方艙醫院暖通設計方案分析
——以某高校體育館改建方艙醫院為例

范文輝

（北京北建大建筑設計研究院有限公司，北京 100044）

1 項目背景

根據國家衛健委2022 年6 月底頒布的《新型冠狀病毒肺炎防控方案（第九版）》的要求，我國新冠肺炎疫情防控要全面落實“動態清零”的總方針，堅持“預防為主、防治結合、依法科學、分級分類”的原則，堅持常態化精準防控和局部應急處置相結合，以最短時間、最小代價將疫情控制在最小范圍內。

為貫徹國家的防疫方針，各省、市政府緊急出臺了新冠肺炎隔離設施和方艙醫院的設計導則，參照文獻[1]和[2]的有關要求，利用既有高大空間建筑，如展覽中心和體育館，改造為集中收治輕癥或無癥狀感染者的方艙醫院或集中隔離場所，是一種非常有效的措施。

2 工程概況

北京某高校位于大興新校區的體育館，總建筑面積20 000 m2，建筑高度19.5 m，2017 年9 月投入使用。該體育館地上主體為一層，為高大空間，內部局部3 層（看臺下），地下兩層。

原設計地上大廳的主要功能為籃球訓練及比賽，南北兩側是觀眾席。階梯看臺下的房間主要是體育訓練、比賽用房、體育教室、辦公室，地下建筑主要功能為游泳館、健身房、球類活動室和設備用房。

高校是人員密集場所，一旦發生疫情極易傳播擴散，為使疫情在發現初期及時得到控制，結合國家和北京市的防疫政策，學校響應區政府的號召，擬將該體育館（大廳）改造為臨時方艙醫院，用于及時收治輕癥和無癥狀感染者。

3 新冠肺炎方艙醫院的暖通設計原則和要點

3.1 呼吸道傳染病收治場所環境控制措施

新冠肺炎屬于乙類呼吸道傳染病，研究表明，其病毒主要通過呼吸道飛沫和密切接觸傳染，在封閉環境內通過氣溶膠傳染。根據這些特點和文獻[3]的闡述，加強室內，特別是呼吸道傳染病收治場所的機械通風，對于控制氣流流向和稀釋降低帶病毒顆粒物的濃度，有很大的作用。

3.2 新冠肺炎方艙醫院暖通設計原則和要點

利用既有建筑改造為新冠肺炎方艙醫院，根據文獻[1]、[2]和[4]的有關要求，匯總得出方艙醫院設計原則和要點如下。

1）方艙醫院的格局應按“三區兩通道”進行設計，污染區包括輕癥患者收治區、治療室、處置室，清潔區為醫護人員生活區，半污染區為清潔區與污染區之間的辦公室、護士站、治療室、醫療器械室等，還有醫護人員通道和患者通道。

2）改造的方艙醫院，空調通風系統應按清潔區、半污染區、污染區分別獨立設置，且盡量利用原建筑的空調通風系統，全空氣空調系統采用全新風直流方式運行，關閉回風閥，新風閥全開；風機盤管+新風空調系統，按最大新風量運行，這兩種方式的排風量均大于新風量，排風口設高效過濾器，排風機風量不夠時，可以開啟排煙風機。

3）原有空調和排風系統無法利用或未設置通風系統的，應增設通風系統。加裝的排風系統應盡量采用下排風，排風管可結合建筑隔斷明裝，排風量標準應按150～200 m3/（人·h）設計。

4）清潔區的送風系統應采用粗效、中效，至少兩級過濾；污染區的送風系統應采用粗效、中效、亞高效，至少三級過濾；排風應經過高效過濾器處理后排放。

5）在高大空間內設置的方艙醫院，氣流組織明顯不利的區域，如增設排風口有困難，可分區設置具有殺菌消毒功能的空氣凈化器。

4 某高校體育館方艙醫院改造暖通設計方案分析

4.1 體育館暖通空調系統現狀

該體育館地上一層大廳采用的是一次回風全空氣定風量空調系統，夏季供冷，冬季供熱，氣流組織形式為上送風、下回風，屋頂風機排風。空調系統按觀眾區和場地區劃分，根據建筑形式，南、北側各設兩個空調系統，共8 個空調系統。

大廳空調系統的總送風量約為200 000 m3/h，折合換氣次數約為5 次/h。空調系統的熱源為地下一層換熱機房，冷源為屋頂風冷冷水機組。

4.2 體育館方艙醫院建筑改造方案

根據區政府和學校的要求，結合新冠肺炎隔離設施相關設計標準，建筑專業提出了方艙醫院改造平面方案，劃分了清潔區和污染區。

一層大廳主要區域為收治新冠輕癥患者的污染區，內設123 張床位，每床之間有隔板，與大廳相通，還有值班護士25 人，醫生4 人，保安、保潔12 人，共164 人。患者衛生間為現位于大廳南、北兩側的衛生間。大廳東側為衛生通過區，作為醫護人員的出入口，設有更衣間、緩沖間、洗消間、衛生間，房間均有頂板，為密閉空間，患者的出入口位于大廳西側。

4.3 方艙醫院污染區通風空調系統改造方案

由于該體育館大廳的原空調通風系統是按大空間舒適性空調設置的，雖然總的送、排風量較大，但系統帶有回風，送、回風口也未設高效過濾器，且排風口的位置較高，都不滿足方艙醫院的使用要求，因此，若改為方艙醫院，則需要對空調通風系統進行整改。經分析，空調通風系統有以下3 個改造方案。

1）方案一：大廳污染區利用原空調系統送風，關閉回風口，利用原屋頂風機排風

利用原場地區的空調系統送全新風，仍采用位于高處的噴口送風，原位于低處的回風口關閉，利用屋頂的排風機排風，場地內分區設若干移動式空氣消毒裝置。

原場地區4 臺空調機組的總送風量為25 000×4=100 000 m3/h，現排風量按200 m3/（人·h）計，總排風量為200×180=36 000 m3/h，則總送風量不大于30 000 m3/h 即可。原服務場地的空調機組只開其中兩臺（南、北各一臺）送風，并通過加裝變頻裝置，來降低風機轉速和風量，或者用風閥調節風量，同時送風口加裝亞高效過濾器。

原屋頂有4 臺排風兼排煙風機，總排風量（低檔）為22 000×4=88 000 m3/h，現運行其中兩臺風機（南、北各一臺）即可滿足排風量要求，屋頂原排風口適當改造，加一節三通風管，一支新增一個帶高效過濾器的排風口，另一支風口還用于排煙，火災時轉換。

為保持室內良好的空氣質量，春、秋過渡季節也可以加大送、排風量，即南、北區各開啟一臺空調機組送風，屋頂開啟3 臺排風機組排風。

此方案的優點是：充分利用現有空調通風設備和管道，僅做少量改造，施工難度小，周期短。缺點是：送、排風口均位于高處，且兩股氣流有交叉，不利于及時排除帶有病毒的空氣；冬、夏季全新風運行時，冷熱負荷較大，室內溫度不能達到原設計標準，特別是冬季高處送熱風對地面不利，建議每床設電暖器來保持較舒適的環境溫度。

2）方案二：大廳污染區利用原空調系統送風，原空調下回風口改為排風口

利用原場地區的空調系統送全新風，仍采用位于高處的噴口送風，原位于場地周圍低處的回風口改為排風口，形成上送風，下排風的氣流組織形式，新的排風管利用建筑兩端原有管井的空間敷設，或重新在樓板上開洞，豎向敷設新管道，與屋頂的排風機連接排風，場地內分區設若干移動式空氣消毒裝置。送、排風量基本同方案一。

此方案的優點是：利用現有空調通風設備和送風系統，對原回風管道進行修改，改下回風系統為下排風系統，使氣流組織更符合呼吸道傳染病區的要求，及時排除有害氣體。缺點是：對排風系統改造工程量較大，施工有一定難度，周期長，成本較高。

3）方案三：大廳污染區利用原空調系統送風，新增下排風立管，沿看臺向上敷設，高空排風

利用原場地區的空調系統送全新風，仍采用位于高處的噴口送風，關閉原回風口，在場地周圍新增若干下排風立管，沿兩邊看臺向上敷設，連接屋頂原排風機排風，形成上送風，下排風的氣流組織形式，場地內分區設若干移動式空氣消毒裝置，送、排風量基本同方案一，詳見圖1。

圖1 體育館（方艙醫院）通風空調剖面示意圖

此方案的優點是：利用現有空調通風設備和送風系統，廢除原回風系統，新增下排風系統，使氣流組織更符合呼吸道傳染病區的要求。缺點是：新增排風系統的管道和部分風機，工程量較大，但因較少涉及對體育館結構的改造，比方案二的施工難度小。

4.4 衛生通過區的通風空調改造方案

衛生通過區設在體育館大廳東側，緊鄰原主席臺，根據防疫需要，需增設送、排風系統。送風方案是在舞臺后部一層進出口大廳頂部吊裝一臺直膨式新風機組，夏季供冷，冬季供熱，室外機設在附近地面上，新風管送接至醫護人員進入污染區方向的更衣間。在醫護人員離開污染區方向的緩沖間設下排風口，并在舞臺高處觀眾席頂部新增排風機一臺，豎向排風管連接至排風口，從高處排風。

5 結語

從以上方案分析來看，通風空調系統在方艙醫院的建設中占有舉足輕重的位置，對于患者的順利康復和醫護人員的安全都非常重要。方案一改造工程量較小，施工速度快，工程造價低，且疫情結束后便于恢復原狀，但空調通風系統運行效果一般，適合在短期內快速建成臨時性方艙醫院，并投入使用，以應對疫情的暴發。方案三改造工程量較大，施工難度大，周期長，造價高，疫情結束后恢復難度大，但空調通風系統運行效果最好，適合長期用作呼吸道傳染病方艙醫院。需要注意的是，上述各通風系統改造方案中，對原體育館的防排煙系統不做改動，以確保體育館在各種功能條件下都能安全運行。