會展建筑改造方艙醫院的暖通設計與探討

葉 豐

（溫州設計集團有限公司，浙江 溫州 325000）

0 引言

方艙醫院作為定點傳染病醫院的補充，主要任務是收治新冠肺炎輕癥及無癥狀患者，為充分利用既有建筑，以最少的社會資源、最快的速度改造完成且能夠滿足基本防護要求的臨時收治場所。方艙醫院能夠有效控制傳染源和切斷傳播鏈，緩解醫療擠兌現象；同時，疫情結束后，可以低成本恢復建筑原有功能。

根據國家聯防聯控機制要求，人口達一定數量以上的城市必須建設一個方艙醫院，結合當前疫情防控極其嚴峻的形勢，溫州市相關部門啟動方艙醫院選址，按照大空間單體建筑，能夠容納2000張床位的要求，最終選定國際會展中心建設方艙醫院。

本文針對會展建筑改造方艙醫院的設計進行多方面梳理，以期為類似項目提供參考。

1 工程概況

按照“三區兩通道”的布置原則，本次改造利用會展一號樓、二號樓的一層及二層平面作為方艙醫院患者收治區，另外在室外搭建部分醫務及配套用房。指揮中心及醫護辦公、休息位于項目西側酒店（不屬于本次改造范圍）。方艙醫院患者收治區面積26000 m2，室內總建筑面積36000 m2，室外搭建醫務等配套用房面積3062 m2，合計總建筑面積39062 m2，可提供床位數2000張。方艙醫院總平分區及引導圖如圖1、圖2所示。

圖1 方艙醫院總平分區圖

圖2 方艙醫院總平引導圖

項目暖通設計原則是對內保護醫護、后勤人員的安全，對外防止污染區空氣不經處理外排或外溢，同時保證建筑物原消防防排煙系統的正常運行。

本次改造時間緊促，由啟動設計至項目完工僅約10天。考慮項目現實情況及會展建筑的特性，在保證方艙醫院運營安全的前提下，最大化利用場館原有暖通設施，按照相關導則并參照傳染病醫院的要求，對原建筑進行改造。

2 患者收治區

會展一號樓、二號樓分兩期建設，其中一號樓已投用近20年，二號樓近10年。空調均采用全空氣系統，側面噴口送風，頂回風。排風口設于高處，與排煙系統合用風管；一號樓采用雙速排煙兼排風風機，二號樓排煙風機與排風機分設，風機均設于樓層風機房內。

依據浙江省《方艙式集中收治臨時醫院技術導則（試行）》，考慮到改造時間緊迫，改造最大化利用原建筑物空調和排風系統。關閉空調機組回風閥、封堵回風口，新風閥全開，以全新風模式運行，二號樓排風機入口處新增高效過濾器。考慮排煙風機無法24 h持續運行，同時高效過濾器無法直接承受消防排煙高溫，且機房內沒有增加旁通管的空間，故一號樓利用室內原排風排煙系統，在屋面增加排風機。樓層至屋面排風豎管采用圓管設置于室外鋼柱圍合的三角造型內，如圖3所示，提供施工便利的同時，減少對建筑的破壞。

圖3 室外排風豎管施工現場

方艙醫院通風系統要求24 h不間斷運行，排風量按每人不小于150 m3/h設計。衛生間、盥洗室及污物暫存、污洗等設置獨立的排風系統。新風量小于排風量，產生一定的負壓，防止污染空氣外溢。送排風量差值折合換氣次數根據建筑物密封程度控制在1～1.5次/h[1]。由于所需新風量遠小于組合式空調機組的額定風量，此時需采用機組變頻方式并關閉部分噴口。

院感驗收階段部分疾控專家認為上排風不符合傳染病醫院要求，我方認為大空間設置上送下排與負壓隔離病房保護醫護人員安全的氣流組織有所區別，更多的是為了空氣齡和溫度梯度。為順利推進驗收及后續項目，我方對一號樓一層氣流組織進行了CFD模擬。

根據圖4，大空間氣流組織中起決定作用的是噴口送風，排風影響較小。需要注意的是，本次病床單元間隔板高度較大，阻擋了送風氣流。調試階段需調整噴口送風角度，避免氣流阻擋造成病人不舒適。根據圖5，靜態環境下0.7 m（臥床）高度，大部分區域空氣齡為0.2～0.4 h，局部最不利區域為0.5 h。考慮輕癥、無癥狀患者活動能力較強和紅色區域增設空氣凈化機組產生的氣流擾動，空氣齡可滿足基本要求。

圖4 速度場模擬

圖5 0.7 m高度空氣齡

3 衛生通過區

衛生通過通風設置目的為保護醫護人員免受病毒傳染。為形成從清潔區至污染區的氣流流向和壓力梯度，在傳染病醫院及生化實驗室中，通常一脫、二脫等各隔間內獨立設置送、排風系統，采用動力分布（數字化）通風系統或送風末端設置定風量閥。

但上述系統較為復雜，安裝與調試工作量大且造價高，考慮到方艙醫院為應急臨時收治場所，設計通常采用簡化系統。從清潔區進入污染區，采取正壓緩沖隔離方式；從隔離區返回清潔區，采取負壓緩沖隔離方式。在“一次更衣”設置不小于30次/h的送風，在“脫防護服間”設置不小于30次/h的排風。各相鄰隔間設置通風短管，氣流流向為從清潔區至污染區[2]。圖6為按上述原則設置的本項目第一版衛生通過通風系統圖。

第一版衛生通過通風系統由10組圖6所示的單元組成，項目實施中途運營單位認為該建筑布局不利于實際操作，要求合并為2組一更、穿防護服（進入通道）和6組一脫、二脫、淋浴（返回通道），各一更與淋浴間均開門至室外連廊。同時疾控專家要求按傳染病醫院做法，在一脫、二脫等隔間設置送、排風，取消通風短管。考慮到項目快速通過院感驗收且通風設備已采購和板房結構等問題，協商后采用簡易做法：在一脫、二脫及淋浴分設排風，各隔間均分設帶密閉閥通風管，由室外獨立自然進風，封堵一脫、二脫之間的通風短管；考慮板房漏風較大，一更與穿防護服間僅設置送風口。經系統調試，最終進入及返回通道各隔間可形成正、負壓壓力梯度，達到基本防護要求。

圖6 第一版衛生通過通風系統

4 消防、空調系統安全

由于方艙醫院均為既有建筑改造，如本案會展已使用多年，存在設備、管道老化現象。設計、改造施工過程中，同步督促業主方對原有防排煙系統、空調系統進行逐項排查，更換故障設備及相關閥門等，確保系統可靠運行。同時，對組合式空調機組、風口及空調機房等進行充分的清潔消毒，保證空氣品質。

5 總結與建議

（1）方艙醫院通常沿用原排風系統，應急狀態下患者收治區上排風可滿足基本使用要求。但合理的下排風口設置可有效縮短空氣齡及降低人員活動區的污染濃度，故在改造項目時間充足、硬件滿足時，建議優先采用下排風系統。

（2）大空間建筑必定會存在通風死角，需采用移動式大風量空氣凈化機凈化空氣，同時加強該區域的氣流擾動。

（3）調試階段發現物資入口處有氣流外溢現象，經排查為正對該入口的噴口送風風速過高。在保持該系統總送風量不變的前提下，關閉該處噴口，開啟遠端噴口，氣流恢復正常。

（4）本項目調試驗收，按疾控要求為檢測所有風口風量，并按系統疊加與設計資料進行核對。檢測單位判定標準為設計風量誤差范圍在±10%即合格。本項目系統調試初期，排風系統風量大多為負偏差，送風系統大多為正偏差，雖然單項數據符合檢測標準，但送、排風風量差值偏小。后期根據實際排風量對送風量進行調整，形成應有的負壓。

（5）由于初、中、高效過濾器初阻力與終阻力相差較大，造成后期系統風量變化明顯。故需注重風機選型，并在使用過程中關注過濾器壓差檢測信號，及時予以更換。

（6）衛生通過區域正、負壓緩沖隔離方式氣流流向合理，完全可以滿足應急方艙醫院的防護要求。但院感評審、驗收過程中，衛健委專家堅持各隔間獨立送、排風，取消連通短管。如滿足該要求，勢必造成系統復雜、造價增加及施工周期延長，建議衛健系統與住建專家進行深入探討，早日達成共識。