近日,湖北省住房和城乡建设厅在官网发布“关于印发《方舱医院设计和改建的有关技术要求》的通知”,通知明确需确保所有新型冠状病毒感染的肺炎确诊、疑似、发热及确诊患者密切接触者等“四类人员”能够实现集中收治、隔离,湖北全省各地相继启动“方舱医院”的建设改造。
目前,武汉市已投入运行武汉市已启用东西湖武汉客厅方舱、江汉国际会展中心方舱、洪山区体育馆方舱、江岸塔子湖方舱、黄陂方舱、汉阳国博方舱、硚口体育馆方舱、武汉体育中心方舱、洪山石牌岭中学方舱、青山方舱等10个“方舱医院”,另有7家“方舱医院”正在加紧建设中,也将在近期启用。
2月11日,黄陂体育馆"方舱医院"
"武汉乃至湖北防疫形势的变化令人担忧,尤其看到武汉市为应对几何级数增长的集中隔离需求而新增的方舱医院,我有些个人拙见供同业和相关部门研讨,以较低的代价提升和优化放舱内环境。“英国 Pro-Form Architects 工作室主持建筑师伍敬说。
一、设计背景和外围条件
对“方舱“医院的批判性思考,笔者头脑中始终存在正反两方的争论。大家熟悉的南丁格尔护理单元是战争时期的匮乏资源和迫切需求之间的矛盾的产物,是对传统单元病房模式的革新,其优势不外乎两点:通视条件带来以少对多的护理效率,病患间容易建立心理纽带。从本质上讲,体育馆/会展中心等转型的方舱医院,属于“超级南丁格尔护理空间模式”。
这种集中隔离的医护模式对于城市总体人口而言,固然有战略价值无需赘言,但其内部的大一统空间模式对高传染性疾病护理和隔离而言,却有临床方面的诸多争议:多数临床专家似乎较为乐观,认为大病区内所有患者皆是新冠病毒确诊轻症感染者,不太担心同类病患之间的传染;而较保守的意见担忧:医护人员的感染风险较高,或者数百集中病患中难以完全排除其他病原体携带者,或者冠状病毒在确诊病人中可能出现交叉感染引起变异,或者确诊轻症患者当中有基础体质的区别,等等。各方比较公认的是有条件的话,呼吸道传染病患还是实现个体隔离为妥,置之于一室还是属权益之计。
笔者观察到方舱医院本身也在快速演化,从最开始的紧急避难型阶段,无差别铺开上千床位,到一周后对“方舱“大一统空间推出若干改善解决办法。 共同点是:除开在整个场馆层面做了洁净和感染分区和流线分离外,在感染区内植入不到顶隔断(1.5-2.5米)把数百上千位患者划分为20-30床一组的护理单元,这其实一定程度上回归了经典意义上的南丁格尔护理单元的规模。同时笔者看到历史上经典的的南丁格尔护理单元在大空间内,其实往往附着一两个小房间作为隔离或休息空间。
在“方舱“医院容量不足且留观环境质量略受诟病之后,政府旋即开始征用学校寝室或酒店作为集中隔离场所,这等于摇摆回到传统单元式护理模式,对硬件改造和人力资源要求更为挑剔。当前中南地区医护资源的压力已经显而易见,乃至需要动用举国医疗之力;从某种角度上讲,当下就属“战时”,所以如果必须二选一,笔者更倾向于部署更多的优化版“方舱医院”。
但是如何扬长避短?笔者认为“大集合小隔离“可能是一个办法。它几乎就是从传统病房的病床三边帷幔演化为视线开放而空气单向隔离的胶囊。
单纯从隔离的角度,“负压隔离帐篷”并非新鲜事物,在国家战略层面早已有专业用于防核防生化CBRN负压帐篷,但即使不论储备和可部署的数量是否足以应付爆发性规模需求,至少其价格昂贵至少数万元单位造价,且单个体积较大难以紧密布置,材料属性使其极其封闭从外无法观察,适合野战条件而不是城市室内紧凑场地内使用。
作为补缺,是否可以有一种产品:造价低至可以容忍一次性使用(可以洗消但也可用后即毁),紧凑面积/体积,更轻型化,大面通透便于集中护理,便于视线交流环境感知以降低长期隔离带来的心理压力,便于大规模投放和回收/销毁。虽说临床不完美,但足以应急。
从视觉形象上,笔者设想的“胶囊“力争避免CBRN负压帐篷那样的军事和化工形象,做到柔和轻盈,透明或半透明,成为人性化医疗空间的一部分。
基于以上认识,笔者提出了“南丁格尔式护理空间内的应急型负压个体隔离帐篷和集成系统“概念方案。
二、南丁格尔护理空间内的应急负压隔离帐篷和集成系统
(一)基本概念
用 1-2 毫米硅胶膜卷材(就是北方公共场所最经济的防风门帘用材)裁剪热熔做出负压隔离帐棚单元,在体育馆车间展馆等大空间内快速成组布置。帐篷单元除开工厂制作的硅胶卷材罩身(细部另议),只需做出的帐篷顶部四棱台型不锈钢轻质定型钢架和包容帐顶负压通风立管的轻钢吊杆组合,垂直面刚度主要靠材料自重维持(或局部加地锚固定);
集成系统而言,整体根据不同场馆情况布置上部悬挂结构(或结构转换桥架)以及中央负压通
风系统结合消毒终端,如有条件还可升级为和现场新风系统接驳的均压单元。
从本人有限的医疗建筑设计知识看来,这个系统无需高科技无需大制作,多数厨房设备加舞台或会展设备承包商足以胜任,便于应急(快速预制,快速部署,快速安装),同步多处规模化实现;使用中便于病人流转或者常规消毒,便于集中护理的监测观察,有利病人感知外部环境。这个系统可买现成产品来改造,现场只做设备工程配合,根据工期造价护理需求丰俭由人。
(二)本系统的适用局限
设计背景:临时,应急,不一定可以储备重复使用。
安装环境:不适用室外/野战环境,只适合室内大空间例如体育馆展馆车间车库等,且必须依赖于已有的基本气候封闭和环境控制(无论是自然通风还是机械通风)。
我认为最大的挑战是平衡快速大规模建造和传染病学科医疗标准之间的固有矛盾。最明显的问题是洁净度问题;限于本人专业局限,无法定量设想所能获得的洁净度,但设想出两级可能的洁净度:
初级洁净度:即无新风纯负压方案,假设大空间室内公共区域的病毒密度在隔离帐篷启用后相对安全,可以取风;基本防护是可以在帐篷垂直面上加一个类似外科口罩材料的无纺布单向进风口,内侧利用硅胶片自重或加配重达到单向进风活门。帐篷靠护理走道侧可以加一个防风拉链(甚至可以利用重叠部分的静电吸附来密闭)。需要说明的是这个方案始终属于快速应急,相对于南丁格尔式大通间环境而言明显改善飞沫转播,大幅降低空气中的病毒密度,但不可能提供手术室或 ICU 洁净度。
升级版洁净度:即新风结合排风均压方案,在帐篷下部开口送入新风,风量和排风计量联动达到均压,新风采自建筑室外适当处;在这个升级版环境下,我认为在临床上是可用的,至少在这个紧急阶段。新风管道可以使用常规镀锌钢板,也可使用软管模式。
(三)系统的分项建议
结构方案两种基本选项:现场屋顶悬挂结构(免除地面结构物形成障碍),现场临建梁柱悬挂结构(免除干扰屋面或屋面结构有限制)。无论哪种,都可以整合通风管道系统和帐篷承重。
结构施工重点在于结构转换,而只要场外做好隔离帐篷单元,在场馆现场做吊挂结构转换都来得及;只要净空容许,最快办法是利用钢管脚手架倒吊在屋顶结构上即可,或者采用舞台或会展惯用的轻钢小型桁架做一个通用转换网格,大约 3x3 米,就大致可以灵活布置帐篷组合。
帐篷单元本身
围护材料选择
之所以选择硅胶卷材:定性来看,益于加工,便于运输,寿命适中;耐酸碱和 220 度高温故可以消毒;适当的厚度和密度有利于产生适当的强度刚度,以自维持基本形体稳定性,抵抗略微的压力差,甚至有一定的声学阻隔;透明利于观察监护;开孔容易,便于后期临时改变;价格和市场获取度暂时不了解,但是粗略了解不属于困难。
当然可以有其他备选材料,还有网格玻璃纤维强化热熔塑料膜(预计在0.5mm 左右),农用塑料薄膜,防火涂膜的 PVC 卷材(不透明),玻璃板材,阳光板板材等。但看起来难以有一种材料集硅胶膜的所有优点。
可以工厂统一制作部分:不锈钢管材台锥型帐篷顶部轻量化框架,帐篷各面硅胶热熔(含放风拉链预置,医用无纺布可更换单向进风门),和帐篷台椎结构直接相连部分的垂直风道和止回阀和结构挂件。估计整体万元以内可以完成。
帐篷罩体还可以结合户外用品的设计,例如设施地面临时锚固件,但必须排除通行安全隐患;或许可以考虑地面密封耦合件(磁性橡胶条)。
帐篷的集合
帐篷其实可以单独使用,但更宜成组布置,类似“停车位”模式,形成护理走廊,其组合平面布置当然必须结合特定场馆平面作为外部环境,且必须结合通风系统设计方成立,这是唯一需要一事一议的设计。
本系统主要限于护理单元,另有护士站、医技区域、集中治疗区域、生活辅助等,当然治疗区域乃至污物储存间也可以利用这种标准化隔离帐篷,或者我们后期可以设计一种多个标准帐篷的组合集群,设计理念类似于单人睡袋拼合的双人睡袋。
设备系统
1.通风
风道系统不会比普通体育工业场馆要求更高,至于使用分散式风机安装于标准单元内,还是采用集中式风机放置于整个系统末端,有待通风工种论证。唯一的建议是在于末端需要消毒模块,且考虑到万一制作瑕疵带来管道泄露而引起交叉感染,进出风热回收方式需慎用。
管道系统可以用常规镀锌钢板,或许可以整体或部分使用更低廉使用铝箔/乃至塑料蛇腹伸缩管或者是大口径 PVC 热熔管。
相信在高传染病医院的通风组织方面,小汤山模式已经有很多经验,我不必赘述。
2.医用设备
如果采用集约化设备确实可行,那么每个帐篷背面应该有一个柔性活门接驳医用管道,氧气吸痰负压管数据电源等。这些还需要根据场馆统一敷设,超出我的知识范围。
当然,基本款的帐篷可以假设这些设备/气体/液体都可以使用移动设备。
(四)如何更进一步,促成深入设计
如因多种原因,本概念未在方舱医院内广泛展开,或许可以在其特定局部使用,例如加重症候病患待转运区域做个体隔离措施。或者结合本次防疫工作和治理模式,是否可以设想在交通系统,例如铁路、机场、港口、航站楼,在公路行政区划边界的临时检查点,在较偏远的社区街道,可以在结构庇护下投放若干该轻型隔离帐篷。甚至设计上可以做到结合遮阳,防雨防风等加配升级组件的室外版本。
目前已经有个别专业厂商和笔者沟通过基于此概念的深化发展,例如更靠近本原型的热熔一体化帐篷,以及加大单元面积,同时添加洁净门斗模块的增配型。而与此同时,对于最初概念笔者也在进行反思,从生产到组装乃至到包装运输,如何进一步轻量化模块化,如何向上扩展以及向下减配,这将促成更深入的设计。
以上种种,终归是对已有体系的补充,基于假设的尝试,望专家行家批评指正。