抗疫空調防護服及其保障系統

◆湖南省寧鄉市第十一高級中學 易 暢

本期點評專家

譚迪熬 中國發明協會院士專家咨詢工作委員會首任專家，中國發明協會中小學創造教育分會會長，科技創新教育特級教師，教育部國培計劃專家庫專家。

在新冠肺炎疫情暴發期間，醫護人員不僅工作量巨大，身著防護服的他們還要忍受悶熱、潮濕的工作環境。由于工作時間長，脫下防護服后，他們的臉上還會出現很深的勒痕。看到這一幕，我就想：我能為他們做點什么嗎？

在老師的指導下，我走訪了附近醫院的醫護人員，翻閱了很多有關防護服的資料。目前，用于抗疫的防護服種類繁多，大多數為一次性抗疫防護服，其結構簡單，成本相對較低，具備一定的防護能力，但存在很多缺點，比如舒適性差，長時間使用會悶熱出汗、易疲勞等。

我從專利數據庫中得到啟發，想設計出一種抗疫空調防護服及其保障系統。經查新，目前除了單獨的普通防護服套裝設計外，還有氣囊式防護服的設計，部分設計利用風機吸入防護服外經消毒后的氣體，然后通入防護服內。但這種防護服風險較大，成本高。

目前，尚未有利用外界空調換氣系統通過管道為防護服輸送新鮮且溫濕度適宜的空氣、提高醫護人員舒適度的裝置。

一、設計思路

我想把防護服設計成氣囊密閉式的，防止將醫護人員身體勒得太緊導致不適。另外，醫護人員在防護服內密閉的環境下需要通風換氣，且該過程不能直接在病房內進行，所以考慮通過管道將新鮮空氣加壓輸入防護服，并將產生的廢氣通過防護服上的單向排氣孔排出防護服。

為了有效防護，普通防護服會將醫護人員的面部勒得很緊，醫護人員口渴時也不方便喝水。我設計的防護服內部為密閉空間，可事先在防護服內部設置帶長吸管的水袋，便于醫護人員喝水?？挂呖照{防護服及其保障系統的設計如圖1、圖2。

圖1 抗疫空調防護服及其保障系統結構示意圖

圖2 抗疫空調防護服保障系統結構示意圖

二、系統結構

抗疫空調防護服及其保障系統主要由空調供氣系統、送風系統、供氣軟管、防護服主體、飲用水保障系統等組成。

空調供氣系統主要用于提供適宜溫濕度的新鮮空氣。

送風系統包括加壓風機、送風管道、供氣接口，主要用于把空調供氣系統提供的溫濕度適宜的新鮮空氣加壓后，通過管道輸送到醫院內各病房區域。送風管道連接各個病房，在各病房適當位置設置供氣接口，供氣接口內置單向供氣閥，用于連接供氣軟管。

供氣軟管一端連接病房內的供氣接口，另一端連接氣囊式防護服進氣接口，將新鮮空氣從病房區管道內輸送至醫護人員的防護服主體內。新鮮空氣通過送風系統及供氣軟管單向輸入防護服，只進不出。

防護服為氣囊式密封防護服，防護服腰部配備一個帶消毒防護裝置的進氣接口，用于連接供氣軟管，防護服四周有多個單向排氣孔，防護服內的廢氣通過單向排氣孔排出?？諝庵怀霾贿M，可提高醫護人員的舒適度。

水袋置于防護服胸前口袋中，長吸管一端固定在水袋內，另一端固定在防護服面罩一側，使用者只需微微偏頭，就可碰到吸管，解決了醫護人員穿著防護服時飲水難的問題。

三、使用原理

圖3 對實物模型進行研究分析

使用時，新鮮空氣通過空調供氣系統調節溫濕度，然后通過送風系統進行加壓后經進氣管道輸送至各病房區域供氣接口端，供氣接口端連接供氣軟管。

身著氣囊式防護服的醫護人員需要通風換氣時，可把供氣軟管接口插入帶卡槽的氣囊式防護服接口（防護服接口自帶消毒裝置），這時溫濕度適宜的新鮮空氣通過送風系統及進氣軟管輸入防護服，并通過防護服各處的單向排氣孔排出。

防護服內上衣口袋中有帶長吸管的水袋，醫護人員只要稍稍偏頭，通過延伸至頭盔內的長吸管就能喝到水。防護服是封閉式的，空氣在防護服內形成正壓，有利于防止病毒進入防護服。

四、實驗探究

在25℃環境下，分別穿上抗疫空調防護服與普通防護服，4 小時后進行對比。

實驗表明，同等條件下，對比普通防護服，抗疫空調防護服穿著更舒適，不會出現悶熱出汗、疲勞、用后有勒痕等問題，同時能方便醫護人員口渴時及時喝水。

表1 25℃環境下分別身著抗疫空調防護服與普通防護服4 小時后的對比情況

五、創新點

1.提出抗疫空調防護服及其保障系統的設計理念，并設計了抗疫空調防護服，提供了抗疫防護領域一項嶄新的技術方案。

2.設計了一套飲水保障系統，解決了穿著抗疫防護服工作的醫護人員喝水難的問題。

3.經測試，抗疫空調防護服的安全性、舒適度更高。

（指導老師：易躍紅 ）

作者心聲

該作品的設計與制作培養了我的創新思維能力，提高了科學素質，鍛煉了動手能力。雖然在作品設計制作過程中碰到過很多困難，但也讓我有了敢于向困難挑戰的勇氣和自信。

專家點評

從青少年發明創新活動方面來分析，該項目是根據當前新冠肺炎疫情周期長、形勢復雜而選定的社會熱點，屬于應景式、集成性的創新實踐項目。

易暢對這個項目進行了長時間的科學探究與實踐。比如，為了解該項目當前的技術現狀及先進性走訪醫院，對一次性抗疫防護服的優點和缺點進行了科學分析；還從專利數據庫中找到“突破口”進行設計與制作等。這對她個人創新實踐能力的提升有一定的幫助。

但是，正因為這個作品為應景式熱點項目，它與目前在使用的國內外醫護人員穿著的多款防護服相比，其先進性與實用性較難分辨。

建議同學們多實踐一些具有原創性的項目，能成長得更快、更強。