感染是該項目設(shè)計的首要任務(wù)。交叉感染分為兩類：一類是醫(yī)護人員與患者間的感染；另一類是患者與患者間的感染。由于該醫(yī)院收治的患者屬于同一類型群體，故應(yīng)優(yōu)先預(yù)防“醫(yī)—患”間的交叉感染，而預(yù)防“患—患”間的交叉感染需要通過詳細的區(qū)域化分來實現(xiàn)。壓力梯度的關(guān)系：氣流沿清潔區(qū)→半污染區(qū)→污染區(qū)的方向流動[1]；壓力的數(shù)值要符合規(guī)范要求，即相鄰不同污染等級區(qū)的壓差＞5 Pa。

2.2 區(qū)域劃分

負壓隔離病房區(qū)域包括：醫(yī)生會議室、醫(yī)生值班室等區(qū)域為清潔區(qū)；醫(yī)護走廊、治療室等區(qū)域為半污染區(qū)；2 間負壓隔離病房、患者走廊等區(qū)域為污染區(qū)。實驗室區(qū)域包括：標本接收、質(zhì)譜室等半污染區(qū)；樣本制備、擴增、產(chǎn)物分析等污染區(qū)。共2 大板塊，7 個區(qū)域（如圖1 所示）。

2.3 設(shè)計參數(shù)

根據(jù)各個區(qū)域，不同房間功能，設(shè)置合理的計算參數(shù)，見表1。

2.4 送排風系統(tǒng)

1）負壓隔離病房、實驗室其核心就是負壓的形成和保持，維持室內(nèi)負壓以防止室內(nèi)污染空氣向外擴散而造成區(qū)域性傳染。即在特殊的裝置下，使病房內(nèi)或?qū)嶒炇夜ぷ鲄^(qū)的氣壓低于房間外的氣壓，外面的新鮮空氣可以流進房間，而房間內(nèi)被污染過的空氣卻不會外泄，它可以通過專門的通道及時排放室外，病房外的空間不會被污染。

表1 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

2）7 個區(qū)域，分別設(shè)置獨立的機械送排風系統(tǒng)。送風系統(tǒng)均需要按照要求配置粗效、中效、亞高效三級過濾器，送風系統(tǒng)直接從二層機房外墻取風[2]，機組采用直膨式全空氣凈化空調(diào)機組。

3）負壓隔離病房區(qū)域和實驗室區(qū)域都有嚴格的功能分區(qū)和醫(yī)療流程，醫(yī)護人員、病人、物流都必須按照單向流活動。利用有序的壓力梯度控制措施、合理控制氣流方向是通風空調(diào)設(shè)計的重中之重；不同污染等級區(qū)域壓力梯度的設(shè)置應(yīng)符合定向氣流組織原則，保證氣流從清潔區(qū)→半污染區(qū)→污染區(qū)方向流動。醫(yī)護區(qū)為微正壓，負壓隔離病房、實驗室工作區(qū)為負壓，以避免潔凈空氣與污染空氣的交叉，減少相互感染概率，有效阻斷病毒傳播，保證醫(yī)護人員安全健康。

4）在實驗室區(qū)域，半污染區(qū)和污染區(qū)通風系統(tǒng)，均設(shè)置管道消毒裝置，在實驗室非工作時間狀態(tài)下運行，保障實驗室空間、管道、機組的潔凈要求。

2.5 風量計算

準確的風量計算是壓力梯度的保證。本項目對每個房間均進行了詳細的計算（見表2~表4）。

2.6 送排風口位置與壓差控制措施

1）為防止送排風氣流發(fā)生短路，負壓隔離病房的送排風口應(yīng)按照定向氣流組織原則布置。送風口設(shè)置在房間靠近醫(yī)護入口的上側(cè)；排風口設(shè)置在病房內(nèi)靠近床頭的下部并設(shè)高效過濾器，這有利于污染空氣盡快就近高位排出而不會污染周圍大氣環(huán)境。實驗室核心區(qū)域同樣嚴格遵守氣流組織原則，上送下排，排風口位置位于實驗室最污染處（見圖2~圖3）。

表2 負壓隔離病房房間壓差及風量表（2 間相同）

表3 負壓病房側(cè)污染區(qū)

2）壓差控制措施。在每個系統(tǒng)設(shè)置近、中、遠3處檢測位置，將壓差檢測、報警裝置設(shè)置于送風亞高效風口處及排風高效過濾器前、后部位，當壓差數(shù)值超過設(shè)定值時會引發(fā)傳感器報警，此時需要更換設(shè)備。病房與醫(yī)護走廊、每個污染區(qū)與半污染區(qū)、PCR 實驗室每個房間之間的墻面上均裝有顯示不同區(qū)域壓力的壓差顯示裝置（如圖4~圖5 所示），便于醫(yī)護和維護人員實時觀察房間壓力梯度與送排風系統(tǒng)是否正常運行。

表4 負壓病房側(cè)半污染區(qū)

2.7 控制措施

1）啟動順序：清潔區(qū)先啟動送風機，再啟動排風機；半污染及污染區(qū)先啟動排風機，再啟動送風機；各區(qū)之間風機啟動順序為污染區(qū)、半污染區(qū)、清潔區(qū)。

2）電動風閥：送風機組進口及排風機出口應(yīng)設(shè)置與風機聯(lián)動的電動保溫密閉風閥；送風機組電加熱器與風機連鎖，風機停止時，電加熱立刻停止。

3）冬季制熱工況：室外溫度t＜0 ℃時，機組電預(yù)熱段啟動，新風預(yù)熱至5 ℃，直膨機組室外機不啟動，水盤管加熱段啟動工作，達到出風溫度25 ℃；當室外溫度t≥0 ℃時，機組室外機啟動，直膨機組制熱，達到出風溫度25 ℃。

夏季制冷工況：降溫除濕后，電再熱段啟動，達到夏季送風溫度20 ℃。

4）送排風過濾器點位設(shè)置壓差控制、報警裝置。

5）機組溫控分段加熱功能，過熱保護及故障報警系統(tǒng)。

2.8合理的空間布局

由于本工程為改造項目，空間局限性較大，機房布置非常緊湊。室外排風管道需滿足立面美觀要求，對出戶位置限制較多；7 個系統(tǒng)通風管道之間與消防排煙管道交叉處較多，對層高影響巨大；為保證負壓隔離病房和實驗室區(qū)域內(nèi)部房間高度，需合理布局風管道，最大限度提高層高（見圖6）。

2.9 設(shè)備與配件

為了保證系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，通風系統(tǒng)采用直膨式全空氣型凈化空調(diào)機組全新風運行。負壓隔離病房區(qū)域、實驗室樣本制備間、送排風支管上均設(shè)置與設(shè)計風量精準匹配的定風量風閥，病房送、排風支管同時裝有可單獨關(guān)斷的電動密閉風閥，為設(shè)備的穩(wěn)定運行提供可靠保證。

2.10 屋頂排風系統(tǒng)

按照新冠導(dǎo)則相關(guān)規(guī)定，所有排風需要經(jīng)高效過濾器風口和排風機高空排放[3]，排風系統(tǒng)的排出口距離屋面應(yīng)≥3 m，可滿足風口空氣稀釋1 萬倍的要求。負壓隔離病房排風機設(shè)置1 用1 備，提高系統(tǒng)可靠性。

3 安裝與調(diào)試

3.1 安裝要點

1）設(shè)計之初，通風空調(diào)安裝技術(shù)人員應(yīng)及時全面熟悉設(shè)計圖紙，基于現(xiàn)場實際情況制定詳細的施工計劃，包括管道加工制作安裝方案、風管嚴密性檢測方案、系統(tǒng)調(diào)試運行方案等。

2）建筑的圍護結(jié)構(gòu)要有良好的氣密性，管道的加工制作及安裝過程中要確保風管、風閥、風機之間接管的嚴密性。施工過程中，尤為重要的是要做好風管、制冷劑管等穿越屋面及側(cè)墻等圍護結(jié)構(gòu)的管道防水及密封處理，若病房主體存在拼接縫隙時也需認真做好防水密封處理，確保不留死角。施工階段務(wù)必嚴謹細致，嚴密封堵所有孔洞，以保證形成負壓氣流，為確保合理的室內(nèi)壓力梯度奠定基礎(chǔ)。

3）在送、排風管道安裝時，為方便日后維護人員的系統(tǒng)調(diào)試和后期維修管理，每間病房的送、排風支管上均需要安裝定風量閥及電動密閉閥，且閥門均安裝在病房外側(cè)敞開的走廊上方。

4）為便于后期維護及更換，在安裝每間病房下部排風口處的高效過濾器時，應(yīng)留有足夠的安裝及更換空間。

3.2 調(diào)試要點

1）通風系統(tǒng)調(diào)試時，首先要確保各房間內(nèi)的門窗必須緊閉并對每個房間進行風量平衡調(diào)試，以確保相鄰房間的壓差滿足設(shè)計及使用要求。

2）系統(tǒng)調(diào)試時，應(yīng)按照設(shè)計文件中規(guī)定的風量對定風量閥的風量進行設(shè)定。

3）為確保各區(qū)域間壓差的合理性，已設(shè)定風量的定風量閥在無特殊情況下不得進行二次調(diào)整。如遇特殊情況，需將各閥門的開啟角度進行記錄，并在后期按照相同開啟角度進行閥門恢復(fù)。

4）為確保各區(qū)域房間內(nèi)壓力梯度滿足設(shè)計及使用要求，應(yīng)將負壓隔離病房、負壓實驗室等場所的壓力梯度作為重點關(guān)注對象，當出現(xiàn)數(shù)值偏離時需及時進行調(diào)試。

3.3 調(diào)試結(jié)果

經(jīng)仔細調(diào)試，各區(qū)域通風及空調(diào)系統(tǒng)運行正常，病房區(qū)、醫(yī)護區(qū)、醫(yī)技區(qū)、實驗室區(qū)的溫(濕)度、換氣次數(shù)、壓力梯度等參數(shù)均滿足設(shè)計及使用要求，為傳染病醫(yī)院的正常投入使用打下基礎(chǔ)。

4 對總承包項目管理的反思和總結(jié)

1）本項目團隊在專業(yè)總工和專業(yè)負責人的統(tǒng)籌下，各分項負責人各負其責，團結(jié)協(xié)作，保證了各項設(shè)計工作有條不紊的推進，在所有參建單位的共同努力下，該項目如期建成，建設(shè)速度與工程質(zhì)量均達標。吉林省醫(yī)療專家組對項目給予高度肯定，成為省內(nèi)設(shè)施最完善、配置最高端的負壓隔離病房和PCR 實驗室，成為業(yè)內(nèi)樣板工程。

2）本工程是一個總承包交鑰匙項目，最終需要向業(yè)主提交一個滿足使用功能、具備使用條件的工程。項目時間緊任務(wù)重，醫(yī)療專項內(nèi)容的特殊性，涉及專業(yè)多、專業(yè)性強，施工條件苛刻，設(shè)計方又是總包方，除了要滿足基本的設(shè)計規(guī)范與要求，還要最大限度考慮圖紙的合理性、完整性、可實施性。

3）項目從立項之初，就聘請疾控中心專家、臨檢中心專家、院感中心專家，共同確定平面布局，實驗室設(shè)備位置等。

4）項目的建設(shè)時間短、任務(wù)重、技術(shù)復(fù)雜，屬于非常規(guī)作業(yè)，各專業(yè)之間協(xié)調(diào)和配合的工作量極大。在設(shè)計的過程中就安排現(xiàn)場配合專班與現(xiàn)場管理專班、醫(yī)院接收方、施工單位、設(shè)備供應(yīng)商等進行密切對接，及時反饋建設(shè)要求，并根據(jù)現(xiàn)場情況及時進行設(shè)計調(diào)整，用45 天完成從設(shè)計到施工、驗收全部改造任務(wù)。

5 結(jié)語

1）控制合理的壓力梯度，確保氣流的定向流動是通風設(shè)計的關(guān)鍵，應(yīng)把避免醫(yī)患之間的交叉感染放在首位，切實保證醫(yī)護人員的安全。

2）合理配置負壓隔離病房、實驗室通風空調(diào)設(shè)備，采用相應(yīng)的通風空調(diào)系統(tǒng)及氣流組織形式，并嚴格控制各區(qū)域的壓力梯度關(guān)系，加強醫(yī)療防護和病患防護，最大限度降低院感風險。

3）針對新型冠狀病毒肺炎傳染性強的特點和建設(shè)周期與安裝調(diào)試等因素，綜合考慮系統(tǒng)的可快速建設(shè)性、設(shè)備的可靠性、可維護性及操作的低風險性，關(guān)鍵設(shè)備和系統(tǒng)均按備用進行設(shè)計。

4）總承包項目除了要滿足基本的設(shè)計規(guī)范與要求外，還要最大限度考慮圖紙的合理性、完整性、可實施性、成本的可控性。