文 / 王珊、苏晓青、彭宜 北京五合国际工程设计顾问有限公司

前有2003年的非典型肺炎(SARS),现有2020年新型冠状病毒肺炎NCP。这些可通过飞沫、接触、气溶胶等传播方式传播的疾病,对传染病医院和综合性医院传染病区的建筑通风空调设计和建设水平提出了很大的挑战。

结合疫情特点,综合性医院传染病区(包含消化道传染病区、呼吸道传染病区、虫媒接触传染病区和发热门诊区等)的通风空调系统在满足平时功能的使用情况下,呼吸道病区(负压隔离病房)亦能在传染病大暴发期转化成符合使用要求的病房及功能用房,其他病区通过快速改造空调通风系统,也能满足使用要求。

传染病区设计时既要保证足够的换气次数,满足新风量的要求;也要满足不同房间的空气静压,保证气流从清洁区→半污染区→污染区流动;还需要特别注意排风的处理,排风经过处理达标后再排入室外环境,不能让含有细菌、病毒的空气流入工作人员工作的房间,造成交叉感染。

本文以某内蒙古某综合医传染病房楼、消化道感染门诊、呼吸道感染门诊项目为例,介绍通风空调系统设计要点,以期为疫情期间有临时新建和改扩建需求的医院建设者提供借鉴。

建筑概况

院区传染楼建筑概况

传染病房楼位于内蒙古某市综合医院院区内,总建筑面积1800㎡,开放床位数:30床。地上二层,一层为肠道(消化道)病区,二层为呼吸道病区。

一层肠道(消化道)病区和二层呼吸道病区的清洁区主要由医护人员换鞋、更衣、办公、值班及医护走廊等组成;污染区由病房、抢救、患者走廊等组成。

门诊区的消化道、呼吸道感染门诊建筑概况

感染门诊为独立的出入口,包含消化道感染门诊和呼吸道感染门诊。与普通门诊大厅,儿科门诊大厅、出入院等属不同的方位,避免疑似传染病人在未确诊前对整个院区的影响。

感染门诊包含患者走廊、诊室、资料、观察、留观、X光、医护走廊等科室。

空调系统

1.冷热源

根据相关规范要求,各功能房间的温度控制在 18~28℃。

院区设置有换热站,传染病房楼和感染门诊区的新风空调机组热源均来自院区空调换热站(60/50℃);传染病房楼和感染门诊区域房间均设置散热器采暖,散热器采暖热源来自院区采暖换热站(80/60℃)。

1)由于此传染病房楼为医院院区的一个独立的小楼,此院区又位于内蒙地区,夏季温度较舒适,冬季较冷。根据当地实际情况在传染楼隔离病房及功能性科室(污染区)的内区房间设置多联机风冷空调系统,以满足夏季制冷要求。即,直流式新风+多联机系统。

2)感染门诊由于除患者等候区外的各科室均位于内区,为了满足内区科室夏季制冷需求,其夏季送风的冷却采用独立直膨式风冷机组,并根据室温控制调节送风温度,由于此地位于严寒地区,冬季有市政供暖。

2.空调设置

根据相关规范,“传染病区宜设置空调设施。当设置全空气空调系统时,负压隔离病房、负压手术室及负压检验室应设置直流式空调系统,ICU 宜设置直流式空调系统。”

1)传染病房楼一层(消化道病区)、二层(呼吸道病区)设置新风空调机组,即空调采用直流式新风空调+散热器系统;感染门诊区设置直流式独立直膨式风冷机组+散热器系统。排风处理达标后直接从屋顶排放。空调机房设置在清洁区。

2)每层的清洁区、污染区根据分区不同,分别独立设置新风空调机组。

清洁区空气处理系统设置的功能段为:粗中效过滤段、电预热段、加热(热水)段、电蒸汽加湿段、风机段、出风段;

污染区空气处理系统设置的功能段为:粗中效过滤段、电预热段、加热段、电蒸汽加湿段、风机段、亚高效过滤段、出风段。

3)送、排风系统的各级空气过滤器应设压差检测、报警装置。

3.冷凝水排放

污染区空调的冷凝水集中收集,随各区废、污水集中处理后排放。

在传染病房区中,漂浮在空气中、附着在灰尘颗粒上的病菌会被阻隔在空调机组换热盘管上,并随着冷凝水排出。这些病菌有可能使人致病,所以应该避免将空调冷凝水排到裸露的地面,而应该将冷凝水排到设置的冷凝水管,引至医院的废、污水系统集中处理。多联机空调的冷凝水集中处理,然后排放。

通风系统

1.系统划分

传染病区应设置机械通风系统。清洁区、半污染区、污染区的机械送、排风系统按区域独立设置。半污染区、污染区的排风机应设置在建筑室外。

1)传染病房楼的消化道和呼吸道门诊病房护理单元区域(污染区)和医护人员工作区(清洁区);两个区域各设置一套空调送风系统,经新风空调机组处理后通过风管送至各区域;清洁区和污染区分别设置排风系统,污染区排风经过处理后通过屋面的排风机排出室外。

2)消化道、呼吸道感染门诊由于面积小,整个区域设置一套送风系统,但清洁区和污染区的支管分开设置,并设置止回阀;污染区的排风集中收集后通过竖井高排,管井内衬铁皮风管。

通风系统的设置根据各护理单元划分满足平时功能使用,亦能在有类似新型冠状病毒NCP这类传染病时,呼吸道病区的通风在简单改造后迅速转换成能收治此类病人的病房。

2.系统设计要点

1)送、排风系统中,每间病房的送、排风支管上设置电动密闭阀,并可单独关断。实现房间消毒。

2)清洁区和污染区的排风机位置均位于屋面(图1);确保在建筑内的排风管道内保持负压。排风机吸入口设置与风机联动的电动密闭阀。半污染区、污染区的排风机设在排风管路末端,排风系统的排出口不临近人员活动区,排气高空排放,排风系统的排出口、污水通气管与空气压缩机房的进风口、送风系统取风口不设置在建筑同一侧,并应保持安全距离。

▲ 图1 屋面排风系统布置图

排风口高于最高点3m,排风口距离最近取风口、其他建筑物距离不小于20m,各系统排风出口单独设置(防止回流交叉污染)。

3)病房卫生间排风不通过共用竖井排风,结合病房排风统一设计。

4)负压隔离病房的排风经高效过滤器处理后高空排放;且负压隔离病房(呼吸道病区)排风的高效空气过滤器应安装在房间排风口部,在遇到空气或飞沫传染的甲类及甲类管理的乙类传染病时,可直接收治病人。其他区域的排风均应过滤处理达标后才能排放到大气中。

5)负压隔离病房的新风量最小换气次数应为 12次/h,污染区最小换气次数应为 6次/h,清洁区最小换气次数应为 3次/h。

6)负压隔离病房的送排风系统尽可能独立设置。

气流组织

合理的气流组织对细菌和病毒起到有效的稀释和排放,传染病区的气流组织应排除死区、停滞区和送排风短路,防止细菌、病毒的积聚,使医务人员不会处于传染源和排风口之间,减少医务人员被感染的机会。

1.负压隔离病房气流组织

负压隔离病房的送风口与排风口布置应符合定向气流组织原则,送风口应设置在房间靠近医护入口上部的上侧;排风口应设置在病房内靠近床头的下部,应利于污染空气就近尽快排出。房间的气流组织应防止送排风气流短路(图2)。

▲ 图2 负压病房通风布置及气流流向图

图中为两种不同的通风系统布置。左侧图的设置2个送风口1个排风口,右侧图为1个送风口2个排风口;均满足送风口靠近医护上侧,排风口位于病房床头下侧;排风口的底部设在房间地板上方不低于 100mm 的位置,尽量减少回流气流。

2.系统气流组织

整个防护单元(消化道病区、呼吸道病区)气流组织形成清洁区→半污染区 →污染区有序的压力梯度,房间气流组织防止送排风短路,送、排风口的设置使清洁空气首先流过房间中医务人员可能的工作区域,然后流过传染源进入排风口 ,在污染浓度最高的区域排出。

清洁区采用上送上排的方式,送风口与排风口之间距离不小于2.5m,防止送排风气流短路。

污染区中的病房内采用上送下排的方式,患者走廊采用上送上排的方式,送排风口的布置使清洁空气首先流过病房内医护人员可能停留的区域,然后流过患者停留的区域进入排风口。

压差控制(防护措施)

新型冠状病毒肺炎这类空气传播疾病,最重要的感控手段还是隔离,传染病区压差控制是防止交叉感染的关键。不同污染等级区域压力梯度的设置应符合定向气流组织原则。

1.传染病区分区

传染病病区分三个区域:

1)清洁区:医生护士办公区、值班区等,需设置正压;

2)半污染区:护士站、医生护士通道、治疗、处置间等;

3)污染区:病房、与之相连的污物通道等。

2.压力梯度

相邻相通不同污染等级房间的压差(负压)不小于 5Pa,负压程度由高到低依次为病房卫生间、病房房间、缓冲前室与半污染走廊。清洁区气压相对室外大气压应保持正压(图3)。

▲ 图3 传染病区压差分布图

不同污染等级区域有压差检测装置。新风管道绝对压力高于途径所有房间绝对压力,排风管道绝对压力低于途径所有房间绝对压力。

负压隔离病房、ICU 应在外侧人员目视区域设置微压差计,并标志明显的 安全压差范围指示。其他区域有条件时,可设置相应的设施。

运行维护

同一个通风系统,房间到总送、排风系统主干管之间的支管风道上应设置电动密闭阀,并可单独关断。接风口的支管均设置手动调节阀,若支管上无法设置调节阀,须在风口处设置手动调节阀。感染病房楼区域内各房间的正压、负压、气流速度、污染物浓度值等,均可通过前期手动控制、电动控制等方式达到规范规定的要求。

1)送、排风机启动顺序控制:为保证病房污染区域的带菌空气不外泄进入清洁区。各区域排风机与送风机应连锁,为保证各区域空气压力梯度,清洁区应先启动送风机,再启动排风机;污染区应先启动排风机,再启动送风机。各区之间风机启动顺序:先启动污染区、再半污染区,最后清洁区;

2)随时关注风机故障报警信号,保证风机正常运行;

3)随时关注送排、风系统的各级空气过滤器的压差报警,及时更换堵塞的空气过滤器,保证各区域风量;

4)排风高效空气过滤器更换操作人员须做好自我防护,拆除的排风高效过滤器应当由专业人员进行原位消毒后,装入安全容器内进行消毒灭菌,随医疗废弃物一起处理。

特别提示

综合医院传染病区的通风、空调系统设计是一项复杂而重要的工作。其重点是洁污分开和防止交叉感染,要达到这一目的,除了在平面布置上考虑外,各区域间保持一定的压差也是一项必要的措施。另一方面,加强感染病房楼内的空调、通风系统的应变能力、解决封闭空间的通风问题、提高环境内的空气质量等问题方面均应当受到重视。

参考文献

[1]GB 50849-2014 传染病医院建筑设计规范,北京:中华人民共和国住房和城乡建设部与中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布,2015年5月

[2]GB 51039-2014 综合医院建筑设计规范,北京:中华人民共和国住房和城乡建设部与中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布,2015年8月

[3]T/CECS 661-2020 新型冠状病毒感染的肺炎传染病应急医疗设施设计标准,北京:中国工程建设标准化协会标准,2020年2月

[4]呼吸类临时传染病医院设计导则(试行),湖北:湖北省住房和城乡建设厅,2020年2月

[5]GB/T 35428-2017 医院负压隔离病房环境控制要求,北京:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局与中国国家标准化管理委员会发布,2018年7月

[6]GB 50686-2011 传染病医院建筑施工及验收规范,北京:中华人民共和国住房和城乡建设部与中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布,2012年6月

[7]建标173-2016 传染病医院建设标准,北京:中华人民共和国住房和城乡建设部与中华人民共和国国家发展和改革委员会,2016年9月