醫(yī)院傳染病房應急隔離智能轉(zhuǎn)換技術(shù)控制研究

李曉利，陳元超，許志剛，宋海鵬，趙俊杰

（山西四建集團有限公司，山西 太原 030012）

0 引言

赤峰市敖漢旗醫(yī)院新院區(qū)新建的“傳染病房樓”，主要手段是通過兩個層面進行處理。①樓層板結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)保護層的不滲透性技術(shù)處理，達到能保障醫(yī)學隔離傳染病的效果，為此研究總結(jié)一套統(tǒng)一的樓層結(jié)構(gòu)隔離施工工法。②通過將大樓的建筑智能化系統(tǒng)進行數(shù)字化改進深化，編制1 套整合的集中控制平臺軟件，獲得《建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)動控制運行管理系統(tǒng)V1.0》軟件著作權(quán)，將大樓的幾種管控模式設(shè)置為選擇性的自由切換模式，實現(xiàn)智慧化切換控制。

1 研究背景

赤峰市敖漢旗醫(yī)院新院區(qū)新建的“傳染病房樓”是繼住院樓和門急診樓之后的重要功能建筑。項目設(shè)計根據(jù)《傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》（GB 50849—2014）中“各類傳染病門診科室包括候診、診室等均應分別自成一區(qū)，相對獨立；傳染病醫(yī)院的平面布局可采用雙通道布置方式，即病患者與醫(yī)務人員分別使用不同通道”等設(shè)計要求，建設(shè)的發(fā)熱門診、觀察病房和傳染病區(qū)及配套相關(guān)附屬工程。建設(shè)過程中，相關(guān)方提出將該樓建設(shè)成為，在重大疫情發(fā)生時，通過簡單的技術(shù)轉(zhuǎn)換，可以成為高標準應急隔離病房區(qū)的要求。我們在原有隔離措施的基礎(chǔ)上，對集中控制平臺空調(diào)系統(tǒng)和建筑智能化系統(tǒng)進行優(yōu)化，達到應急隔離要求。

2 研究的必要性

在肆虐全世界的新冠疫情來臨之際，全國大部分地方都是采用的建專門醫(yī)院或臨時方艙的形式，緊急投入大量人財物為集中隔離和醫(yī)治群眾。對于普通縣市來講，如果投入的隔離場所過大，財力支撐水平面臨巨大壓力；如果投入的隔離場所不足，可能會有需要將隔離人群拉到臨縣（區(qū)）安排場所的窘境。

如果能將每一所醫(yī)院的病房樓都能建設(shè)成可以在普通病房和隔離病房功能之間進行快速切換，那么將會節(jié)省很多的投資，也能更快速的解決隔離需求問題。

3 方案研究過程

3.1 確認需要研究對象

3.1.1 建筑結(jié)構(gòu)首先要達到滿足隔離的基本要求

本病房樓已經(jīng)通過對樓層板結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)保護層抗?jié)B透性技術(shù)處理，達到能保障醫(yī)學隔離傳染病的效果。通過結(jié)構(gòu)澆筑達到自防水和樓層板附加全覆蓋的防水層，達到樓層之間氣密性物理隔離效果的施工技術(shù)，從而阻斷樓層間可能的傳染病傳播途徑[1]。

3.1.2 考慮集中控制平臺空調(diào)系統(tǒng)使用可能帶來的傳染風險

通過深化設(shè)計方案，在項目部處于設(shè)計交底（設(shè)計圖紙會審）階段把這個問題進行討論，最后確定將設(shè)計的集中控制平臺空調(diào)系統(tǒng)變更為多聯(lián)機節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。在室內(nèi)外機組進行匹配的時候，要將空調(diào)系統(tǒng)按照樓層完全分開。再加上每個樓層的新風系統(tǒng)相對獨立設(shè)置，所以能實現(xiàn)每一層樓的空調(diào)可以單獨正常運行，以免出現(xiàn)國內(nèi)某機場集中控制平臺空調(diào)系統(tǒng)傳播疫情的爭議。

3.2 對建筑智能化系統(tǒng)的深化設(shè)計進行調(diào)整

（1）讓安防系統(tǒng)，特別是出入門禁管理系統(tǒng)；要滿足分層控制精準控制要求。

（2）建筑設(shè)備監(jiān)控（BA）系統(tǒng)要滿足分區(qū)控制的IP精準控制要求，比如智能照明控制，全部實現(xiàn)每層可以完全分開控制。

（3）把背景音樂設(shè)計成數(shù)字IP 廣播，可以實現(xiàn)點對點精準對應尋呼功能，每層之間可以完全獨立控制。

（4）通過集中控制軟件的調(diào)整，將正常狀態(tài)和緊急隔離狀態(tài)設(shè)置需要的各種場景分別設(shè)置好，在遇到需要調(diào)整控制狀態(tài)的時候，實現(xiàn)在智能控制平臺上一鍵調(diào)整，智慧切換管控。

（5）對于空調(diào)系統(tǒng)和新風系統(tǒng)，全部按照樓層進行分區(qū)獨立控制，相鄰樓層之間不聯(lián)動運行。

4 解決方案

4.1 結(jié)構(gòu)樓板

為實現(xiàn)結(jié)構(gòu)隔離，結(jié)構(gòu)樓板進行滿足防水要求的技術(shù)處理。

在混凝土澆筑時嚴格執(zhí)行無裂縫控制措施，樓層板結(jié)構(gòu)要求嚴密、堅實，達到結(jié)構(gòu)自防水功能。

對于像敖漢旗這種當?shù)氐娜照諘r間長，溫差大的地方。為了保證樓層板澆筑的質(zhì)量，樓層板結(jié)構(gòu)的最終澆筑均需要設(shè)定在夜間，或者設(shè)定在一天中外界氣溫較低的時間段完成。

盡量選擇晚上或陰天天氣氣溫相對較低時澆筑混凝土，防止出現(xiàn)氣溫過高的情況，以此規(guī)避混凝土過分水分流失過快或者蒸發(fā)太快導致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問題；混凝土初凝后立即上磨光機收面找平，找平后再上磨光機壓光精平一次，有效控制混凝土裂縫。

混凝土坍落度控制在180±20 為宜。夏季混凝土澆筑終凝后及時跟進養(yǎng)護，最好選擇在上午9：00—12：00時間段、下午17：00—19：00 的時間段灑水養(yǎng)護，務必避免在全天氣溫最高時間段養(yǎng)護。

結(jié)構(gòu)實體過程中，檢驗工作可以使用同標準的試塊（檢驗部位需要由監(jiān)理方與施工方進行協(xié)商選定、項目施工單位對各部位混凝土結(jié)構(gòu)強度的等級試塊樣品留置數(shù)量需要在10 組以上）。在經(jīng)過同養(yǎng)護標準處理的試塊拆模以后，需要將其放置在更加接近主體結(jié)構(gòu)或者工程的適當區(qū)域，同時為其提供與試塊相同的養(yǎng)護，保證外部影響因素的一致性。其中，同體檢養(yǎng)護齡期值需要以日平均溫度為基準，逐日累計并在溫度上升到600℃后，此時齡期標準即為最終的標準齡期值，其中，在0℃及其以下溫度的齡期可以不統(tǒng)計，設(shè)定的等效養(yǎng)護齡期需要在14d 以上，但是，不可超過60d?，F(xiàn)場混凝土標準結(jié)構(gòu)試塊的制作、后續(xù)養(yǎng)護以及最終試驗，均需要嚴格按照設(shè)計要求完成，對每一種構(gòu)件模板設(shè)定專門的拆模時間，期間，還需要制作強度不同的工程混凝土結(jié)構(gòu)，保持與試塊同制作條件，以此為基礎(chǔ)，在現(xiàn)場制作鐵籠子，并將其放在施工層上，提供同條件養(yǎng)護措施，最后，可將其作為最終拆模的施工依據(jù)。

在樓層板結(jié)構(gòu)表面，施作嚴密的防水覆層包裹，加強樓層的隔離效果。實際上，就相當于把每個樓層的隔離效果達到一級防水效果的原理，隔絕與其他樓層的滲透；在樓層病房、手術(shù)室、實驗室、放射科、診療室、走道等無涉水房間，采用聚合物SBS 改性瀝青防水卷材進行防水層保護隔離施工；在管井、設(shè)備間、衛(wèi)生間、更衣室、開水間等小平面，可能涉水場所，采用1.5mm 聚氨酯涂料進行防水保護層飽和隔離施工。

每層結(jié)構(gòu)樓板終凝后，及時進行淋水試驗，檢測結(jié)構(gòu)自防水的效果，不滲不漏為合格。

工藝流程如下：樓層板鋼筋混凝土澆筑→多次收面→保濕養(yǎng)護→樓板結(jié)構(gòu)自防水淋水試驗→防水層施工→閉水試驗→施作上層結(jié)構(gòu)（地暖安裝和塊料裝飾地面等）。

4.2 穿樓板管道

穿樓板管道局部需要采取加強防水（隔離）層的保護措施。

穿樓板管道應事先預埋套管或做出混凝土翻邊高出建筑面層50mm。管道安裝后穿樓板之管道與套管之間，用瀝青麻絲填實，再用建筑密封膏封堵，最后用防水材料進行包封。各層管道井樓板等處，均采用相當于樓板耐火極限的混凝土封堵。防水層施工完成并驗收合格后，及時施作防水層的保護層或地暖層及地暖保護層。

凡可能涉水的房間設(shè)有地漏，房間防水層樓地面應低于相鄰房間；凡設(shè)計地漏的可能涉水房間，均在地漏周圍做1%~2%坡度坡向地漏；穿樓頂立管應預埋防水套管；房間隔墻下部均做300 高C20 混凝土擋水檻，與樓板一起澆筑，地面防水層需沿墻上卷300 高，與內(nèi)墻防水層搭接。

4.3 建筑智能化相關(guān)子系統(tǒng)深化設(shè)計調(diào)整

（1）出入門禁管理系統(tǒng)調(diào)整為滿足每層分別管控的數(shù)字化系統(tǒng)，其核心就是將每層的門禁控制器單獨設(shè)置，與其他樓層相對獨立，消防報警控制模塊分別在門禁控制器就近設(shè)置。系統(tǒng)主要由管理工作站、發(fā)卡器、網(wǎng)絡門禁控制器、讀卡器、出門按鈕、電控鎖等設(shè)備組成[1]，管理工作站與門禁控制器通過智能化設(shè)備網(wǎng)進行通訊。每層的禁控制器均分別設(shè)置于對應樓層弱電間，數(shù)字門禁控制器采用6 類UTP 線纜接入智能化設(shè)備網(wǎng)。

門禁控制器由各自樓層的安防電源箱統(tǒng)一供電，樓層間相互獨立。門禁控制器配電回路具備消防聯(lián)動輔助觸點，可以接收消防聯(lián)動信號，當發(fā)生火災時聯(lián)動打開電鎖滿足消防疏散要求，所有電鎖具備斷電開鎖功能。

（2）建筑設(shè)備監(jiān)控（BA）系統(tǒng)也按照出入門禁管理系統(tǒng)一樣的原理，每層可以單獨實現(xiàn)控制和獨立運行，全部實現(xiàn)每層可以完全分開控制。

（3）將原來的總線制背景音樂（公共廣播）系統(tǒng)設(shè)計成數(shù)字IP 廣播系統(tǒng)，可以實現(xiàn)點對點精準對應尋呼功能，每層或每臺背景音樂天花音箱可以實現(xiàn)點對點尋呼廣播，能實現(xiàn)完全獨立控制。

廣播控制中心設(shè)置在新院區(qū)門急診樓一層消防監(jiān)控室；公共IP 廣播和消防廣播主機和功放分別設(shè)置，共用末端線路和揚聲器，廣播信號線采用耐火型線纜，揚聲器選擇耐火型揚聲器設(shè)備?？臻g內(nèi)的廣播區(qū)域設(shè)定，需要滿足消防廣播要求，符合IP 獨立定點需求。

（4）通過集中控制軟件的調(diào)整，將正常狀態(tài)和緊急隔離狀態(tài)設(shè)置需要的各種場景分別設(shè)置好，在遇到需要調(diào)整控制狀態(tài)的時候，實現(xiàn)在智能控制平臺上一鍵調(diào)整，智慧切換管控。

系統(tǒng)配置需滿足智能化系統(tǒng)信息傳輸要求，并具備將來擴容和升級的條件[2]。

（5）匯聚交換機設(shè)置在傳染病房樓一層弱電進線間，采用萬兆端口上聯(lián)到院區(qū)網(wǎng)絡機房的核心交換機上，起到承上啟下作用，可以有效處理好接入層設(shè)備產(chǎn)生的所有通信任務，并保證核心層上行鏈路有效性，實現(xiàn)多種策略控制；接入交換機分別獨立設(shè)置在1~3 樓層的弱電間內(nèi)，支持虛擬化、IPV4/IPV6 業(yè)務等；智能化設(shè)備網(wǎng)用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、樓宇自控（BA）系統(tǒng)、IP 數(shù)字化廣播（背景音樂）設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸及系統(tǒng)管理；系統(tǒng)設(shè)定需要遵循分散采集原則和集中管理原則，包括管理層結(jié)構(gòu)和監(jiān)測層網(wǎng)絡架構(gòu)；在集中控制平臺可以對所有的空調(diào)末端設(shè)備進行遠程遙控操作，對現(xiàn)場設(shè)備啟停調(diào)速、熱回收水泵手自動啟停、空調(diào)水閥開度等進行操作，送風溫度設(shè)定、季節(jié)模式溫度節(jié)點等參數(shù)設(shè)定。

（6）對每個樓層的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)線路的路徑、穿管方式、橋架進行合理調(diào)整，每層獨立敷設(shè)。系統(tǒng)滿足與將來擴容的其他樓座樓宇自控系統(tǒng)的無縫對接，并預留電梯控制接入網(wǎng)關(guān)[3]。

（7）管理層由建筑能效監(jiān)管平臺及管理工作站組成，集中控制平臺、管理工作站、數(shù)據(jù)采集器之間分別通過每層智能化設(shè)備網(wǎng)分別接入進行通信。建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集器采集各樓層配電箱內(nèi)的遠傳電表數(shù)據(jù)。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集器采集前端水表數(shù)據(jù)，對樓層用水量進行計量。

（8）各科室分別在門診設(shè)置排隊叫號系統(tǒng)。由各自樓層的護士站分診臺護士根據(jù)實際情況為患者刷卡列入排隊隊列。各候診區(qū)設(shè)置叫號主顯示屏，各候診區(qū)設(shè)置吸頂廣播喇叭，各科室門口設(shè)置診室信息顯示屏，各科室醫(yī)生工作站設(shè)置虛擬叫號軟件。醫(yī)護對講系統(tǒng)是由各自樓層的醫(yī)護管理主機，護士站主機，門口分機，床頭分機，衛(wèi)生間呼叫器，走廊顯示屏，信息看板，線路組成，護士站主機安裝于各樓層護士站工作臺，不跨層設(shè)置。

5 通風空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

通風空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)分區(qū)獨立控制需求，只要將控制模塊分層設(shè)置，通過建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)就可以實現(xiàn)分層分區(qū)控制。

還有一種解決辦法，就是將大樓的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計成節(jié)能效果更為突出的多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)[4]。

任意一臺室外機設(shè)備通過冷媒管道，可以直接與多個室內(nèi)機進行連接，按照室內(nèi)機控制板給出的反饋信號，可以準確控制內(nèi)機設(shè)備的輸送質(zhì)量，并對制冷劑流量和實施狀態(tài)做出有效判斷，以此為基礎(chǔ)，還可以有效滿足不同空間具有差異性要求；借助對壓縮機裝置的控制，制冷劑循環(huán)量在進入室內(nèi)不同換熱器裝置后的制冷劑流量也可得到有效控制，充分滿足室內(nèi)操作面板設(shè)定的冷、熱負荷標準需求[5]。

每層的室外機都只和本層的室內(nèi)機組對應匹配設(shè)計，不同樓層的樓宇設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)控制模塊全部分層設(shè)置，便于實現(xiàn)各自控制。多聯(lián)機空調(diào)相較于常規(guī)的中央空調(diào)系統(tǒng)，不需要建設(shè)空調(diào)機房，室外機組設(shè)置在建筑屋面即可；不需要有冷卻和冷凍水系統(tǒng)，沒有漏水或屋面冷卻塔的受凍隱患；系統(tǒng)可以根據(jù)需要啟用的室內(nèi)機組，開啟對應的室外機組即可，所以更節(jié)能環(huán)保；多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)成本低，維護或更換維修的成本都遠低于常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)。

6 結(jié)語

為了達到盡量節(jié)省和充分利用現(xiàn)成醫(yī)療資源的目的，作為地方的綜合性大型醫(yī)院（比如縣區(qū)級人民醫(yī)院、中醫(yī)院等），可以在承擔各種醫(yī)療服務業(yè)務的同時，將指定區(qū)域根據(jù)突發(fā)疫情需要轉(zhuǎn)換為高標準隔離區(qū)使用的功能。經(jīng)過對一般病房樓的建筑結(jié)構(gòu)、智能化系統(tǒng)、通風空調(diào)系統(tǒng)進行適當?shù)膬?yōu)化整合就可以滿足一般隔離需求，而不需要增加大量的建設(shè)投資。這種模式值得大力推廣應用。