对新建医疗建筑空调通风系统应对突发传染性疫情的思考

关键词： 医疗建筑  突发传染性疫情  空调通风系统  应对策略  平疫结合

2020年初，新型冠状病毒肺炎（COVID-19，以下简称新冠肺炎）疫情突然暴发并在全国迅速蔓延。在应对这场突发性疫情的阻击战中，在没有确切有效的治疗办法情况下，按“早发现、早报告、早隔离、早治疗，有效管理传染源、及时切断传播途径、保护易感人群”原则进行的抗疫行动取得了令人鼓舞的效果。医疗机构优先以隔离作为首要措施，对控制疫情扩散起到了至关重要的作用，同时，以医用氧气供应为主的呼吸支持作为重要的医疗救治手段，也起到了重要作用。

在抗击疫情过程中，相关人士提出：有条件的新建医院、住宿制学校和培训机构的设计方案都必须考虑到防疫时能快速改造成呼吸道传染病医院；同时，应加速推进城市老旧小区改造和社区公共卫生设施建设，确保在疫情来临时，能迅速有效地进行社区自我封闭，阻断疫情传播。

总结2003年初暴发的SARS疫情和2020年初暴发的新冠肺炎疫情的经验教训，笔者建议在空调通风系统设计中，特别是在医疗建筑空调通风系统设计中，为满足应对突发传染性疫情时空调系统的特殊运行需求预留相关措施。

针对SARS疫情或者新冠肺炎疫情，应急建设临时性传染病医疗建筑是非常必要的。在新冠肺炎疫情最严重的武汉市，除了建设临时医院，还征用了许多医院，通过改建作为新冠肺炎患者定点收治医院，而且还建成了14个方舱医院，对战胜突发疫情起到了关键作用。虽然在平常的建设中不可能也没必要把所有医院都按照传染病医院标准来设计并建造，但是经历过这两次突发传染性疫情后，在医疗建筑设计中，各专业尤其是暖通专业应本着“平疫结合”思路，在满足GB 51039-2014《综合医院建筑设计规范》和GB/T 35428-2017《医院负压隔离病房环境控制要求》等规范规定或要求的前提下，预留突发传染性疫情时的快速改造措施 ^[1] 。

应急型呼吸道传染病医疗建筑的设计要点包括防止交叉感染、合理的压力梯度和气流组织、污染物高空排放及无害化处理、快速改造的可实施性及维护操作的方便性等，重点是保护医护人员，防止疫情在医院传染扩散。

1.2.1  防止交叉感染

首先，应选择合适的空调或通风末端方式，从源头上阻断交叉感染；其次，应通过合理设计空调通风系统，控制气流流向，保证不同污染等级区域的压力梯度，避免洁净空气与污染空气的交叉；最后，各个房间送、排风系统支风管上均安装电动密闭阀，疫情暴发时，关闭平时送、排风管上的密闭阀，对相关房间进行消杀处理后，开启预留的疫时大风量送、排风支管上的电动密闭阀，加大风量。

1.2.2  合理的压力梯度及气流组织

压力梯度靠调整送、排风量和合理的气流组织设计来保证。通过在合适位置预留相关措施，突发传染性疫情时，能快速安装改造，形成清洁区—半污染区—污染区有序的压力梯度。对在突发疫情时可能需要改造成负压的病房，还需在送风及排风支管上预留电动密闭阀位置。突发疫情情况下，房间需要进行封闭消杀处理时，电动阀关闭，实现房间全封闭。另外，在每个负压区域也要充分考虑气流组织合理性，确保医生处于洁净气流上游，有效保护医护人员在负压区内的操作安全。

1.2.3  污染物高空排放及无害化处理

突发疫情期间，须考虑污染物高空排放及无害化处理措施，最大限度降低负压病房等污染区的排风对周围环境的影响。设计时需预留排风机等无害化处理装置的位置。另外，空调冷凝水等应集中收集并接入污水处理站处理后排放。各类管道布置应避免洁净区与半污染区、污染区相互连通，不应穿越无菌室。

1.2.4  快速改造的可实施性及维护操作的方便性

考虑到新风机房等区域为一次性建设，应根据计算结果适当放大部分风管管径，大型设备提前预留现场改造条件，并考虑施工和维修空间，改造后的传染病医疗建筑或应急型传染病医疗建筑还应满足消防等相关要求。

（1）在规划设计阶段应根据风向设置不同区域，并以绿化带隔离。清洁区设在长期主导风向的上风向区域，隔离区设在下风向区域。

（2）为了突发传染性疫情时能进行快速改造并使对建筑使用功能流线的改动工作量最小，在病房楼内部，宜根据是否接触传染病病源，采用三区三廊模式，即清洁区、半污染区和污染区，清洁走廊、半清洁走廊和污染走廊 ^[2] 。

（3）关注医技科室可能产生气溶胶的地方，除合理的物理分隔和个人防护（PPE）外，增加局部排风措施，保持室内负压 ^[3] 。

（4）总送、排风系统主干管到房间的支风管上除安装风量调节阀外，还需预留电动密闭阀安装位置，突发传染性疫情后可安装电动密闭阀进行单独关断，以便对相关房间进行消杀处理。

（5）设计普通医院时，大厅、候诊厅和抢救室等地方采取加大全空气空调系统新风量措施降低过渡季节能耗，人员密集房间的最大新风比不低于70%，且排风系统风量需适应不同工况（空调季节及过渡季节）下的新风量。考虑疫情暴发时的快速转换，在一次建设时最大新风比直接按100%设计，新风百叶、风管和配套排风机等按100%新风量校核计算，在疫情期间可实现全新风运行，避免交叉感染。

（6）突发传染性疫情时为避免高速气流加快细菌和病毒的扩散，需停用电风幕，所以应在所有入口预留门帘等防止室外气流侵入的装置或设施。

（1）压力梯度的转换靠改变送、排风量来保证。GB50849-2014《传染病医院建筑设计规范》明确规定：“呼吸道传染病的门诊、医技用房及病房、发热门诊最小换气次数（新风量）应为6次/h”，而GB 51039-2014《综合医院建筑设计规范》规定：“医疗用房的集中空调系统的新风量每人不应低于40m ³ /h，或新风量不应小于2次/h”。医疗建筑平时和突发疫情时新风量相差两倍。对于病房等采用新风加风机盘管的空调系统，在新风机房内安装平时用新风空调箱，预留两台相同风量的新风空调箱位置，安装新风引入管和送风管与平时系统并联，设置密闭阀，平时关闭；突发疫情时，迅速采购并安装新风空调箱，打开预留管路上的阀门，3台新风空调箱同时送风。如图1所示，设计建造时可适当放大平时送风管道截面积，确保疫情暴发时新风系统风速不会过大，满足室内噪声和送风要求。疫情期间病房新、排风系统平面图见图2。

（2）通过气流组织设计，形成清洁区—半污染区—污染区有序的压力梯度。突发疫情时，排风系统与新风系统相应变化，在预留位置安装排风机，以加大机械通风系统排风量，使原来的正压病房快速转换为负压病房，并保证其与相邻、相通的缓冲间、走廊压差不小于-5Pa ^[3] 。压差的形成不仅取决于风量，还与房间密闭性有关，所以排风机风量应按照各区压力梯度及漏风量计算。因传染病房卫生间不宜通过共用竖井排风，而普通病房卫生间排风每层竖向合并，如改为在每层走道内设置排风干管则可能影响层高，可考虑扩大每间病房的排风竖井，将卫生间排风接入本层排风立管，不与上下层排风立管并联，互不影响，但卫生间管井不宜过大，立管数量不宜过多，避免影响室内布局，如图2所示。

（3）基于对医护人员的保护，气流组织应上送下排，在床尾医护人员站立位置的天花板上预留可随时拆卸的检修口，便于新风口和风管的安装，在床头预留排风立管，与装修结合，在离地100mm高处预留足够的高效过滤器安装位置，平时封闭，如图2所示。这样，空气始终由清洁一侧流向污染一侧，确保医生处于洁净气流上游。

（4）建议在可能要改造成负压病房的送风及排风支管上预留定风量阀及电动密闭阀位置及一段可拆除法兰，便于突发疫情时，可以快速安装调试设备，并保证房间内实际送风量与设计风量一致，在房间需要封闭消毒时电动阀关闭，实现房间全封闭，如图3所示。另外，在每间负压病房的门口预留可视化压差显示装置位置，以便疫情暴发时可及时安装可视化压差显示装置。

（1）对突发疫情后投入使用的所有区域，其送风系统应设粗、中、高效3级过滤，保证送风洁净度并采取有效的空气净化消毒措施。同时，应最大限度降低负压病房等污染区的排风对周围环境的影响，设置机械排风高空排放，在屋面预留排风高效过滤器位置并考虑后期维护更换方便性。

（2）对污染区：启动时先开排风机、后开送风机，关闭时先关送风机、后关排风机；对清洁区：启动时先开送风机、后开排风机，关闭时先关排风机、后关送风机。

（3）漂浮在空气中或附着在灰尘颗粒上的病菌或病毒会沉积在空调机组的盘管上，并随冷凝水排出，所以空调冷凝水不能单独排至室外，应随各区污水和废水接入污水处理站集中处理后排放。冷凝水管道布置避免洁净区与半污染区、污染区相互连通，不应穿越清洁区。

（1）普通医疗项目的新风机房等区域多为一次性建设，改造不便，需提前预留全新风空调箱位置。

（2）根据负压病房要求计算结果放大风管管径，避免局部改造后风速过大，风量达不到要求，无法保证压力梯度。

（3）通过管线综合，与建筑协调，适当提高层高，以满足疫情暴发时因系统分区独立造成的管道多、风量大等要求。

（4）隐蔽工程及初投资较低的管道配件等可在一次建设时完成，大型设备如全新风空调箱、无害化处理装置和高效过滤器等，仅预留位置、电力扩容条件和屋面设备基础等，突发疫情时再采购安装，避免设备老化和初投资增高，但需提前规划采购途径，做到“平疫结合、快速改造”，同时控制造价和成本。

（1）突发疫情特别是呼吸道疾病疫情时，病人对氧气需求量会突然加大，建议在设计建造时按《新冠肺炎应急救治设施负压病区建筑技术导则》计算，加大液氧储量及氧气管道管径并在病区预留氧气汇流排间应急备用。

（2）在突发疫情时呼吸机用量也会加大，但普通病房一般不设计压缩空气系统，考虑“平疫转换”的需要，一次建设时即设置压缩空气系统。

（3）为应对突发疫情，预留区域独立负压吸引系统机房位置，分设立管，便于切换，同时建议采用无油式真空泵，降低污染风险。负压吸引站布置在医院污染区内，防护等级与传染病区的防护等级一致，且考虑管道路由不会穿越医护人员的洁净区，吊顶高度满足坡度要求；排放的气体应经过高效过滤器处理后高空排放；废液应集中收集并经过处理后排放。

（1）对突发传染性疫情，按“早发现、早报告、早隔离、早治疗，有效管理传染源、及时切断传播途径、保护易感人群”原则，在优先考虑多建发热门诊筛查等措施及时控制传染病源头的前提下，同时增加“平疫结合”改造的可能性，以便科学有效切断传播途径、保护易感人群。

（2）新建医疗建筑，需从空调通风末端形式选择、气流组织设计及压力梯度的形成和保持等方面充分考虑改造条件，以便在突发传染性疫情时能快速改造，有效防止病人之间、医患之间的交叉感染。

（3）新建医疗建筑空调通风系统应充分考虑突发传染性疫情期间污染物排放及无害化处理，避免产生污染。

（4）为了能在突发传染性疫情时将普通医疗建筑快速改造成传染病医疗建筑或者是应急型传染病医疗建筑，应充分考虑空调通风系统改造的可实施性及维护操作的方便性。