某傳染病醫(yī)院通風(fēng)空調(diào)設(shè)計與思考

陳迪 陳琦 陸凌

(中機(jī)國際工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410007)

0 引言

隨著2020年新冠肺炎的爆發(fā)，全國醫(yī)療系統(tǒng)資源緊張的狀況依然亟待解決[1]，在疫情尚未完全結(jié)束的情況下，全國各地紛紛加快了傳染病醫(yī)院的改建、新建步伐[2]。筆者所在單位也在繼火神山醫(yī)院之后，又陸續(xù)承擔(dān)了數(shù)個傳染病醫(yī)院的設(shè)計任務(wù)。在此，筆者以武漢某個傳染病醫(yī)院設(shè)計任務(wù)為例，探析傳染病醫(yī)院的設(shè)計要點及個人設(shè)計體會。

1 基本概況

本項目為武漢市某醫(yī)院傳染病病房樓，地下2層，地上10層，其中裙房2層,地上總建筑面積為2.3萬余平方米。地下1層為車庫及設(shè)備用房，主要為車庫、配電房、柴油發(fā)電機(jī)房等；地下2層主要為車庫、水泵房等。各層功能如下：1層：設(shè)有呼吸道門診(急性呼吸道和慢性呼吸道門診)、住院大廳、內(nèi)窺鏡中心、放射科室、各主要出入口門廳、尸體解剖室等；2層：設(shè)有非呼吸道門診(肝病、HIV等科室門診)、檢驗科(PCR實驗室)、功能科室、弱電中心機(jī)房、應(yīng)急指揮中心等；3層～5層：每層一個獨立的護(hù)理單元，共設(shè)置45間負(fù)壓隔離病房、1間分娩室；每個護(hù)理單元負(fù)壓病房為13床～16床，3層～5層為重癥病人負(fù)壓病房；6層～10層：每層一個獨立的護(hù)理單元，每個護(hù)理單元設(shè)置病床38床～39床，共設(shè)置有191床的普通傳染病房，平時按護(hù)理單元分類，供呼吸道和非呼吸道病區(qū)分層使用。

2 空調(diào)系統(tǒng)

本項目冷熱源利用原有院區(qū)能源站的水冷式冷水機(jī)組及常壓燃?xì)鉄崴仩t。空調(diào)冷熱源由設(shè)于能源中心的冷水機(jī)組通過室外管溝集中供給。夏季提供6 ℃/13 ℃冷凍水，冬季提供60 ℃/50 ℃空調(diào)熱水。空調(diào)系統(tǒng)采用風(fēng)機(jī)盤管加獨立新風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)。所有風(fēng)機(jī)盤管回風(fēng)口均設(shè)置高壓靜電空氣凈化器(微生物一次通過凈化效率大于80%，PM2.5一次通過凈化效率大于90%)。

負(fù)壓隔離病房疫情時設(shè)計全新風(fēng)直流式空調(diào)系統(tǒng)，按12次/h設(shè)計新風(fēng)量。新風(fēng)經(jīng)粗效、中效、亞高效過濾器三級處理后送入室內(nèi)，送風(fēng)口設(shè)置在病床上部。全新風(fēng)直流式空調(diào)機(jī)組采用變頻電機(jī)或直流無刷電機(jī)。負(fù)壓隔離病房平時作為普通非呼吸道及呼吸道病房使用，采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)的方式。當(dāng)負(fù)壓隔離病房平時用于呼吸道病房時，新風(fēng)量由疫情時全新風(fēng)直流式空調(diào)機(jī)組提供，并保證大于6次/h新風(fēng)量。當(dāng)負(fù)壓隔離病房平時作為普通非呼吸道病房使用時，開啟平時使用新風(fēng)機(jī)組，該新風(fēng)機(jī)組新風(fēng)量按3次/h設(shè)計(定頻)。平時的新風(fēng)機(jī)組設(shè)置粗效、中效過濾。排風(fēng)口設(shè)置在房間床頭下部，排風(fēng)口設(shè)置低阻高效過濾器，平時使用時，排風(fēng)口進(jìn)行更換并設(shè)置粗效過濾器。疫情時的新風(fēng)機(jī)組及排風(fēng)機(jī)組電機(jī)采用變頻電機(jī)或直流無刷電機(jī)。

1層門廳設(shè)置全空氣空調(diào)系統(tǒng)，氣流組織采用溫控型噴口側(cè)送、單層百葉下回的方式。空氣處理機(jī)組均采用組合式空氣處理機(jī)組，機(jī)組內(nèi)設(shè)粗效、中效兩級空氣過濾器，回風(fēng)口設(shè)初效過濾器。平時采用回風(fēng)工況，疫情時全新風(fēng)運行。屋頂同時設(shè)置平時的排風(fēng)機(jī)及疫情時的排風(fēng)機(jī)。排風(fēng)機(jī)均采用低噪聲離心式風(fēng)機(jī)箱，疫情時的排風(fēng)機(jī)箱帶初效(G4)、中效過濾器(H7)。排風(fēng)機(jī)與對應(yīng)的電動對開多葉調(diào)節(jié)閥聯(lián)鎖開啟與關(guān)閉。

非呼吸道傳染病的門診、醫(yī)技用房及病房最小換氣次數(shù)(新風(fēng)量)為3次/h。污染區(qū)房間應(yīng)保持負(fù)壓，每房間排風(fēng)量大于送風(fēng)量150 m3/h。呼吸道傳染病的門診、醫(yī)技用房及病房、發(fā)熱門診最小換氣次數(shù)(新風(fēng)量)為6次/h。污染區(qū)房間應(yīng)保持負(fù)壓，污染區(qū)每個房間排風(fēng)量大于送風(fēng)量200 m3/h。

6層～10層傳染病房新風(fēng)量按6次/h設(shè)計新風(fēng)量。新風(fēng)經(jīng)粗效、中效處理后送入室內(nèi)。送風(fēng)口設(shè)置在病床上部。空調(diào)機(jī)組采用變頻電機(jī)，保證病房作為非呼吸道傳染病房時新風(fēng)量大于3次/h。

3層～10層清潔區(qū)、半污染區(qū)均設(shè)置獨立的新風(fēng)系統(tǒng)。清潔區(qū)新風(fēng)機(jī)組均在進(jìn)風(fēng)管上設(shè)置粗效空氣過濾器+高壓靜電空氣凈化器。半污染區(qū)及5層～10層新風(fēng)機(jī)組均采用組合式新風(fēng)空調(diào)機(jī)組，新風(fēng)機(jī)組設(shè)置粗效空氣過濾器(G4)及中效過濾(F7)。3層～5層負(fù)壓隔離病房(污染區(qū))的新風(fēng)機(jī)組設(shè)粗效(G4)、中效(F7)、高效過濾器(H11)三級空氣過濾器。

3 通風(fēng)系統(tǒng)

所有呼吸道診室、治療室及病房的排風(fēng)口均采用下排風(fēng)口。3層～10層病房下排風(fēng)口均設(shè)置在房間床頭下部。3層～5層負(fù)壓隔離病房排風(fēng)口疫情時設(shè)高效過濾器(H14)。平時使用時，排風(fēng)口進(jìn)行更換并設(shè)置粗效過濾器。呼吸道傳染病房下排風(fēng)口設(shè)置初效過濾器，每層排風(fēng)支管均接至排風(fēng)干管后排到屋頂并經(jīng)過高效(H14)過濾后集中排放。負(fù)壓隔離病房的排風(fēng)口在屋面均高出屋面2 m以上[5](見圖1)。

地上各區(qū)域內(nèi)的排風(fēng)機(jī)應(yīng)與送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖。清潔區(qū)先啟動新風(fēng)機(jī)，再啟動排風(fēng)機(jī)；半污染區(qū)、污染區(qū)先啟動排風(fēng)機(jī)，再啟動新風(fēng)機(jī)；各區(qū)之間風(fēng)機(jī)啟動先后順序為清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)。為便于管理和各工況的轉(zhuǎn)換，3層～10層每層均設(shè)置相應(yīng)的區(qū)域控制器(系統(tǒng))，區(qū)域控制器設(shè)于護(hù)士站。3層～5層每層設(shè)三種工作模式：負(fù)壓隔離疫情模式、非呼吸道模式及呼吸道模式。6層～10層設(shè)兩種工作模式：非呼吸道模式及呼吸道模式。各種工作模式的轉(zhuǎn)換可在護(hù)士站集中進(jìn)行。送、排風(fēng)系統(tǒng)的各級空氣過濾器設(shè)置壓差檢測、報警裝置。

4 冷凝水系統(tǒng)

各凝結(jié)水系統(tǒng)按清潔區(qū)及污染區(qū)分別設(shè)置冷凝水立管，且污染區(qū)冷凝水立管不與清潔區(qū)冷凝水立管串接。污染區(qū)各冷凝水支管均就近接至相應(yīng)區(qū)域排水立管。所有排水立管在地下室集中收集于集水坑并經(jīng)集中處理后排放。

5 控制系統(tǒng)

為使空氣靜壓從清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)壓力依次降低。地上各區(qū)域內(nèi)的排風(fēng)機(jī)應(yīng)與送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖。清潔區(qū)應(yīng)先啟動新風(fēng)機(jī)，再啟動排風(fēng)機(jī)；半污染區(qū)、污染區(qū)應(yīng)先啟動排風(fēng)機(jī)，再啟動新風(fēng)機(jī)；各區(qū)之間風(fēng)機(jī)啟動先后順序為清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)。

3層～5層負(fù)壓隔離病房在平時非疫情期間可以用作非呼吸道、呼吸道疾病的治療用房，因此，為了滿足上述功能需要，病房區(qū)域相應(yīng)的新、排風(fēng)管上設(shè)置了三工況定風(fēng)量閥。三工況定風(fēng)量閥在半污染區(qū)走道相應(yīng)病房入口設(shè)置相應(yīng)的調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器帶遠(yuǎn)程控制裝置，既可以就地控制，也可以在護(hù)士站集中控制。

根據(jù)院方的安排，6層～10層作為非呼吸道和呼吸道疾病的護(hù)理單元。后期醫(yī)院根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要可以靈活地在非呼吸道和呼吸道護(hù)理單元之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。為了滿足上述功能需要，病房區(qū)域相應(yīng)的新、排風(fēng)管上設(shè)置了雙工況定風(fēng)量閥。雙工況定風(fēng)量閥在半污染區(qū)走道相應(yīng)病房入口設(shè)置相應(yīng)的調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器帶遠(yuǎn)程控制裝置，既可以就地控制，也可以在護(hù)士站集中控制。

為便于管理和各工況的轉(zhuǎn)換，3層～10層每層均設(shè)置相應(yīng)的區(qū)域控制器(系統(tǒng))，區(qū)域控制器設(shè)于護(hù)士站。3層～5層每層設(shè)三種工作模式：負(fù)壓隔離疫情模式、非呼吸道模式及呼吸道模式。6層～10層設(shè)兩種工作模式：非呼吸道模式及呼吸道模式。各種工作模式的轉(zhuǎn)換可在護(hù)士站集中進(jìn)行。護(hù)士站各區(qū)域控制器(系統(tǒng))由新、排風(fēng)機(jī)組供應(yīng)商提供深化圖紙并報設(shè)計單位認(rèn)可。各層區(qū)域控制器(系統(tǒng))同時預(yù)留BA接口以便能夠接入大樓BA系統(tǒng)。每層的控制系統(tǒng)應(yīng)包括以下功能：

1)所有新、排風(fēng)機(jī)的啟停、故障報警；

2)新、排風(fēng)系統(tǒng)的各級空氣過濾器的壓差報警；

3)所有雙工況及三工況定風(fēng)量閥的運行工況調(diào)節(jié)、顯示；

4)各層風(fēng)機(jī)盤管的啟、停開關(guān)及顯示。

負(fù)壓隔離病房通風(fēng)空調(diào)示意圖見圖2。

6 結(jié)語

傳染病病房因不是物理隔離單元，當(dāng)醫(yī)護(hù)人員及病人流動過程中，病毒也在不斷的傳播，因此，暖通空調(diào)系統(tǒng)在阻止病毒傳播的過程中將起到至關(guān)重要的作用。在設(shè)計過程中，需要嚴(yán)格計算各區(qū)域的壓差風(fēng)量，合理運用風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置使病房、緩沖室、污染走廊之間的壓差處于可控狀態(tài)。在設(shè)計過程中，各區(qū)域之間的氣流控制也是設(shè)計的難點，需要緊密配合弱電專業(yè)制定設(shè)備啟停控制策略。層高的限制對傳染病病房的風(fēng)管布置也是一大難點，在初設(shè)階段需進(jìn)行管線綜合，盡量避免通風(fēng)空調(diào)主風(fēng)管穿過病房影響病房的凈高。