留觀病房暖通設(shè)計(jì)要點(diǎn)及難點(diǎn)總結(jié)

馮騰元 王員興

杭州市中醫(yī)院 浙江 杭州 310051

引言

我院感染樓目前主要存在隔離病房數(shù)量不足、原有設(shè)備無(wú)法滿足大型突發(fā)公共疫情救治需求等問(wèn)題。為改善這一狀況，我院在院內(nèi)選址建造一處新冠留觀病房樓，以補(bǔ)足我院在新冠疫情防護(hù)工作方面的短板。本文以此項(xiàng)目為例，概述負(fù)壓留觀用房中暖通空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及難點(diǎn)總結(jié)，對(duì)同類項(xiàng)目的建設(shè)提供參考。

1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目建筑面積為842m2，地上1層，包含2間負(fù)壓隔離留觀單間，10間普通留觀單間，半污染區(qū)走廊及其輔房、污物走廊及其輔房及辦公區(qū)。該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)核心是暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，通過(guò)保證各個(gè)功能區(qū)域之間的壓差以實(shí)現(xiàn)預(yù)防交叉感染的目標(biāo)。為確?？諝饽軌蜓刂鍧崊^(qū)→半污染區(qū)→污染區(qū)的方向流動(dòng)，壓力梯度需要符合相鄰不同污染區(qū)的壓差＞5Pa。

2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 平面區(qū)域劃分

建筑專業(yè)嚴(yán)格按照“三區(qū)兩通道”的原則進(jìn)行平面布局。本項(xiàng)目功能區(qū)域包括：醫(yī)生護(hù)士辦公室、值班室、清潔走道等區(qū)域?yàn)榍鍧崊^(qū)；醫(yī)護(hù)走道、治療室、緩沖間等區(qū)域?yàn)榘胛廴緟^(qū)；負(fù)壓隔離留觀單間、普通留觀單間、患者走道為污染區(qū)，共3個(gè)區(qū)域。

2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

各個(gè)分區(qū)按照不同的房間功能，設(shè)置合理的室內(nèi)計(jì)算參數(shù)，詳見表1。

表1 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

2.3 送排風(fēng)系統(tǒng)

2.3.1 負(fù)壓隔離留觀單間、普通留觀單間隔絕病毒的原理就是負(fù)壓的形成與保持，維持污染區(qū)負(fù)壓以防止污染空氣向其他區(qū)域擴(kuò)散而造成病毒傳播。即通過(guò)送風(fēng)量與排風(fēng)量的差，使房間內(nèi)的氣壓低于房間外的氣壓，外界的空氣可以流進(jìn)房間內(nèi)，而房間內(nèi)被病毒污染過(guò)的空氣通過(guò)排風(fēng)機(jī)排至室外，不會(huì)外泄。清潔區(qū)為正壓，污染區(qū)為負(fù)壓，避免潔凈空氣與被污染空氣交叉，有效阻斷病毒傳播，減少相互感染的概率，確保醫(yī)護(hù)人員的安全[1]。

2.3.2 清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)3個(gè)區(qū)域分別設(shè)置獨(dú)立的送排風(fēng)系統(tǒng)。此外，根據(jù)浙江省傳染病應(yīng)急醫(yī)院（呼吸類）建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則第7.2.4條，系統(tǒng)集中設(shè)置時(shí)，每個(gè)系統(tǒng)服務(wù)的病房數(shù)量不宜超過(guò)6間，本項(xiàng)目又將污染區(qū)劃分為3個(gè)區(qū)域，一是6間負(fù)壓病房；二是4間負(fù)壓病房及污物走道；三是2間負(fù)壓隔離留觀單間，分別設(shè)置3套獨(dú)立的空調(diào)機(jī)組。送風(fēng)采用直膨式全新風(fēng)空氣凈化空調(diào)機(jī)組，均設(shè)置初、中、亞高效過(guò)濾段，新風(fēng)直接從屋面室外取風(fēng)。

2.4 壓差計(jì)算

壓力梯度的實(shí)現(xiàn)需要準(zhǔn)確的風(fēng)量計(jì)算。本項(xiàng)目對(duì)有壓差要求的各個(gè)房間進(jìn)行計(jì)算，本文以隔離單間所在系統(tǒng)為例，詳見表2。此外，負(fù)壓病房與負(fù)壓隔離病房在外側(cè)人員目視區(qū)域設(shè)置微壓差計(jì)，并標(biāo)志明顯的安全壓差范圍指示。

表2 隔離留觀風(fēng)量平衡表

2.5 氣流組織

半污染區(qū)及污染區(qū)均采用上送下排的氣流組織方式，即送風(fēng)口設(shè)置在吊頂上，排風(fēng)口通過(guò)排風(fēng)立管設(shè)置在房間下部。根據(jù)浙江省傳染病應(yīng)急醫(yī)院（呼吸類）建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則第7.4.3條，空調(diào)送風(fēng)口設(shè)置于靠近病人床尾側(cè)醫(yī)護(hù)入口的上部，排風(fēng)口應(yīng)設(shè)置于床頭下方，多人病房的每個(gè)床頭下方均應(yīng)設(shè)置排風(fēng)口，排風(fēng)口底部距地面不應(yīng)小于，上邊沿不應(yīng)高于，以降低醫(yī)護(hù)人員的感染風(fēng)險(xiǎn)[2]。

2.6 控制措施

本次設(shè)計(jì)區(qū)域總計(jì)共分5個(gè)控制柜控制，空氣凈化空調(diào)機(jī)組與排風(fēng)機(jī)組實(shí)現(xiàn)連鎖控制。半污染區(qū)、污染區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的送風(fēng)機(jī)與排風(fēng)機(jī)在控制箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)連鎖控制，啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，先啟動(dòng)排風(fēng)機(jī)，后啟動(dòng)空氣凈化空調(diào)機(jī)組；關(guān)停時(shí)，先關(guān)閉空氣凈化空調(diào)機(jī)組，后關(guān)閉排風(fēng)機(jī)。清潔區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的空氣凈化空調(diào)機(jī)組與排風(fēng)機(jī)應(yīng)連鎖控制，啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，先啟動(dòng)空氣凈化空調(diào)機(jī)組，后啟動(dòng)排風(fēng)機(jī)；關(guān)停時(shí)，先關(guān)閉排風(fēng)機(jī)，后關(guān)閉空氣凈化空調(diào)機(jī)組。清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)啟動(dòng)順序?yàn)橄葐?dòng)清潔區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，后啟動(dòng)半污染區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，最后啟動(dòng)污染區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)?？諝鈨艋照{(diào)機(jī)組關(guān)停后，機(jī)組內(nèi)的紫外線滅菌燈自動(dòng)打開進(jìn)行消毒，設(shè)置為半小時(shí)后延時(shí)關(guān)閉?？諝鈨艋照{(diào)機(jī)組采用以下防凍措施：冬季當(dāng)通過(guò)機(jī)組盤管的水溫小于5℃時(shí)，啟動(dòng)防凍程序，如果溫度繼續(xù)下降，關(guān)閉新風(fēng)密閉閥及風(fēng)機(jī)。

2.7 屋面設(shè)備布置

本院留觀用房為一幢獨(dú)立建筑，與周邊建筑較遠(yuǎn)，對(duì)其他建筑影響較小，主要考慮自身新風(fēng)取風(fēng)口與排風(fēng)口的位置關(guān)系?？諝鈨艋照{(diào)機(jī)組就近布置在相對(duì)應(yīng)的送風(fēng)豎井旁，排風(fēng)機(jī)組及排風(fēng)口集中設(shè)置在遠(yuǎn)離院區(qū)主樓的南側(cè)屋面，保證排風(fēng)口與周圍建筑的水平距離大于15m，排風(fēng)口高度高出屋面3m，室外的排風(fēng)口與新風(fēng)口或可開啟門窗水平距離不小于20m，新排風(fēng)口均設(shè)置防雨防蟲網(wǎng)。

3 設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析與總結(jié)

3.1 系統(tǒng)設(shè)置與設(shè)備冷負(fù)荷參數(shù)

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初考慮到“平疫結(jié)合”，在屋面設(shè)置一段回風(fēng)管，一端與直膨式空調(diào)機(jī)組回風(fēng)箱連接，另一端與本系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的排風(fēng)管連接?；仫L(fēng)管段中間設(shè)置電動(dòng)比例調(diào)節(jié)閥，非疫情期間開啟，疫情期間關(guān)閉。本意是在非疫情期間將一部分排風(fēng)轉(zhuǎn)化為回風(fēng)，以到達(dá)節(jié)能的目的，然而在本項(xiàng)目中卻存在安全隱患。原因在于本項(xiàng)目污染區(qū)的排風(fēng)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)病房、衛(wèi)生間、污物處理等房間，半污染區(qū)的排風(fēng)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)治療室、處置室等房間，這些房間都極易產(chǎn)生異味及有害氣體。顯然，將攜帶上述房間的排風(fēng)氣體與室外新風(fēng)混合后作為空調(diào)送風(fēng)送入房間，存在極大安全風(fēng)險(xiǎn)，是極為不合適的。清潔區(qū)內(nèi)，衛(wèi)生間及淋浴間等容易產(chǎn)生異味的房間的排風(fēng)均獨(dú)立設(shè)置，合用的排風(fēng)系統(tǒng)僅負(fù)擔(dān)辦公室、值班室等清潔區(qū)域，故在非疫情期間將這部分排風(fēng)作為回風(fēng)以達(dá)到節(jié)能的目的是安全、合理的。綜上所述，本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)最終定稿階段，僅保留了清潔區(qū)的回風(fēng)管及電動(dòng)比例調(diào)節(jié)閥。

此外，本項(xiàng)目所有空調(diào)機(jī)組的冷熱負(fù)荷均按照全新風(fēng)運(yùn)行工況進(jìn)行計(jì)算，以疫情來(lái)臨期間的最不利工況進(jìn)行校核，確保各季節(jié)的制冷、制熱效果。伴隨疫情常態(tài)化的現(xiàn)狀，今后建設(shè)此類項(xiàng)目若著重于非疫情期間的使用，不妨將衛(wèi)生間、處置室、污物處理間等房間的排風(fēng)系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置，其余房間的排風(fēng)接入回風(fēng)箱按一定比例與室外新風(fēng)混合后送出，將大大減少平時(shí)工況下的新風(fēng)負(fù)荷。

3.2 管線合理性與設(shè)備全壓選型

本項(xiàng)目在進(jìn)行風(fēng)管設(shè)計(jì)的過(guò)程中，由于室內(nèi)的系統(tǒng)分區(qū)、室外的新風(fēng)口排風(fēng)口距離要求等因素，勢(shì)必會(huì)造成若干風(fēng)管長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)時(shí)更應(yīng)合理優(yōu)化管線路徑，預(yù)留足夠的吊頂空間，盡量避免風(fēng)管交叉安裝所造成的上翻下翻。同時(shí)，也要優(yōu)先選擇局部阻力較小的風(fēng)管連接件。平面圖中無(wú)法表達(dá)清晰的細(xì)節(jié)應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注，補(bǔ)充詳圖、大樣圖，如垂直風(fēng)管接入水平風(fēng)管處，也應(yīng)采用三通、彎頭等連接件。

為保證每個(gè)風(fēng)口的風(fēng)量滿足設(shè)計(jì)要求，設(shè)備風(fēng)壓選型的準(zhǔn)確性在本項(xiàng)目中就顯得尤為重要，需對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的風(fēng)管水利計(jì)算。系統(tǒng)中存在大量下排風(fēng)口，垂直風(fēng)管的水利計(jì)算也不可或缺。此外多數(shù)風(fēng)口采用高效、中效過(guò)濾器，高效過(guò)濾器的初阻力為120Pa，終阻力為240Pa。設(shè)計(jì)階段宜考慮1.1～1.2的安全系數(shù)適當(dāng)放大設(shè)備的全壓。同時(shí)，項(xiàng)目中存在風(fēng)機(jī)設(shè)備風(fēng)量小而風(fēng)壓大的情況，在設(shè)計(jì)交底階段明確設(shè)備需同時(shí)滿足全壓及風(fēng)量?jī)身?xiàng)參數(shù)。

3.3 閥門設(shè)置合理性

負(fù)壓病房的核心在于利于送排風(fēng)量的差值營(yíng)造負(fù)壓，因此風(fēng)管上閥門的設(shè)置就成為整個(gè)系統(tǒng)的重點(diǎn)。除每個(gè)送排風(fēng)口前端風(fēng)管上的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥必不可少之外，在主風(fēng)管接出的支管上也應(yīng)設(shè)置手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，這些手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的設(shè)置為今后整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試打下了的基礎(chǔ)。送、排風(fēng)系統(tǒng)中，每間病房的送、排風(fēng)支管上均設(shè)置可單獨(dú)關(guān)斷電動(dòng)密閉閥，此閥門在病房進(jìn)行消毒時(shí)關(guān)閉，確保房間內(nèi)空氣密閉、不流通。為方便后期醫(yī)護(hù)人員的使用，電動(dòng)密閉閥的控制可將負(fù)責(zé)同一房間的送排風(fēng)閥門串聯(lián)至同一個(gè)開關(guān)上，開關(guān)宜設(shè)置于距地1.8m的高度，且粘貼醒目標(biāo)識(shí)與燈具開關(guān)區(qū)分，避免醫(yī)護(hù)人員后期使用時(shí)誤操作，開關(guān)設(shè)置在半污染走道與病房之間的緩沖間較為適宜。

3.4 控制箱布置點(diǎn)位選擇

負(fù)壓病房的空調(diào)系統(tǒng)存在大量控制箱，暖通設(shè)計(jì)師應(yīng)在設(shè)計(jì)階段與電氣設(shè)計(jì)師充分溝通，根據(jù)實(shí)際情況選擇最合適的位置安裝控制箱。本項(xiàng)目中，主要考慮以下幾個(gè)地點(diǎn)放置控制箱，一是配電間，外門直接通向室外，與負(fù)壓病房功能區(qū)域不連通，如控制箱設(shè)置于配電間，控制線路最短，成本最低，也便于后勤人員后期維護(hù)，但是對(duì)于醫(yī)護(hù)人員平時(shí)的使用卻極為不便。二是設(shè)置于護(hù)士臺(tái)，這也是醫(yī)院項(xiàng)目的常規(guī)做法，然而，對(duì)于本類項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，護(hù)士臺(tái)屬于半污染區(qū)，這個(gè)負(fù)壓病房空調(diào)、排風(fēng)系統(tǒng)的控制箱如設(shè)置于半污染區(qū)，整個(gè)醫(yī)護(hù)人員的流線違背了院感的退更要求，對(duì)于后勤人員后期的維保也極為不便。三是清潔區(qū)入口處，此位置所需敷設(shè)的控制線路徑最長(zhǎng)，成本造價(jià)最高，卻能夠同時(shí)滿足醫(yī)護(hù)人員和后勤人員的使用便利性要求，醫(yī)護(hù)人員進(jìn)入清潔區(qū)即開啟所有空調(diào)機(jī)組及排風(fēng)機(jī)，后勤人員也不必穿防護(hù)服進(jìn)出檢修。綜上所述，本項(xiàng)目的控制箱安裝位置選定與清潔區(qū)入口處。

3.5 風(fēng)管保溫層

通用設(shè)計(jì)說(shuō)明中，風(fēng)管的保溫層條目往往僅針對(duì)空調(diào)的送風(fēng)管、回風(fēng)管，不會(huì)對(duì)排風(fēng)風(fēng)管做出要求。然而在負(fù)壓留觀用房的空調(diào)系統(tǒng)中，往往采用的是全新風(fēng)直流空調(diào)系統(tǒng)，即在疫情期間采用全新風(fēng)模式，無(wú)空調(diào)回風(fēng)，房間內(nèi)被污染的空氣通過(guò)排風(fēng)系統(tǒng)直接排出室外。在上述系統(tǒng)中，排風(fēng)管替代了常規(guī)回風(fēng)管的作用，夏季排風(fēng)管內(nèi)的空氣溫度會(huì)高于吊頂內(nèi)非制冷區(qū)域的空氣溫度，如這段排風(fēng)管不設(shè)置保溫層，吊頂內(nèi)的金屬風(fēng)管管壁上將極易產(chǎn)生冷凝水，對(duì)后期使用產(chǎn)生不利影響。因此，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)完善對(duì)于排風(fēng)管保溫層的說(shuō)明，避免后期施工時(shí)遺漏。本項(xiàng)目中，因預(yù)算不足為控制造價(jià)，對(duì)于屋面不用于回風(fēng)作用的排風(fēng)管段，不設(shè)置風(fēng)管保溫層，如此設(shè)計(jì)在節(jié)約造價(jià)的同時(shí)不會(huì)對(duì)能源造成浪費(fèi)，也不會(huì)造成因冷凝水而引起的室內(nèi)漏水情況[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上，合理的選擇空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)形式、準(zhǔn)確的進(jìn)行壓差及風(fēng)量計(jì)算、切實(shí)的完善管道及設(shè)備布置、嚴(yán)格控制各區(qū)域的壓力梯度關(guān)系，都是負(fù)壓隔離病房設(shè)計(jì)中不可或缺的關(guān)鍵要點(diǎn)。此外，設(shè)計(jì)人員在落實(shí)規(guī)范要求之外，更應(yīng)把保障醫(yī)護(hù)人員的安全視為己任，以更高站位、更強(qiáng)擔(dān)當(dāng)、更高要求完成此類項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，在確保圖紙的合理性、完整性、準(zhǔn)確性的同時(shí)，還要統(tǒng)籌兼顧施工過(guò)程中的可實(shí)施性以及成本的可控性。