2020年新冠肺炎疫情给我们留下深刻印象,业内考虑得更多的是如何有效利用有限的建筑资源,应对此类大规模突发性感染疫情,平疫结合无疑是良好的对策之一。
平疫结合的形式大致分为3种:第一,以现有医院为基础,将内部几栋建筑进行改造,转换为收治设施。第二,以现有医院为资源供给基地,同时预留空地,在疫时临时搭建收治设施.
第三,以城市或特定区域为着眼点,选取一座医院,将其完全改造为传染病患者接收医院。
三种方式适应于不同疫情保障情况,原则是在能保障其他公共医疗的前提下同时应对疫情,将转换依次进行,层层递进、相互配合。下文将对暖通空调系统平疫结合改造项目中的重点及难点进行分析。
暖通空调的作用与设计特点
暖通空调系统是医院建筑运行中不可或缺的设施之一,主要作用有:维持环境舒适度(包括温度、湿度)、排出污染空气、送入新鲜空气、稀释室内污染物浓度、通过控制压力梯度来控制空气流向等。
据相关空气感染风险理论分析,暖通空调在控制感染病毒浓度方面能发挥重要作用,主要通过新风换气和回风过滤两个方面来实现。新风换气通过引进清洁空气、稀释污染物浓度来实现,回风过滤则是由过滤器过滤掉空气中附带病毒的颗粒物,进而减少空气中污染物浓度,降低病毒通过空气传播的概率。可见,暖通空调系统在疫情防控方面能发挥正向防控的作用。
平疫结合改造项目给暖通专业提出的挑战是:系统既能在平时使用,也满足疫时防控需要,同时还要兼顾系统平时运行的经济性和节能性。
首先,我们要了解平时与疫时暖通专业的设计特点,了解相关规范的要求。目前,医疗建筑设计规范主要有《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》(以下简称《传规》)等。
《传规》与其他规范的区别点概括起来主要有:传染病区、诊疗区均设置机械通风系统;医院内清洁区、半污染区、污染区的机械送风、排风系统均独立设置;建筑内的气流组织应形成从清洁区至半污染区至污染区有序的压力梯度。送风口位置使清洁空气首先流过医务人员工作区域,然后流过传染源,进入排风口;非呼吸道传染病门诊、医技及病房最小换气次数(新风量)应为3次/h,污染区房间应保持负压,房间排风量大于送风量150m3/h;呼吸道传染病门诊、医技、病房、发热门诊最小换气次数(新风量)应为6次/h,污染区房间应保持负压,房间排风量大于送风量150m3/h;送风口设于房间上部,排风口设于房间下部。
平疫结合的设计思路
针对暖通空调平疫结合设计,提出以下几点思路:
第一,平疫结合是一个整体设计思路,与建筑、设备各专业密切相关,建筑专业应首先在洁污分区、医护工作流线、患者通过流线等方面实现平疫结合,暖通专业配合建筑平面功能进行设计。
第二,对于门诊用房,医患有直接接触,常规采用的空调形式是风机盘管+新风系统,平疫结合的设计原则是:按疫时设计新风与排风系统,按平时及疫时分别运行。首先,门诊用房的新风及排风按清洁区、污染区分别独立设置;其次,新风换气次数建议按《传规》7.2.1、7.2.2选取3次/h或6次/h,排风按《传规》7.3.4选取;第三,新风送风口设于医护工作人员工作区,排风口分别上下布置,平时上排风,疫时下排风,排风口设于污染侧,废气经初、中、高效过滤,消毒杀菌达标后排至屋顶排放。考虑平时运行可靠及节能的需要,目前工程上可采用两种方法,一是新风机与排风机采用变频控制——平时低速运行,疫时高速运行;二是新风机组平时按回风工况运行,疫时关闭回风管路,全新风运行。
第三,对于放射科、功能检查等医技用房,空调形式与门诊类似,设计的原则是按疫时要求进行设计,按平时与疫时分别运行。
第四,对于手术室等用房,可采用正负压转换的手术室设计模式,平时正压运行,有利于维持室内空气洁净度,疫时负压运行,有利于防止病毒扩散、控制感染。
第五,病房的平疫结合设计原则是尽量按疫时设计新风与排风系统,排风系统设计时既要进行有组织的分区排风,也要考虑污染废气高空排放,气流组织应形成从清洁区至半污染区至污染区有序的压力梯度等。这与平时普通病房的设计方法相差较大。建议病区平时采用变频风机、关闭部分排风口、装高效过滤器、新风按回风工况运行等节能的方式运行。
第六,对于按传染楼进行设计的建筑,呼吸科病区及负压隔离病区设计的级别较高,可在疫时直接使用,非呼吸科的传染病区如果疫时使用,建议初始设计时按疫时设计,分别按平时及疫时运行。
第七,负压隔离病房的设计级别较高,采用的是全送全排、12次/h全新风换气设计,设计原则是按负压隔离病房设计,新风系统按回风工况设计,平时运行时回风阀及新风阀按比例部分开启,疫时回风阀关闭,新风阀全开。
暖通空调系统运行管理平疫结合策略
空气过滤器的使用新风经初、中效过滤后送入室内,排风系统平时可根据需要选择合适的过滤器,疫时采用初、中、高三效过滤、消毒杀菌达标后排放,对于平时按疫时设计的系统,可在过滤器处增设旁通管及阀门,平时只打开旁通系统管路。
新风与回风阀的控制新风用作回风工况的系统,平时同时打开新风阀及回风阀,疫时仅开启新风阀,回风阀关闭。
变频技术的运用新风机及排风机由于平时与疫时风量不同采用变频技术时,平时低频运行,疫时高频运行。
综上所述,暖通专业平疫结合设计原则是按疫时要求设计送风及排风系统,按平时及疫时分别运行。这样设计的缺点是初期投资有所增加,优点是能快速进行平疫转换,通过风机变频、新风与回风工况转换运行等技术,有效降低系统平时的运行费用。
原文作者:
周伟明浙江宝象建设工程施工图审查中心侯会芹
浙江省现代建筑设计研究院有限公司
资料来源:《中国医院建筑与装备》杂志