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世人瞩目的雷神山医院已经交付使用，该项目的设计方案，是中南建筑设计院40余人的设计团队昼夜奋战的成果。该项目经历了医院规划总建筑面积从5万平方米到7.99万平方米的增加、床位从1300张至1600张的扩容、不等人的疫情形势、几无反应时间的突发状况等各种难以想象的困难，就是在这种内外焦灼的情况下，设计团队出色地完成了任务。

在这40余人的全专业设计团队中，也包含了一个12人的暖通设计小队，此次新型冠状病毒并不明朗的传播途径及特性，也给他们带来了不大不小的难题，为控制疫情扩散，他们对采暖通风及空调系统进行了怎样的设计？设计中特别注意了哪些问题？设计中遇到过哪些困难又是如何解决的？带着这些疑问，《医养环境设计》（以下简称HCD）采访了在此次雷神山医院设计中担任空调暖通专业负责人的中南建筑设计院股份有限公司建筑综合设计院总工程师、医疗建筑技术研究中心副主任张银安。

张银安 中南建筑设计院股份有限公司建筑综合设计院总工程师，正高职高级工程师，中南工程咨询设计集团核心专家，中南建筑设计院股份有限公司医疗建筑技术研究中心副主任

HCD:在雷神山医院设计中，您所负责的工作是什么？

张银安：在雷神山医院设计中，我担任机电专业组织及协调工作，同时是空调通风专业的负责人。

审核雷神山医院项目设计图

HCD:针对新型冠状病毒肺炎的传播特性，目前临时新建传染病医院的暖通设计该怎么做？

张银安：新型冠状病毒肺炎（国内命名英文简称：NCP）属于典型的急性呼吸道传染病，此前，在国家卫健委发布的几版《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》中，也强调新冠病毒主要传播途径是经呼吸飞沫和接触，虽然气溶胶和消化道等传播途径尚待明确，但也需引起足够重视。

NCP传播途径：

了解NCP这些特性后，当前临时传染病医院建筑设计应围绕控制传染源、切断传染链、阻断传播途径、隔离易感人群的基本原则展开，并要满足传染病医院的医疗流程。

在建筑要求上，其总体布局和平面与竖向的布置应明确功能分区，明确各部门洁、污分区与分流, 尽量避免洁净人流、物流与污染人流、物流的交叉与接触，降低相互感染概率。

在通风空调设计中应致力于采用有序的压力梯度控制措施，合理控制气流流向，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,应保证气流从清洁区→半污染区→污染区方向流动。医护区相对传染区为正压，控制负压隔离病房、负压检验室室内负压值，避免洁净空气与污染空气的交叉，减少相互感染概率，有效阻断病毒传播，保证医护人员安全健康。同时应采取有效的空气净化消毒措施，最大限度降低负压隔离病房等污染区的排风对周围环境的影响。

由于呼吸道传染病可能通过空气传播，最安全的通风空调系统莫过于全新风系统；空气高效过滤器的采用也可阻挡病菌的通过；干盘管的使用可使空调盘管不易滋生细菌，以免污染通过的空气。

因此，如何按照《传染病医院建筑设计规范》GB50849及《医院负压隔离病房环境控制要求》GB/T35428等要求，结合当前应急临时医院建设时间短、要求高、部分设备材料供应不满足建设工期要求的特点，因地制宜做好当前暖通空调的设计工作是暖通空调设计师应重点考虑的问题。

HCD:与您此前参与的医院暖通设计相比，此次雷神山医院的暖通设计有什么不同？在此过程中有哪些需要特别注意的点？

张银安：雷神山医院总建筑面积7.99万平方米，隔离区1600张床位，建筑面积5.22万平方米；生活区2.77万平方米，容纳2300名医务工作者。医院病房全部按负压隔离房设计，其规模之大、负压隔离病房数量之多在医疗建筑设计中少见。

与我此前参与的医院暖通设计相比，此次雷神山医院暖通设计的最大不同及需要特别注意的问题如下：

1.设计周期短，要求高

从1月24日晚接到任务，开始图纸设计，到2月5日开始验收，10天10夜与时间赛跑，毫不松懈。12小时完成方案设计图，3天交付全部施工图，全程在项目现场配合施工，突破常规，及时根据现场实际需要进行图纸优化，直至转入使用运维配合服务阶段。通常这种规模的医院设计周期至少需要3个月的时间，此次雷神山医院暖通设计团队共12人参与，设计过程中采用设计、校对、审核及审定四级程序进行，先确定技术方案，边设计、变校对、边审核、边修改的模式，提高工作效率，避免返工，在这么短的时间内完成任务实属不易。

雷神山医院总图

雷神山医院外景图

2.雷神山医院负压隔离病房数量多，层高低

雷神山医院设置有750间负压隔离病房，每间2人，共1500张床位。病房采用箱式板房结构，3*6*2.6米，室内净高2.4米。

因此，如何合理划分送排风系统、减少管线对层高的影响、确定调节阀的位置、减少系统调试的难度、减少管线穿越屋面、确保房间的密闭性及防止屋面漏水是设计应重点考虑的问题。

负压隔离病房外景

负压隔离病房室内景

3.通风空调设计原则

（1）各功能房间的温度控制范围：18～22℃

（2）负压隔离病房最小换气次数应为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。

（3）传染病区设置机械通风系统。清洁区、半污染区、污染区的机械送、排风系统应按区域独立设置。

（4）传染病医院或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，重症监护室（以下简称ICU）宜设置直流式空调系统。

（5）通风空调系统的送排风机设置在室外。

（6）临时传染病医院防排烟系统设计按《建筑设计防火规范》GB50016及《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251等规范及标准有关规定执行，同时应考虑医院应急和临时的特点。

负压隔离病房污染走道

4.通风空调设计

根据项目周边能源状况，考虑临时医院建设周期短、应急的特点、设备材料库存及供货周期、设备材料安装时间等实际情况，为确保通风空调系统在短时间内完成投入使用，通风空调系统经多次调整，采用以下设计方案：

（1）负压手术室、ICU等高精度医疗用房采用净化空调系统。送风设置初效（G2）、中效（ F7）、高效（H13）三级过滤，排风设置高效（H13）过滤。冷热源采用直彭式空气热泵机组，室内采用全新风直流式空调系统。

（2）除手术室、ICU等高精度医疗用房外，其他区域均采用热泵型分体空调。

ICU通风空调系统流程图

（3）每套负压隔离病房的送排风系统服务的病房数量为5～6间。送风经过初效、中效、高效过滤器三级处理，排风的高效过滤器应安装在房间的排风口处，排风经过高效过滤器处理后排放。送、排风机均设置在屋面，新风口与排风口水平间距为20米。

（4）负压隔离病房及其他区域的通风系统的送排风量，应能保证各区压力梯度要求。送、排风系统支管上均设置定风量装置及电动密闭阀（可单独开关）。

（5）由于直彭式热泵机组的货源无法满足项目建设周期的要求，除手术室、ICU外，负压隔离病房及医护区的送风系统均采用空气电加热器（三档调节），并采取无风断电保护措施。

（6）负压隔离病房通风系统的送风机与排风机应联锁控制，启动通风系统时，应先启动系统排风机，后启动送风机；关停时，应先关闭系统送风机，后关闭系统排风机。

负压隔离病房通风系统流程图

（7）送风机出口及排风机吸入口均设置与风机联动的电动密闭阀，总管上设置风量调节阀。

（8）各种管道在穿越负压隔离病房的外墙及屋面处均采取严密的密闭及防漏水措施。

（9）空调的冷凝水不应单独散排至室外。均分区集中收集，并应随各区污水、废水排放集中收集。

5.气流组织与压差控制

因本项目实施时间短，采用BA系统（楼宇设备自控系统）实现风机变频满足系统不同区域所需的压力值要求调试时间较长，设备订货周期无法满足建设周期的要求，因此，本项目未设置BA系统，风机均为定频。前期通过CFD气流组织模拟方式满足设计要求，后期根据微压差计的检测值，通过系统调试来满足相邻区域所要求的压差值要求。

（1）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,应保证气流从清洁区→半污染区→污染区方向流动。

（2）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、缓冲间与半污染走廊；清洁区气压相对室外大气压应保持正压。

（3）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上部；排风口应设置在病房内靠近床头的下部，卫生间排风口宜设置在房间上部，利于污染空气就近尽快排出。

（4）有压差的区域，应在外侧人员目视区域设置微压差计,并标记明显的安全压差范围指示。

（5）送排风系统的过滤器宜设置压差检测、报警装置。

CT室内景

检查室内景

6.设备与管材的选择

本项目所需空调通风设备、部件及材料种类很多，同时设计初期方案中的较多设备采购周期长，尤其是镀锌钢板的制作加工量大，耗时长，无法满足工程的紧急需求。加上项目实施时段与春节假期重合，多数空调、阀门生产厂家放假，部分设备、部件及材料采购仍无法及时供货，给前期设计带来很大的困难。因此设计方案只能依据项目的时间要求及现有货源，结合具体情况进行多次调整，在满足国家相关规范及标准的前提下，选择满足建设周期要求、制作安装简单、调试便捷、气密性好的通风空调管道。

负压隔离病房屋面

7.医用气体设计

本项目设置有氧气、负压吸引及压缩空气等医用气体。根据应急临时传染病医院的使用要求，充分考虑氧气用量。

病房氧气终端用量按40～80l/min·床，终端压力按0.4～0.45MPa确定；负压吸引终端用量按30～80l/min·床，终端压力按-0.03～-0.07MPa确定；压缩空气终端用量按15～25l/min·床，终端压力按0.4～0.45MPa确定。

氧气气源宜采用液氧形式，配置6台20m³/h的液氧储罐，每台液氧储罐配套1200 m³/h气化器，总气化量7200m³/h，可充分满足使用需求。

室外液氧罐外景照

8.负压隔离病房等负压区域压差调试结果

因施工时间太紧，在前期施工过程中曾出现部分模块箱式板房之间、穿越墙、屋面的管道处严密措施未处理好，房间漏风现象，经过紧急处理后，房间的密闭性得到很好地解决。截至目前为止，已投入使用的负压隔离病房、负压检验室等压差检测效果均满足规范及使用的要求。

微压差计照片（相邻区域压差）

微压差计照片及报告（检验科）

9.负压隔离病房等区域废气排放对环境的影响模拟分析

在设计过程中为充分评估污染区废气排放是否对项目周围环境造成影响，设计中得到清华大学陆新征教授及团队的大力支持。

陆新征教授及团队提出了一个临时医院排风环境影响的快速模拟方法，本方法以开源流体力学计算软件FDS为基础，实现了临时医院建筑的快速建模、基于云计算平台的分布式计算以及有害空气流动的监测和可视化，为临时医院设计阶段的快速分析提供了专门工具。

有害气体轨迹及浓度等值面

雷神山医院三维FDS模型

不同排风口高度下有害气体相对浓度分布图（东北风）

有害气体在监测点的相对浓度对比

HCD:您认为此次疫情过后，之后医院的暖通设计需不需要作出一些改变？从哪些方面着手？

张银安：经过此次疫情，之后医院的暖通设计应注意以下问题：

1.非净化要求的全空气系统也应加强新风、送风及回风系统的净化过滤及消毒措施，切实做好隔离传染源、避免交叉感染的措施。医院是大量病原与易感人群聚散地，稍有疏忽，就会酿成大祸。北京复兴医院木樨地院区南病房楼心内科重症监护室发生新冠病毒聚散性感染就是一个典型的案例，SARS期间这样的例子也很多。

2.全空气系统宜设置为双风机系统或同时设置有机械排风系统。此次疫情发生后，很多医院临时改为收治传染病人隔离场所，而全空气系统为单风机系统，为满足使用要求又采取临时措施采购、安装排风机，延误了控制疫情的时间。

3.空调的冷凝水不应单独散排至室外，应分区集中收集，并应随各区污水、废水排放集中收集，现在很多医院的空调冷凝水设计多直接排放至房间地漏或室外散水等处。而一旦发生类似疫情事件，医院中临时改为收治传染病人的隔离场所或传染病医院产生的病菌会附着在灰尘颗粒上，阻隔在空调机组的盘管上，并随冷凝水排出，这些细菌可能会使人致病。

4.暖通设计师应明确知道洁净用房不等于隔离病房。传统的非传染病医院的手术室、血液病房、监护病房等关键科室洁净用房的主要目标是降低感染菌的风险、保护控制医疗环境、重点保护患者避免院内感染，而不是保护医护人员和周围科室与环境，因此要求室内保持正压。而负压隔离病房、负压治疗室、负压手术室等的首要任务是防护医护人员和周围医疗科室与环境免遭病菌的危害，因此室内必须处于负压。尽管二者的物理控制手段相同，都是通过新风稀释、过滤除菌、气流技术和压差控制技术等综合措施，但控制的目标与对象完全不同，二者不能误用与混用。

HCD：雷神山医院交付使用后，您接下来的工作安排是怎样的？

张银安：雷神山医院设计完成后我主要忙于以下工作：《临时传染病医院设计导则》的编写，该导则已经发布；雷神山医院施工现场配合工作；多项方舱医院的设计工作；武汉青山区北湖名居（公租房）临时医院的设计，该项目也已经完成投入使用；参与了《急性传染病救治中心建设指南》的编写工作；参与了论文《新冠肺炎疫情临时医院排风的环境影响快速模拟方法》的写作工作，论文已由工程力学杂志发表；进行设计总结，为《暖通空调》约稿做准备工作。

中南建筑设计院股份有限公司雷神山医院暖通设计团队：

张银安（负责人）：建筑综合设计院总工程师，正高职高级工程师；

刘华斌（负责人）：机电一所总工程师，正高职高级工程师；

马友才（机电顾问），公司副总工程师，正高职高级工程师；

许玲：机电协调人，机电一所所长，正高职高级工程师；

设计人：曹晓庆、徐峰、吕中一、王哲、刘思伦、余能辉、江一峰、宋涛