應急發熱門診、留觀病房暖通空調設計探討

訾潔 胥崇慧 吳海燕

1 山東同圓建設工程施工圖審查有限公司

2 山東大學附屬濟南市中心醫院

3 濟南市規劃設計研究院

自去年年底爆發的新型冠狀病毒肺炎疫情（以下簡稱新冠疫情）以來，國內雖然得到了有效控制，但隨著國外新冠疫情的大規模爆發，境外輸入病例層出不窮，本土確診病例時有發生，全國防疫形勢仍然嚴竣。在防控轉為常態化后，發熱病人就診必須進行取樣及核酸檢測。因此全國各地新建或改建的應急發熱門診、留觀病房項目正在建設和待建項目多。又因本類項目的建設周期短，對避免患者之間交叉感染及醫務人員被感染的要求高，對暖通專業的設計人員提出了較高的要求，本文主要是針對發熱門診、留觀病房的暖通空調設計探討，依據規范條文總結出設計原則，要點及應對措施。

1 通風系統設計

1.1 傳染類醫療設施的設計原則

醫院的交叉感染主要存在兩類：一是患者和患者之間的感染，這類交叉感染的預防避免。在門診就診區，主要靠減少人員密度，控制人員間隔，優化人員就診流線，做好就診人員的個人防護為主。在留觀病房區，以病患分隔病房、防止病房區通風系統相互污染為主。二是醫護人員和患者之間的感染，此類交叉感染主要靠劃分清潔區，污染區、半污染區，并有效控制各區之間的壓力梯度與氣流方向，這也是暖通專業的設計重點、難點。

1.2 區域劃分及壓力梯度

按照《傳染病醫院建筑設計規范》G B 50849-2014（以下簡稱《規范》）第7.1.4 及7.1.6 條要求，清潔區、半污染區、污染區的機械送、排風系統應按區域獨立設置；清潔區應為正壓，半污染、污染區應為負壓，各區域的氣流方向應為清潔區→半污染區→污染區，且相鄰不同污染等級區域之間的壓差不小于5 Pa，一般選用5～10 Pa[1]。發熱門診及留觀病房各功能房間最小壓力梯度示意如下：

發熱門診（包括半污染區、清潔區）

半污染區

清潔區（醫護衛生通過）

留觀病房（包括三區即清潔區、半污染區、污染區；二走道即留觀病患走道、醫護走道）清潔區同發熱門診

半污染區（醫護走道）

污染區

注：衛生間、污物間、垃圾間比相鄰區域壓力低5 Pa 及以上。

按照《規范》規定，呼吸道傳熱病的發熱門診、病房的最小換氣次數（新風量）不小于 6 次/h，負壓隔離病房最小換氣次數應為12 次/h[1]。且要求清潔區每個房間送風量應大于排風量 150 m3/ h，污染區每個房間排風量應大于送風量150 m3/ h。維持壓差的送排風換氣 次數差值可參照《潔凈廠房設計規范》GB50073-2013 給出的數據，壓差 5 Pa 時，取1～2 次/h。壓差10 Pa 時，取2～4 次/h。氣密性差的房間取上限[2]。

設計中壓差風量的確定，多數采用房間換氣次數法，但實際壓差風量的大小是與房間維護結構的氣密性及維持壓差值大小有關，對于相同大小房間，因門窗形式、數量、氣密性不同，維持壓差風量也存在差異，其準確的風量應由計算確定。風量與壓差的關系為

式中：Q為泄漏風量，m3/ h；μ為流量系數，一般取0.3～0.5；F為縫隙面積，m2；ΔP為縫隙兩側空間壓差，Pa；ρ為空氣密度，取1.2 kg/m3。

1.3 室內送排風口的布置原則

按照《規范》的規定，遵循定向氣流組織原則，送風口應設置在房間上部，且靠近醫務人員。診室及病房的排風口應設置在房間下部，且距離地面不應小于100 mm，且靠近污染源，使污染空氣盡快排出。

留觀病房送風口建議設置在房間入口或床位上部，排風口在病房內和衛生間均設置，病房排風口，建議設置于床頭的下部，因病患多躺姿，其呼出的污染空氣能盡快排出房間，衛生間排風口一般設于其上部。

新風及排風系統劃分與風口布置具體如圖1 及圖2 所示：

圖1 發熱門診及留觀病房區域劃分及新風管道布置圖

圖2 發熱門診及留觀病房排風管道布置圖

1.4 新風、排風風機與凈化措施

新風機組建議采用直膨式組合空調機組，其凈化單元應包括初效、中效、高效過濾單元，借鑒武漢雷神山醫院運行實踐，H 13 型高效過濾器能有效過濾空氣中可附著冠狀病毒的懸浮顆粒（直徑大于 0.3 μm 粒徑顆粒），因此高效過濾器可選用 H13 型，中效初效可分別選用F7 型G2 型[3]。新風機組應設于專用房間或設置于室外。排風機也應經過高效過濾器過濾后方可排出，負壓隔離病房的過濾器規范要求安裝在房間排風口處，考慮到留觀病房隔離等級低于負壓隔離病房，且分房間安裝更換過濾器困難，因此筆者認為在排風機處設置高效過濾器也是可行的。排風機建議設置于機房或屋面上。如建筑條件（如層高、立面）允許，建議設置排風熱回收裝置，利用排風能量，余熱預冷新風，減少空調系統能耗，達到節能的目的。但需特別注意，換熱器應采用回風不能泄入新風系統的間接式換熱器，如熱管、鋁箔板翅式換熱器，轉輪式熱回收設備不應使用，熱質型熱回收設備也不建議使用。

1.5 室外取風口與排風口布置

送風機取風口建議高于室外地面2.5 m（火神山設計高度），如周圍為綠地可適當降低[4]。排風口應遠離送風系統取風口，且不應臨近人員活動區，因此建議設置在屋頂，且參照《民用建筑供暖通風與空氣調節設計設計規范》第6.3.9 條事故通風的相關要求，即與取風口的水平間距不小于20 m，當水平距離不滿足要求時，排風口高于進風口，數值高差不小于6 m[5]。按照醫院負壓隔離病房環境控制要求規定，排風口應高出周圍半徑15 m 范圍內建筑屋面 3 m 以上。參考雷神山醫院的設計模擬成果，排風口距室外地面 4.5 m高度可以滿足新風稀釋 1 萬倍（對SARS 病毒稀釋1萬倍后其傳播性消失）的要求，因此排風口應高于地面4.5 m 以上，且滿足與取風口之間的間距要求[3]。

2 發熱門診、留觀病房的空調設計

發熱門診及留觀病房的建設周期一般較短，防止各區域之間交叉感染等級高，筆者認為此類建筑的冬季供暖，夏季供冷還是以設計分體空調為主。建筑物中的衛生通過（如淋浴間）等不適于采用分體空調的區域，可采用輔助電加熱供暖設施。嚴寒和寒冷地區周圍如有熱源，冬季應優先設置集中供暖設施。當然空調系統也可采用直流式空調供暖供冷、但需設置排風熱回收裝置，否則空調能耗很大，且設計時應注意各區域房間的壓力梯度需時刻滿足要求。

3 通風系統控制

1）設備啟停控制策略：污染區大污染區，醫藥維持負壓，開機時先啟動排風系統，再啟動新風系統，關閉時順序相反。清潔區要維持正壓，開機時先啟動新風系統，再啟動排風系統，關閉時順序相反。

2）為保證各系統分支送、排風量滿足設計要求，實現區域壓力梯度，房間風系統支管應采用定風量調節閥，并盡量對稱同程布置，實現自然平衡，減少調試的難度。

3）為有效監測送排風系統過濾器運行情況，過濾器前后應設置壓差傳感器，并連鎖報警系統。

4）為有效形成合力的壓力梯度與氣流流向，避免交叉感染。污染區半污染區與清潔區之間。也建議設置壓差傳感器，不滿足要求時能夠提示報警。

4 其余設計中應注意的問題

1）根據《規范》要求，空調系統的冷凝水不可隨意排放，應間接排入衛生間、清潔間的排水管，與污水共同集中處理后排放[1]。應避免因潔凈區、污染區之間冷凝水管道相互連通，產生的病毒擴散傳染。

2）考慮到新冠疫情傳染性極強，防止交叉感染主要靠各功能區、房間之間的壓力梯度實現，因此通風系統風機建議設置備用風機，尤其是污染區、半污染區的排風風機，清潔區的新風風機均采用一用一備，提高系統運行的可靠性，保護人民生命安全。

3）根據《規范》各功能區的房間通風支管上上應設置電動密閉閥，且應設置在房間外走道上，便于維護人員在相對安全區方便關斷了閥門，進行各房間的消毒工作。

4）運行時應注意檢查過濾器是否能有效工作，參照《潔凈廠房設計規范》GB50073-2013 當出現下列任一情況是，應更換高效空氣過濾器：①氣流速度降到最低限度，及時更換初效、中效過濾器任不能增大。②高效過濾器的阻力達到初阻力的1.5～2 倍。③高效空氣過濾器出現無法修補的滲漏[2]。

5）通風設備選用節能設備，設計參數應位于設備高效運行區，機組設于專用機房或室外非人員活動區，并做好減震降噪措施，使其對病人、醫務工作者及周圍環境的影響降到最低。

5 總結

1）發熱門診、留觀病房的設計重點是隔絕防護，避免交叉傳染，而暖通專業的主要任務則是實現三區域兩走廊之間的壓力梯度和定向氣流流向。設計時不應選用經驗數值，而是需要精準計算，滿足壓力梯度要求，并適當留有富裕量；施工完畢，運行調試時，應重點檢測壓力梯度數值。

2）通風系統過濾器的過濾能力是保證通風系統避免病毒傳播，保障人員安全的關鍵技術設施，平時應注意維護，過濾效能不達標時應立即更換。

3）通風系統排風口的設置位置、設置高度，是降低發熱門診、留觀病房建筑對周圍環境影響的關鍵設計因素，應嚴格控制要求。