后疫情下正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室設(shè)計探討

劉波 李庭 霍亭

1 山東省建筑設(shè)計研究院有限公司

2 河北建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司

新冠肺炎疫情以來，我國采取隔離確診、疑似病例及密切接觸者，限制人員流動等嚴(yán)格的防控措施，使得國內(nèi)新冠疫情基本趨于穩(wěn)定。由于各種原因，國外疫情目前仍處于不可控狀態(tài)，從而導(dǎo)致國內(nèi)的境外輸入確診病例持續(xù)不斷。為適應(yīng)疫情新形勢，國家衛(wèi)健委于2020 年7 月發(fā)布了《綜合醫(yī)院“平疫結(jié)合”可轉(zhuǎn)換病區(qū)建筑技術(shù)導(dǎo)則（試行）》，文中第6.5.1 條規(guī)定“平疫結(jié)合區(qū)手術(shù)部，平時手術(shù)室按正壓設(shè)計。手術(shù)部根據(jù)需要應(yīng)當(dāng)至少設(shè)置一間可轉(zhuǎn)化為負(fù)壓的全新風(fēng)直流手術(shù)室，供疫情時使用”。此外，2000 年頒布文獻(xiàn)[1]第11 條規(guī)定，“有條件時根據(jù)需要可設(shè)1 間負(fù)壓潔凈手術(shù)室”。2002 年頒布的文獻(xiàn)[2]第3.0.5 條規(guī)定，“當(dāng)進(jìn)行傳染性疾病手術(shù)或?yàn)閭魅静』颊哌M(jìn)行手術(shù)時，應(yīng)遵循傳染病管理辦法，同時應(yīng)建立負(fù)壓潔凈手術(shù)室，或采用正負(fù)壓轉(zhuǎn)換形式的潔凈手術(shù)室。”綜上所述，綜合醫(yī)院有必要至少設(shè)置一間負(fù)壓手術(shù)室。由于負(fù)壓手術(shù)室應(yīng)用頻率低，為提高手術(shù)室的利用率，更多是設(shè)置可以正負(fù)壓轉(zhuǎn)換的手術(shù)室。平時保持正壓，做普通手術(shù)室用。緊急情況下，手術(shù)室為負(fù)壓，做負(fù)壓手術(shù)室用[3-4]。本文針對于此背景下正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室設(shè)置進(jìn)行闡述，旨在為設(shè)計同行提供參考。

1 正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室平面布置

文獻(xiàn)[2]第5.2.8 條規(guī)定“負(fù)壓潔凈手術(shù)室和產(chǎn)生嚴(yán)重污染的房間與其相鄰區(qū)域之間必須設(shè)緩沖室。”

文獻(xiàn)[5]第5.1.3 條明確了負(fù)壓手術(shù)室的建筑要求“1）負(fù)壓手術(shù)室應(yīng)自成一區(qū)，有獨(dú)立出入口，并與手術(shù)部外建筑通道建立快捷聯(lián)系。2）負(fù)壓手術(shù)室布置應(yīng)潔污分流，配備專用無菌儲物間、沖洗消毒間以及清潔通道。3）負(fù)壓手術(shù)室與潔凈手術(shù)部內(nèi)潔凈通道應(yīng)設(shè)分隔門及緩沖室，以便對負(fù)壓手術(shù)室隔離封閉。”文獻(xiàn)[6]第7.2.5 條規(guī)定“負(fù)壓手術(shù)室和感染手術(shù)室在出入口處都應(yīng)設(shè)準(zhǔn)備室作為緩沖室。負(fù)壓手術(shù)室應(yīng)有獨(dú)立出入口”。正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室兼具正壓、負(fù)壓手術(shù)室功能，上述負(fù)壓手術(shù)室的建筑布置要求正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室也應(yīng)該遵從。

實(shí)際工程中，正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室平面存在如下問題：1）緩沖設(shè)置不全面，只有前室或后室，如圖1、圖2所示[7]。手術(shù)室直接開向走廊，當(dāng)手術(shù)室開門時，雖然設(shè)計了空氣壓差，開門瞬間會把壓力擾亂，存在負(fù)壓手術(shù)室被污染的空氣進(jìn)入走廊的風(fēng)險[8]。2）未實(shí)現(xiàn)呼吸道傳染病患者與普通患者、醫(yī)護(hù)人員分流，存在交叉感染風(fēng)險，如圖3 所示。從圖中可以看出，呼吸道傳染病患者和普通患者、醫(yī)護(hù)人員共用潔凈走廊，存在非常大的安全隱患。

圖1 帶前室的正負(fù)壓切換手術(shù)室

圖2 帶后室的正負(fù)壓切換手術(shù)室

圖3 某正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室建筑平面布置

根據(jù)上述要求，結(jié)合筆者工作實(shí)際，筆者認(rèn)為正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室平面布置需把握兩個原則：1）前后室的緩沖缺一不可。2）盡量設(shè)置在手術(shù)部端頭位置，自成一區(qū)，呼吸道傳染病患者通道與普通患者、醫(yī)護(hù)人員通道分開布置。如圖4 所示，負(fù)壓手術(shù)時，病人通過負(fù)壓換床間進(jìn)入負(fù)壓手術(shù)室，實(shí)現(xiàn)了與普通患者、醫(yī)護(hù)人員的分離。

圖4 某正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室建筑平面布置

2 正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室壓力要求

目前一些已建成正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室負(fù)壓狀態(tài)時壓力梯度分布為潔凈走廊（+20Pa）→前室（+15Pa）→手術(shù)室（+10Pa）←后室（+15Pa）[9]；有的工程負(fù)壓狀態(tài)時壓力梯度分布為潔凈走廊（+20Pa）→前室（+25Pa）→手術(shù)室（+15Pa）[10]。兩種做法都是手術(shù)室相對潔凈走廊是負(fù)壓，相對室外是正壓。后者做法前室相對于潔凈走廊為正壓，筆者認(rèn)為略有不妥，當(dāng)手術(shù)室開門時破壞壓差，手術(shù)室內(nèi)空氣有可能進(jìn)入前室，進(jìn)而順著壓差從前室進(jìn)入潔凈走廊。正確的壓力梯度應(yīng)該為：潔凈走廊→前室→手術(shù)室←后室。

文獻(xiàn)[6]指出“擔(dān)心負(fù)壓手術(shù)室仍然可能出現(xiàn)正壓，使危險氣溶膠滲向吊頂上技術(shù)夾層”，所以文獻(xiàn)[6]第4.0.2 條規(guī)定“嚴(yán)重污染的房間對相通的相鄰房間應(yīng)保持負(fù)壓，最小靜壓差應(yīng)大于等于5Pa。用于控制空氣感染的手術(shù)室應(yīng)是負(fù)壓手術(shù)室，負(fù)壓手術(shù)室對其吊頂上技術(shù)夾層應(yīng)保持略低于“0”的負(fù)壓差。”因此文獻(xiàn)[9]建議正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室負(fù)壓狀態(tài)時梯度分布為潔凈走廊（+10Pa）→前室（+5Pa）→手術(shù)室（-5Pa）←后室（+5Pa）。

3 正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計

3.1 現(xiàn)有一些正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)

國內(nèi)目前建成的正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室大多是Ⅲ級潔凈手術(shù)室，且設(shè)置獨(dú)立的凈化空調(diào)系統(tǒng)，筆者認(rèn)為這個設(shè)計思路沒有問題[10]。關(guān)于通風(fēng)設(shè)計，筆者認(rèn)為存在一些不妥。例如圖5 所示某醫(yī)院正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)原理圖。其工作原理如下：1）正壓狀態(tài)時，凈化空調(diào)為一次回風(fēng)運(yùn)行工況。密閉閥M5、M6、M7、M8 關(guān)閉，密閉閥M1、M2、M3、M4 開啟，排風(fēng)機(jī)P2 不運(yùn)行，排風(fēng)機(jī)P1 運(yùn)行，新風(fēng)管上風(fēng)量調(diào)節(jié)閥為T1 為低風(fēng)量狀態(tài)，回風(fēng)總管上的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥T2 為高風(fēng)量狀態(tài)。2）負(fù)壓狀態(tài)下，對普通傳染病患者進(jìn)行手術(shù)時，凈化空調(diào)為一次回風(fēng)運(yùn)行工況。密閉閥M3、M7、M8 關(guān)閉，密閉閥M1、M2、M4、M5、M6 開啟，排風(fēng)機(jī)P1、P2 均運(yùn)行，新風(fēng)管上風(fēng)量調(diào)節(jié)閥為T1 為中風(fēng)量狀態(tài)，回風(fēng)總管上的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥T2 為低風(fēng)量狀態(tài)，排風(fēng)管上的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥T3 為低風(fēng)量狀態(tài)。3）負(fù)壓狀態(tài)下，對烈性傳染病患者進(jìn)行手術(shù)時，凈化空調(diào)為全新風(fēng)運(yùn)行工況。密閉閥M2、M3、M4、M5 關(guān)閉，密閉閥M1、M6、M7、M8 開啟，排風(fēng)機(jī)P1、P2 均運(yùn)行，新風(fēng)管上風(fēng)量調(diào)節(jié)閥為T1 為高風(fēng)量狀態(tài)，排風(fēng)管上的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥T3 為高風(fēng)量狀態(tài)。

筆者認(rèn)為圖5 存在如下問題：1）文獻(xiàn)[6]第8.1.14條規(guī)定：負(fù)壓手術(shù)室頂棚排風(fēng)口入口處以及室內(nèi)回風(fēng)口入口處均必須設(shè)高效過濾器，并應(yīng)在排風(fēng)出口處設(shè)止回閥，回風(fēng)入口處設(shè)密閉閥。正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室，應(yīng)在部分回風(fēng)口上設(shè)高效過濾器，另一部分回風(fēng)口上設(shè)中效過濾器。當(dāng)供負(fù)壓使用時，應(yīng)關(guān)閉中效過濾器處密閉閥。當(dāng)供正壓使用時，應(yīng)關(guān)閉高效過濾器處密閉閥。圖5 負(fù)壓狀態(tài)下，P1 排風(fēng)所對應(yīng)室內(nèi)排風(fēng)口配的是中效過濾器，不符合文獻(xiàn)[6]的要求。2）凈化空調(diào)機(jī)組正壓狀態(tài)下和對普通傳染病患者進(jìn)行手術(shù)負(fù)壓狀態(tài)下，手術(shù)室內(nèi)配置的過濾器級別不同，回風(fēng)系統(tǒng)阻力要求不同，若是單純?yōu)榱素?fù)壓工況高阻力而配置高壓頭變頻風(fēng)機(jī)，平時正壓工況低頻運(yùn)行，不符合節(jié)能要求。3）對普通傳染病患者進(jìn)行手術(shù)負(fù)壓狀態(tài)下，手術(shù)室回風(fēng)口配置高效過濾器，負(fù)壓換床、醫(yī)生前室配置中效過濾器，系統(tǒng)壓力不平衡，容易導(dǎo)致手術(shù)室排風(fēng)量底于設(shè)計值，負(fù)壓換床、醫(yī)生前室排風(fēng)量高于設(shè)計值。

圖5 某醫(yī)院正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)原理圖

3.2 正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)有沒有必要做回風(fēng)

針對上述問題，筆者試圖找出一個合理的凈化空調(diào)系統(tǒng)方案。在此之前，需要先討論一下正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)有沒有必要做回風(fēng)？文獻(xiàn)[11]指出“當(dāng)負(fù)壓隔離病房排（回）風(fēng)口設(shè)有不低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13354-2020《高效空氣過濾器》的50 級（原為C 類）高效過濾器時，負(fù)壓隔離病房可采用非全新風(fēng)凈化空調(diào)系統(tǒng)。”文獻(xiàn)[12]指出“負(fù)壓手術(shù)室在回風(fēng)口設(shè)置高效過濾器，并保證其不漏，是可以回風(fēng)的，而不必全排風(fēng)”。文獻(xiàn)[13]也支持在過濾器安裝符合標(biāo)準(zhǔn)時負(fù)壓手術(shù)室可做回風(fēng)。因此，如圖5 所示，目前一些正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室設(shè)置了回風(fēng)工況。

正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室設(shè)置了回風(fēng)工況目的是節(jié)能，但是，將負(fù)壓工況設(shè)計為帶回風(fēng)系統(tǒng)，就會增加正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)一個運(yùn)行工況，勢必會使系統(tǒng)復(fù)雜，控制麻煩。國家衛(wèi)健委于2020 年2 月發(fā)布了《新型冠狀病毒肺炎應(yīng)急救治設(shè)施設(shè)計導(dǎo)則（試行）》，中國中元國際工程有限公司同時于2020 年2 月主編了T/CECS 661-2020《新型冠狀病毒感染的肺炎傳染病應(yīng)急醫(yī)療設(shè)施設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，兩個文件同時提到“應(yīng)急救治設(shè)施的手術(shù)室應(yīng)當(dāng)按直流負(fù)壓手術(shù)室設(shè)計，并符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》（GB50333）的有關(guān)規(guī)定”。胡國慶等對2359 家醫(yī)療機(jī)構(gòu)的凈手術(shù)室使用現(xiàn)狀調(diào)查進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)差顯示42.9%（1011/2359）醫(yī)療機(jī)構(gòu)配置了正負(fù)壓切換手術(shù)室，但1011 家配置正負(fù)壓切換手術(shù)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，有61.7%（624 家）正負(fù)壓切換手術(shù)室的負(fù)壓使用頻率≤1 次/月[3]。筆者認(rèn)為，正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)負(fù)壓狀態(tài)時直接做全直流新風(fēng)系統(tǒng)，不做回風(fēng)即可。正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室使用頻率低，負(fù)壓工況做全直流新風(fēng)系統(tǒng)，偶爾使用全年總能耗并不增加太多。并且減少了運(yùn)行工況，使系統(tǒng)簡單，降低了出故障概率，還可以使維修成本降低。若一些特殊醫(yī)院負(fù)壓手術(shù)室使用頻率的確高，筆者建議直接設(shè)置帶回風(fēng)的負(fù)壓手術(shù)室，對烈性傳染病患者進(jìn)行手術(shù)時，凈化空調(diào)為全新風(fēng)運(yùn)行工況。

3.3 筆者建議正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)

筆者查閱相關(guān)文獻(xiàn)，并結(jié)合工作實(shí)踐，提出如圖6所示正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)原理圖。其工作原理如下：1）正壓狀態(tài)時，凈化空調(diào)為一次回風(fēng)運(yùn)行工況。密閉閥M1、M2 開啟，排風(fēng)機(jī)P2 不運(yùn)行，排風(fēng)機(jī)P1 運(yùn)行，新風(fēng)管上風(fēng)量調(diào)節(jié)閥為T1 為低風(fēng)量狀態(tài)。2）負(fù)壓狀態(tài)下，不管對普通傳染病患者進(jìn)行手術(shù)還是對烈性傳染病患者進(jìn)行手術(shù)時，凈化空調(diào)為全新風(fēng)運(yùn)行工況。密閉閥M1 開啟，密閉閥M2 關(guān)閉，排風(fēng)機(jī)P1、P2 均運(yùn)行，新風(fēng)管上風(fēng)量調(diào)節(jié)閥為T1 為高風(fēng)量狀態(tài)。該系統(tǒng)解決了圖5 系統(tǒng)中的問題：1）負(fù)壓狀態(tài)時，頂排排風(fēng)口也配高效過濾器，滿足了規(guī)范要求。2）正壓時的回風(fēng)系統(tǒng)和負(fù)壓時的排風(fēng)系統(tǒng)完全獨(dú)立，空調(diào)機(jī)組不需要為了負(fù)壓時增設(shè)高效過濾而增大機(jī)組壓頭。3）負(fù)壓換床、醫(yī)生前室增設(shè)一套排風(fēng)口與排風(fēng)管路，接入手術(shù)室負(fù)壓時的排風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)口都配高效過濾器，解決了壓力不平衡問題。

圖6 建議正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)原理圖

4 正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室通風(fēng)空調(diào)自控系統(tǒng)的設(shè)計

自控系統(tǒng)設(shè)計是正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室設(shè)計內(nèi)容重要的組成部分，通過控制密閉閥可實(shí)現(xiàn)正負(fù)壓工況的轉(zhuǎn)換。其自控原理圖如圖7 所示，其控制策略如下：1）正壓工況運(yùn)行時，排風(fēng)機(jī)P2 不運(yùn)行P1 運(yùn)行，根據(jù)手術(shù)室內(nèi)壓力傳感器的信號調(diào)節(jié)新風(fēng)管的變風(fēng)量閥，對室內(nèi)靜壓差進(jìn)行控制，同時確保手術(shù)室內(nèi)新風(fēng)量滿足文獻(xiàn)[6]的要求。2）負(fù)壓工況運(yùn)行時，排風(fēng)機(jī)P1 不運(yùn)行P2 運(yùn)行，根據(jù)手術(shù)室內(nèi)壓力傳感器的信號調(diào)節(jié)排風(fēng)機(jī)P2 所連接的排風(fēng)管的變風(fēng)量閥，對室內(nèi)靜壓差進(jìn)行控制。根據(jù)設(shè)置在排風(fēng)機(jī)P2 的排風(fēng)主管的壓力傳感器的信號調(diào)節(jié)排風(fēng)機(jī)變頻器，以適應(yīng)排風(fēng)高效過濾器阻力的變化。3）負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)的排風(fēng)機(jī)與送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，正壓工況運(yùn)行時，送風(fēng)機(jī)先于排風(fēng)機(jī)開啟，后于排風(fēng)機(jī)關(guān)閉。負(fù)壓工況運(yùn)行時聯(lián)鎖順序與負(fù)壓工況相反。4）對凈化空調(diào)系統(tǒng)的各級空氣過濾器設(shè)置壓差報警[13]。

圖7 某正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室凈化空調(diào)自控系統(tǒng)原理圖

5 結(jié)論

1）前后室的緩沖缺一不可。盡量設(shè)置在手術(shù)部端頭位置，自成一區(qū)，呼吸道傳染病患者通道與普通患者、醫(yī)護(hù)人員通道分開布置。

2）建議正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室負(fù)壓狀態(tài)時梯度分布為潔凈走廊（+10Pa）→前室（+5Pa）→手術(shù)室（-5Pa）←后室（+5Pa）。

3）目前有些正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)存在工況復(fù)雜，控制麻煩，風(fēng)量不易平衡等問題。建議正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室負(fù)壓工況時不做回風(fēng)，減少運(yùn)行工況，便于正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室系統(tǒng)簡單，控制方便。

4）負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)的排風(fēng)機(jī)與送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，正壓工況運(yùn)行時，送風(fēng)機(jī)先于排風(fēng)機(jī)開啟，后于排風(fēng)機(jī)關(guān)閉。負(fù)壓工況運(yùn)行時聯(lián)鎖順序與負(fù)壓工況相反。