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摘要:2020年初,突如其来的新冠肺炎疫情席卷全球,给人类世界带来了一场巨大的灾难。在疫情出现后,我国政府当机立断,采取即时有效的行动控制住了疫情。社会上各行各业,众志成城,其中,建筑行业也付出了巨大的贡献,比如武汉的火神山医院,从设计到竣工验收,仅仅历时10天,为疫情得到迅速控制做出了无可磨灭的贡献,目前,我国新冠肺炎疫情已得到有效的控制,但本次疫情仍未彻底胜利,通过这次疫情,我们也意识到传染病专科医院数量的严重不足,全国3万多家医院里面,只有167家,普通的综合医院,在面对大规模疫情时,无论从硬件还是软件上都不符合相关规范的要求和标准,存在扩散传染的风险,“平疫结合”,“平战结合”医院的建设思路应运而生,得到各界人士的普遍认可。其中,本文针对“平疫结合”医院给暖通空调系统设计,以实际案例为基础,剖析其中的特点及注意事项。
关键词:新冠肺炎疫情;平疫结合;暖通空调
病菌对于暖通空调专业来说,通常有几种思路处理,一是“稀释”:通过系统源源不断送出无致病菌空气,降低室内致病菌尝试。二是“气流组织”:抑制局部传染源不扩散到全室;尽快地将悬浮菌就地沉降;避免沉降菌再次起浮成为悬浮菌;送风尽快进入人的呼吸区域,尽早排出致病菌。三是“紫外线杀菌”:紫外线可有效杀灭病毒,在控制结核菌疫情作用显著。四是“梯度压差”:使受控区域各空间的有序压差产生的渗漏气流流动,按要求从清洁区流向半污染区,再流向污染区,成为一种定向流。
平疫结合的医院,给暖通空调专业设计师提出了挑战,系统既要在平时使用,又要在疫情时期满足防控的要求和标准,与此同时,还需要兼顾平时使用时的经济和节能运行。这要求暖通设计师首先需从规范和标准出发,目前我国医院建筑的设计规范主要有《综合医院建筑设计规范》《医院洁净手术部建筑设计规范》《精神病专科医院建筑设计规范》《传染病医院建筑设计规范》,然后结合平疫结合的建设思路,以满足防疫控制要求为第一要务,再考虑平时使用时的运行经济性和节能性,下面以实际案例“汕头市某医院传染病救治综合楼”为例子,探讨平疫结合时暖通空调系统设计的特点和经验。
1.项目概况
项目位于汕头市,设于三级甲等综合医院内,建筑面积8895平方米,设计总床位数152床(负压隔离病床144床,重症负压隔离病床8床),设计日门诊量200人。功能为平疫结合的标准化发热门诊、负压隔离病房、重症负压隔离病房、负压手术室及相关配套等。地上六层,建筑高度23.95米。首层设置标准化发热门诊、普通发热门诊及住院入口大厅;二至五层设置负压隔离病区,平时作为普通病区,疫情时转换为负压隔离病区;六层设置传染病负压ICU隔离病区、负压手术室;各层平面划分为清洁区、半污染区、污染区。
2.设计思路及系统介绍
根据《传染病医院建筑设计规范》的要求,医院内清洁区、半污染区、污染区的机械送风、排风系统均需独立设置;建筑内的气流组织应形成从清洁区至半染污区至污染区有序的压力梯度。本项目的通风系统,按清洁区、半污染区、污染区独立设置,压力梯度按负压隔离病房卫生间(-20Pa)→负压隔离病房(-15Pa)→缓冲间(-10Pa)→半污染区(-5Pa)→更衣区(0Pa)→清洁区(+5Pa)设计。负压隔离病房作为“重灾区”,新风换气次数需比普通房间大,以达到“稀释”的效果,本项目按12次/h设计。负压隔离病房的“气流组织”为上送风,下排风形式,新鲜空气从房间上部送入,首先经过护士或医生站立的呼吸区域,再通过病床及病人区域,最后通过下部设置的排风口排出,形成良好的气流组织形式。本项目空调通风系统夏季供冷降温除湿、过渡季节采用供冷或机械通风,冬季寒冷季节可供热。根据项目所在地及项目特点,设多联式空调系统为房间供冷热;空气源热泵机组为新风处理系统的冷热源。
3.机械通风和空调设计
3.1机械通风系统
机械通风按疫情时设计。清洁区及普通门诊区新风按换气次数3次/h设计,由每层设置的吊顶式新风处理机供给,新风直接由室外引入,经管道送入各个房间,清洁区除卫生间外不设置排风,保持房间正压5Pa。
半污染区房间及走道新风换气次数按6次/h设计,排风换气次数按8次/h设计,半污染区保持负压-5Pa,排风量大于新风量150m3/h。半污染区新风由各层新风处理机供给,新风处理机设置初效(G4)+中效(F7)+高效(H13)三重过滤器,新风直接由室外引入,排风通过风管井接至屋面排风机,屋面排风机设置初效(G4)+中效(F7)+高效(H13)三重过滤器,通过锥形风帽排往高处。
污染区(主要为负压隔离病房)新风换气次数按12次/h设计,排风换气次数按16次/h设计。新风由各层新风处理机供给,新风处理机设置初效(G4)+中效(F7)+高效(H13)三重过滤器,新风口设于房间上部,进入房间的新风支管处设置电动密闭阀和定风量阀。排风口设于房间下部,房间内排风口设置末端高效过滤器(H13),负压病房卫生间设置上部排风口并设置高效过滤器(H13),每个负压病房设置一台排风机,排风通过管井接至屋面接力排风机,屋面排风机设置初效(G4)+中效(F7)+高效(H13)三重过滤器,排风支管设置电动密闭阀和定风量阀。
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图1 负压隔离病房通风平面图
3.2 空调系统
清洁区末端采用风机盘管+新风系统,半污染区及污染区末端均设置有风机盘管,疫情时停止使用。
4.平疫转换运行说明
空调通风系统按可平疫转换设计;系统采用冷热源设备、区域室外内机设多台、新排风机设变频变风量控制(平时按低转速低风量运行)的方式,满足平疫状态建筑物的使用要求;根据使用单位要求传染病楼平时作为普通病房使用,平时工况系统具体做法如下:
a.负压隔离病房开启卫生间平时排风系统,由于疫情用的排风口处设置了高效过滤器,阻力比较大,平时使用耗能较大,故平时运行时,通过电动密闭阀关闭疫情时排风系统,仅开启卫生间平时排风系统,可满足平时通风使用要求,房间平时新风量按4次/h供给,启用风机盘管系统供冷热。
b.污染区(除负压病房、病人电梯厅排风量按4次/h外)、半污染区排风量按2次/h,新风量按4次/h供给。启用风机盘管系统供冷热。
c.清洁区新排风量与疫情时相同。5.结语
结合本案例,总结出医院平疫结合使用时,暖通空调系统设计时需注意以下几点:1、通风系统需按疫情时设计,再结合平时使用的经济性考虑平时使用工况。2、疫情时设计加大新排风换气次数,以达到“稀释”空气的目的。3、严格按分区设置好“压差梯度”,使气流形成“清洁区”→“半污染区”→“污染区”的定向气流。4、污染区房间注意形成良好的气流组织形式,科学流畅的排出房间内病菌。5、设置必要的电动密闭阀或其他阀门,为平疫期间切换提供条件。
参考文献:
[1]刘燕敏. 吸取抗疫经验教训提升医院平战结合应对能力. 暖通大讲堂,2020:4-3