某醫(yī)院感染樓空調(diào)與通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

耿永偉 許新艷 郝亮 馬增 董新偉

1 中國建筑科學(xué)研究院有限公司建研科技有限公司

2 華設(shè)設(shè)計集團北京民航設(shè)計研究院有限公司

感染樓主要面對的是具有傳染性的病人，從傳播途徑分類分為呼吸道傳染病與非呼吸道傳染病兩種。呼吸道傳染病主要是通過空氣感染的傳染病，病毒、病菌通過病人呼吸或打噴嚏進入空氣中，并依附在空氣中的灰塵且長時間懸浮于空氣中，很容易進入到人體呼吸道系統(tǒng)，當(dāng)人體免疫無法抵御或病毒、病菌濃度達到一定程度，就會使人感染得病，因此對這類科室需要控制氣流組織使清潔的空氣從清潔區(qū)流向污染區(qū)，通過置換通風(fēng)降低室內(nèi)病毒、病菌的濃度，降低感染率。非呼吸道傳染病主要是通過接觸感染的傳染病，病毒、病菌主要通過手接觸到口、鼻、眼等易感染部位，導(dǎo)致人體感染，因此在非呼吸道傳染病區(qū)主要需要靠洗手消毒和物理隔離控制病毒傳播途徑，通風(fēng)對此類傳染病起非主導(dǎo)作用，但不良通風(fēng)會惡化傳染病的控制[2]。綜合上述空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)除了滿足人員的舒適性需求外還對預(yù)防傳播感染其到重要的作用。

1 工程概況

本項目建筑層數(shù)：地下一層，地上五層。其中地下一層主要功能為機電各專業(yè)設(shè)備機房、檢查用房。首層為發(fā)熱門診、肝腸門診。二層為呼吸道病房，三層、四層為肝腸病房，五層為預(yù)留實驗室。當(dāng)發(fā)生公共衛(wèi)生事件時一至四層全轉(zhuǎn)換為呼吸道傳染病房和診室。

2 冷熱源系統(tǒng)設(shè)計

本項目醫(yī)院內(nèi)有自己的冷熱源，綜合考慮冷凍站及鍋爐房位置以及后期運營維護，本樓采用風(fēng)冷模塊化冷水機組獨立冷熱源。

2.1 冷熱負荷

本項目設(shè)計需要考慮平時運行和疫情運行，其對應(yīng)的負荷相差較大。感染樓空調(diào)負荷指標(biāo)如表1、2。

表1 感染樓平時空調(diào)冷熱負荷指標(biāo)

表2 感染樓疫情空調(diào)冷熱負荷指標(biāo)

2.2 冷熱源

空調(diào)冷熱源選用2 臺風(fēng)冷模塊化冷水機組，單臺制冷量為1430 kW，制熱量為1370 kW。空調(diào)冷凍水供回水溫度：7/12 ℃，熱水供回水溫度 45/40 ℃?？照{(diào)定壓補水、循環(huán)泵設(shè)于地下一層冷凍機房內(nèi)，室外機設(shè)于屋面。

選擇模塊化機組是兼顧平時和疫情及高、低峰負荷運行，使機組始終處于高效率運行。

本項目冷熱源系統(tǒng)詳見圖1。

圖1 冷熱源系統(tǒng)圖

3 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

3.1 ICU 病房空調(diào)設(shè)計

ICU 病房采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)機盤管設(shè)置凈化風(fēng)盤,凈化風(fēng)機盤管采用帶亞高效過濾器滿足高效過濾器阻力要求。新風(fēng)機組內(nèi)置過濾需要采用一次拋棄型，不允許采用靜電空氣凈化裝置，其中中效過濾器設(shè)置于機組正壓段，新風(fēng)送風(fēng)口設(shè)置亞高效器，新風(fēng)口設(shè)置醫(yī)護人員活動區(qū)域。

3.2 普通病房、診室、辦公空調(diào)設(shè)計

病房、診室、檢查、輸液、醫(yī)辦等小房間采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。風(fēng)機盤管機組回風(fēng)口設(shè)置中效一級以上過濾器。每層分別設(shè)置獨立的新風(fēng)機組，以便分區(qū)控制空調(diào)系統(tǒng)的運行?？紤]后期機組檢修人員衛(wèi)生安全性，機房設(shè)置于清潔區(qū)。

3.3 醫(yī)技科室空調(diào)設(shè)計

CT 室設(shè)置變制冷劑流量多聯(lián)分體式空調(diào)系統(tǒng)。DSA 室設(shè)備自帶降溫設(shè)備，本次設(shè)計預(yù)留室外機位置及管道預(yù)埋條件。

4 空調(diào)水系統(tǒng)

空調(diào)水從冷凍機房內(nèi)集分水器引出，通過設(shè)置在半清潔區(qū)內(nèi)的水井引至各層，水管采用兩管制異程系統(tǒng)，風(fēng)機盤管與空調(diào)（新風(fēng)）機組水管系統(tǒng)分別設(shè)置?？照{(diào)機組冷凝水集中設(shè)置并經(jīng)處理后排放，排出口設(shè)有能自動防倒吸并在負壓時順利排出冷凝水的裝置，冷凝水管不能與下水道直接相接。

5 通風(fēng)系統(tǒng)

病理廢棄物設(shè)獨立排風(fēng)系統(tǒng)，排氣口均設(shè)過濾器。放療科、核醫(yī)學(xué)檢驗室設(shè)排風(fēng)，出口設(shè)活性炭過濾裝置，活性炭過濾裝置可采用超聲波再生回收利用。X 光設(shè)獨立排風(fēng)系統(tǒng)。排風(fēng)管穿射線屏蔽房間后的風(fēng)管采取不小于墻壁鉛當(dāng)量屏蔽措施。ICU 均設(shè)有獨立的排風(fēng)系統(tǒng),排風(fēng)口部設(shè)置高效過濾器，經(jīng)處理后排放。醫(yī)療特殊排風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)機均設(shè)置在系統(tǒng)末端。排風(fēng)含有有害微生物，應(yīng)處理達標(biāo)排放。

6 氣流控制

6.1 功能區(qū)域劃分

醫(yī)院功能分為清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)。清潔區(qū)功能房間主要是辦公、會議、休息區(qū)等醫(yī)護區(qū)域。半污染區(qū)功能房間主要是醫(yī)護通道區(qū)域。污染區(qū)功能房間主要是診室、病房、門診、病人通道。

6.2 功能區(qū)壓差關(guān)系

各功能區(qū)利用送排風(fēng)之間的風(fēng)量差來產(chǎn)生壓差，利用使室內(nèi)空氣流向由清潔區(qū)→半污染區(qū)→污染區(qū)有序流動[1]。各功能房間送、排風(fēng)量見表 3。

表3 各功能房間送、排風(fēng)量

污染區(qū)房間與其相鄰、相通的緩沖間、走廊設(shè)置壓差傳感器，門口安裝壓差顯示裝置各區(qū)域產(chǎn)生的壓差值不能過小或過大，過小不能保證氣流的有序流動，過大會導(dǎo)致門開啟困難，壓差設(shè)計值見表4[1]。

表4 壓力參數(shù)

進入各房間送、排風(fēng)風(fēng)管設(shè)置密閉閥，密閉閥與相應(yīng)的風(fēng)機連鎖，風(fēng)機停止運行時密閉閥關(guān)閉。送排風(fēng)管道上設(shè)置壓差傳感器，用來檢測壓差值，及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的送、排風(fēng)量，維持設(shè)定的壓差值。

病房與其相鄰、相通的緩沖間、走廊設(shè)置壓差傳感器、壓差應(yīng)當(dāng)保持不小于 5 Pa 的壓差，門口安裝壓差顯示裝置。

6.3 氣流組織

呼吸道傳染病病房空調(diào)、通風(fēng)采用上送下排式[2]，非呼吸道傳染病病房送排風(fēng)方式不限方式，但本項目考慮疫情轉(zhuǎn)換，因此非呼吸道傳染病區(qū)域也按上送下排式布置，排風(fēng)口設(shè)置于床頭位置，送風(fēng)口設(shè)置于房間過道，這樣可以保證潔凈空氣通過呼吸區(qū)和工作區(qū)下流動到污染的下部區(qū)域排出。考慮系統(tǒng)檢修時病房之間通過風(fēng)管的聯(lián)通產(chǎn)生交叉污染，也為了病房單獨清毒時不影響其它房間因此進入房間送排風(fēng)支管設(shè)置電動密閉閥。病房內(nèi)衛(wèi)生間設(shè)有淋浴，考慮會產(chǎn)生水汽進入排風(fēng)管道內(nèi)隨著冷卻易產(chǎn)生凝結(jié)水易細菌滋養(yǎng)，為防止衛(wèi)生間濕汽進入病房，因此衛(wèi)生間排風(fēng)與病房內(nèi)排風(fēng)系統(tǒng)分設(shè)。

其傳染病房空調(diào)通風(fēng)具體布置詳見圖2。

圖3 傳染病房空調(diào)通風(fēng)設(shè)計

7 空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)平疫轉(zhuǎn)換

1）腸道門診、腸道病房及其走廊新風(fēng)機組及對應(yīng)的排風(fēng)機組采用變頻機組，平時按 3 次送風(fēng)，疫情時按6 次送風(fēng)，對應(yīng)的排風(fēng)機組跟新風(fēng)機組協(xié)調(diào)變頻。

2）ICU 病房平時新風(fēng)及風(fēng)機盤管全部運行,疫情時風(fēng)盤關(guān)閉，只開新風(fēng)機組全新風(fēng)運行。

8 結(jié)論

醫(yī)院的空調(diào)與通風(fēng)與其它類型的民用建筑有很大的不同，它需要考慮各部門診室要求的溫度、溫度、潔凈度、壓差都不同，因此設(shè)計需要注意以下幾點：

1）風(fēng)機盤管中的冷凝水會集中在集水盤，如有傳染性病菌經(jīng)空氣進入集水盤會導(dǎo)致其病菌大量繁殖，再通過蒸發(fā)病菌再次進入空氣容易導(dǎo)致醫(yī)院的二次污染，因此呼吸道傳染病區(qū)的空調(diào)冷凝水需要集中并需要消毒處理后排放。

2）空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)需要細化，按照清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)功能分區(qū)域進行設(shè)計，用于滿足不同區(qū)域的環(huán)境要求，且系統(tǒng)不與其它層共用。

3）醫(yī)院對凈化要求比較高，因此需考慮空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置過濾器，以減少室內(nèi)空氣中漂浮物。

4）醫(yī)院作為病患者聚集處需要考慮防止交叉感染，因此利用空調(diào)和通風(fēng)措施對凈化區(qū)域需要控制不同區(qū)域的合理壓差，以控制空氣的流向，減少交叉感染的概率。

5）醫(yī)療部分科室（如：實驗室等）通風(fēng)比較特殊，不僅要考濾排風(fēng)管穿越多個科室有可能對室內(nèi)環(huán)境的影響，還要考慮對室外環(huán)境的影響，因此需要通風(fēng)設(shè)備設(shè)置在系統(tǒng)末端使排風(fēng)段處于負壓段，防止風(fēng)管泄露污染別的區(qū)域。

6）排風(fēng)口設(shè)置過濾器防止污染擴散物影響室外環(huán)境，進而防止人員感染。

7）醫(yī)院是高耗能建筑，且本項目需要兼顧平時和疫情運行，兩者負荷相差較大，冷熱源考慮模塊化機組，使機組在高效率運行。三、四層病房新風(fēng)平時換氣次數(shù)為3 次，疫情時換氣次數(shù)為6 次，新風(fēng)機組考慮變頻按需運行，節(jié)約電能。

8）待以優(yōu)化的地方：本項目新風(fēng)取風(fēng)口及其排風(fēng)口都設(shè)置于屋面，兩者距離超20 米，滿足規(guī)范要求，但考慮風(fēng)向不定等因素，最好是新風(fēng)口設(shè)置于每層立面，排風(fēng)口在高處，新風(fēng)口在低處，但本項目因建筑考慮美觀及其整體性取消了在立面開百葉。本項目的排風(fēng)井設(shè)置在半污染區(qū)，用于負擔(dān)半污染區(qū)、污染區(qū)的排風(fēng)，規(guī)范中沒有規(guī)定對風(fēng)井位置的限制，如施工風(fēng)管不嚴密有可能兩區(qū)之間有串通的可能性，如分井根據(jù)區(qū)域分別設(shè)置即減少區(qū)域串通的可能性又能減輕管綜壓力。本項目核心筒的地方只有半污染區(qū)和半清潔區(qū)，為方便豎向管井通至屋面只能考慮在半污染區(qū)設(shè)置排風(fēng)井。