火神山医院医技楼、手术室及ICU中心的暖通系统设计带给我们什么启示？

文 / 张再鹏  陈焰华  雷建平

中信建筑设计研究总院有限公司

收治新冠病毒感染肺炎患者的临时应急医院，需要配套建设医技楼、手术室及ICU中心，用于满足新冠肺炎患者的筛查、检验、手术和监护等需求。该类房间的工艺复杂，建设要求高，是需要重点关注的医疗单元，本文将结合火神山医院的建设经验，重点介绍临时应急医院中这三类功能房间的暖通空调设计。

火神山医院医技楼的平面布置如图1所示，总建筑面积1758㎡，为钢结构板式房结构。考虑到手术室、负压检验室、CT室等功能房间的净高要求高，工艺复杂，室内管线多且交叉频繁，最终决定梁下净高按4.5m设计。考虑到桁架空间的密封不好处理，待所有机电管线施工完毕后，在3m标高处做一道密闭吊顶，保证各房间的密闭性，方便通风系统进行房间压力控制。医技楼设有负压检验室、血库、1间Ⅲ级负压手术室及3间CT检查室。

候诊区、CT室、手术室、负压检验室、检查室为污染区，医护走道、阅片室、操作间、值班休息室为半污染区，洁净走廊、血库及配套的休息间为清洁区。

医技楼通风、空调系统设计的主要原则是保证各功能区之间的压力关系正常，防止交叉感染。压力梯度的优先级是先保“质”，即压力关系要正确；其次才是保“量”，即压差数值要基本符合规范要求。室内温湿度需基本达到标准规范的要求。要综合考虑系统的可快速建设性、设备的可得性、可维护性及操作的低风险性。

机械通风系统是保证气流有序流动的可靠手段。医技楼主要功能房间的压力等级见表1。

表1  医技楼主要功能房间的压力等级

清洁区、半污染区和污染区的机械送、排风系统应按污染情况分区独立设置，同时考虑到医技楼的功能房间较多，按不同功能分区对通风系统进行进一步的细分，将通风系统划分成若干个独立的小系统，不仅可以杜绝不同污染情况分区之间的相互干扰，还可以杜绝不同功能分区之间的相互干扰。由于项目工期紧，没有条件进行后期调试，较小的通风系统分区还可以加快工程进度。医技楼的通风系统按候诊区、CT检查区、阅片工作区、负压检验室、办公休息区、血库及洁净走廊划分成7个独立的通风系统。

机械送、排风系统的风量依据GB 50849-2014《传染病医院建筑设计规范》^[1]中呼吸道传染病区的新风量要求及压力控制要求综合确定。

各房间的送风量按6h^-1设计，排风量=渗透风量+送风量，渗透风量依据GB 51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》^[2]的公式3.4.7计算确定，也可以参考GB 50073-2013《洁净厂房设计规范》^[3]条文说明表7的相关数据或换气次数法估算确定。

估算时，对于清洁区，送风量取6h^-1，排风量取4h^-1；对于半污染区，送风量取6h^-1，排风量取6h^-1；对于污染区，送风量取6h^-1，排风量取8h^-1。

经核算，表7中非密闭门缝隙的漏风量相当于2mm缝隙的渗透风量，换气次数法也是基于2mm的缝隙估算的结果。对于火神山医院这类临时建筑，墙体和屋面的密闭性能不可能优于永久性建筑，依据经验估算可能不足以保证压力梯度满足规范要求。

为了解决这个问题，在设计房间内的送、排风口时，将每个通风系统所包含的各个房间进行整体考虑。在医护人员可能活动的房间或位置加强送风，少排风甚至不排风，在病人可能活动的房间或位置及卫生间等污染物较多的位置加强排风，少送风甚至不送风，在系统内部人为加大不同房间之间的压力差，充分利用渗透风量降低医患之间感染的风险。

对CT检查区污物打包室、CT室加强了排风，对操作间、登记室、缓冲间加强了送风，充分利用渗透风形成稳定的气流流向，如图2所示。医技楼的洁净走道靠近外墙，渗透风量较大，设计时直接取消了该区域的排风，保证清洁区的压力等级满足要求。

▲ 图2  CT检查区风管平面图

医技楼过滤器的设置标准按GB 50849-2014《传染病医院建筑设计规范》的相关要求执行，具体设置原则如下：所有新风机及排风机均配置粗、中、高效三级过滤器。由于医技楼可能的病菌含量没有病房多，且各个功能分区分别设置了排风系统，相互之间没有干扰，同时将过滤器集中安装，可以避免采购、安装、维护、更换消毒方面的诸多问题，排风系统的三集过滤器布置在排风机的入口处。

室外排风口高出地面9m，室外新风入口高出地面2.5m，同时保证排风口与进风口的垂直距离大于6m，水平距离大于20m。该措施较相关规范严格，例如：GB/T 35428-2017《医院负压隔离病房环境控制要求》要求排风口应高出屋面3m（15m范围内）；GB 50686-2011《传染病医院建筑施工及验收规范》^[4]第6.3.9条要求“负压隔离病房的排风口应高出屋面不小于2m”；GB 50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》[5]指出新风口距地面或屋面应不小于2.5m，应在排风口下方，垂直方向距排风口不应小于6m，水平方向距离排风口不应小于8m。更严格的技术措施有利于保证送风系统的清洁，减少排风对周边环境的影响。

医技楼除手术室外的各房间采用热泵型分体柜式空调器+新风的供暖形式。各房间布置1.5匹或2.0匹的壁挂式分体空调，分体空调及新风系统均带辅助电加热，保证各房间的供暖效果。采用壁挂式分体空调，方便凝结水管道的施工，集中收集的凝结水排至污水集中收集系统，不得分散排至室外。

火神山医院配套建设有1间负压手术室，用于新冠肺炎患者的手术治疗，手术室净化级别为Ⅲ级。负压手术室的压力相对室外为负压，可以有效阻止室内被污染的空气外流，防止病毒的传播，是传染病医院的重要配套设施。手术室平面布置如图3所示，负压手术室自成一区，对外设有独立的病人和污物出入口，配备专用的消毒打包间，手术室与医护走道之间设缓冲间，病人出入口部设前室。

▲ 图3  手术室平面图

负压手术室及其配套用房执行净化空调设计标准，单独设计了1套净化空调系统，避免与其他区域的交叉感染。考虑到新冠肺炎病毒的传染性较强，净化空调系统采用全新风工况运行，执行负压隔离病房的设计标准。考虑到该项目为临时性应急医院，疫情结束后会拆除，且为了保证工程进度，负压手术室不考虑正负压转换问题，从而简化了系统。手术室净化空调系统的主要参数详见表2，手术室净化空调及排风系统流程图如图4所示。

表2  手术室净化空调系统的主要参数表

▲ 图4  手术室净化空调及排风系统流程图

空气处理过程如下：夏季工况时，室外新风通过表冷盘管进行降温除湿，再通过电加热段加热到设计的送风状态点送风；冬季工况时，室外新风先经过电预热段加热到5℃后，再通过电加热段加热到设计的送风温度，最后通过加湿器加湿到送风状态点送风。

负压手术室采用专用净化天花集中送风，双侧下部排风；辅助用房采用高效送风口送风，上送上排或下排的气流形式。负压手术室同时设置顶部排风口，排风口位于患者头部正上方，用于排除麻醉气体和室内异味，排风量按400m³/h设计。负压手术室设置2套集中的排风系统，一用一备，提高系统的可靠性。同时，因为不需要考虑正负压转换问题，并未将患者头部的排风系统单独设置排风机，进一步简化了系统，提高了建设速度。

通风空调系统的过滤器设置问题是保证医院运行安全的关键，负压隔离病房、负压手术室的过滤器设置要求见表3。由表3可以看出，不同规范的要求略有差异。该项目为安全起见，从严执行，过滤器的具体设置原则如下：净化空调机组配置粗效过滤器+中效过滤器，手术室送风末端配置高效过滤器，辅助用房末端送风口配置高效过滤器，室内排风口配置高效过滤器，室外排风口处设置止回阀。

表3  过滤器设置

火神山医院临近医技楼位置设有重症监护中心ICU， ICU中心平面图如图5所示，总建筑面积约为2180㎡，为钢结构板式房结构，梁下净高4.5m。共设有2个ICU病房单元，每个单元设有15张床位及配套的治疗室、污洗间、办公室、休息间、卫生通过等用房。在建筑的西北角设有接诊大厅，用于收治入院病人。项目配套设有空调机房及排风机房。

ICU大厅、治疗室、污洗间、纤支镜室、接诊大厅等房间为污染区，各类配套用房为半污染区，清洁走廊及休息间为清洁区。

▲ 图5  ICU中心平面图

ICU是医院集中监护和救治重症患者的专业病房，目前还没有针对ICU病房的设计标准。该项目考虑到ICU病房主要用来收治危重症患者，其建设标准不应低于负压隔离病房的建设标准，因此确定ICU中心的污染区（即ICU大厅及其配套辅助用房）执行净化空调设计标准，净化级别为Ⅲ级，同时采用全新风工况运行。每个ICU病房单元及其辅助用房设计3套净化空调机组，合计6套净化空调机组。ICU中心净化空调系统的主要参数见表4。

表4  ICU中心净化空调系统的主要参数表

接诊大厅、半污染区及清洁区不执行净化空调设计标准，其空调形式为分体空调，同时其新风经过热湿处理后送风，从而保证室内的舒适性。新风系统采用组合式新风机组，接诊大厅及2个病房单元分别设置1套新风机组，共计3套新风机组。新风量设计标准参考了GB 50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》中洁净辅助用房的要求、07K505《洁净手术部和医用气体设计与安装》中洁净辅助用房的要求和GB 50849—2014《传染病医院建筑设计规范》中呼吸道传染病区的要求，并取其较大值作为设计标准，最终确定新风量设计标准为6h^-1。

ICU净化区采用高效送风口顶送风，四周下部设置下排风口排风。图6为ICU病房送排风口大样图，排风口布置在床头侧下部，距地100mm，送风口分2处布置，主送风口布置在床侧边，次送风口布置在床尾。由于项目工期紧，净化空调专用送回风口没办法根据场地条件和规范要求采用不同尺寸的风口，最后只能统一风口规格，加快施工进度。非净化区采用单层百叶风口顶送风和顶排风。

ICU净化区过滤器设置标准按GB 50849—2014《传染病医院建筑设计规范》的相关要求执行，具体设置原则如下：新风机组配置粗效过滤器+中效过滤器，净化空调送风末端配置高效过滤器，排风机组配置中效过滤器+高效过滤器。

通风系统根据污染情况分区独立设置的同时，按不同功能分区进一步细分系统，可以杜绝不同污染情况分区和功能分区之间的相互干扰，还可以减少后期调试的工作量，是适用于临时应急医院建设的应急技术措施。

鉴于临时应急医院的密封性不好，在设计房间内的送、排风口时，宜将每个通风系统所包含的各个房间进行整体考虑，加大不同房间之间的压力差，充分利用渗透风降低医患之间感染的风险。

负压手术室和ICU中心的净化空调系统宜按全新风工况运行，降低交叉感染风险。负压手术室的顶部排风系统和下部排风系统可合并为1套排风系统，并设置备用排风系统，提高系统的可靠性和建设速度。ICU病房的主送风口布置在床侧边，次送风口布置在床尾，床头侧下部布置排风口。

净化空调系统的过滤器设置标准为：净化空调机组配置粗、中效过滤器，送风末端配置高效过滤器，室内排风口配置高效过滤器，室外排风口处设置止回阀。

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注：本文首发在《暖通空调》