某负压隔离病房暖通设计探讨.pdf

第 50 卷 第 3 期有色金属设计Vol.50 No.32023 年 9 月Nonferrous Metals DesignSept.2023收稿日期:2022-11-17作者简介:赵巍(1989),男,河南平顶山人,工程师。主要研究方向:暖通设计。某负压隔离病房暖通设计探讨赵巍,匡芳(昆明有色冶金设计研究院股份公司,云南 昆明 650051)摘要:结合实际工程案例,从空调及通风系统、房间压差控制及通风量计算等方面介绍负压隔离病房空调系统设计的概况,并总结设计经验,以期对后续工程设计提供参考。关键词:负压隔离病房;压差控制;空气平衡中图分类号:TU831文献标识码:B文章编号:1004-2660(2023)03-0058-04Discussion on HVAC Design of a Negative Pressure Isolation WardZHAO Wei,KUANG Fang(Kunming Engineering&Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co.,Ltd.,Kunming Yunnan 650051,China)Abstract:In combination with practical engineering cases,this paper introduces the general situation of air conditioning system design in negative pressure isolation ward from aspects such as air conditioning and ventila-tion system,room differential pressure control and ventilation volume calculation,and summarizes the design experience to provide references for subsequent engineering design.Keywords:Negative pressure isolation ward;Differential pressure control;Air balance0 引 言新型冠状病毒感染(COVID-19)爆发以来,负压隔离病房成为应急医疗设施中的标准配置之一,负压隔离病房既能收治新冠患者,又能有效控制传染源(患者)、切断病毒的传播途径。文章以某负压隔离病房改造项目为例,论述了负压隔离病房空调通风系统的设计、总结了设计经验,以期对后续工程设计提供参考。1 工程概况该改造项目位于云南省某医院感染科 2 楼,层高 3.3 m,建筑面积约 476.49 m2。2 空调及通风系统该项目设计依据为 传染病医院建筑设计规范 5084920141、综合医院建筑设计规范GB 5103920142、新冠肺炎应急救治设施负压病区建筑技术导则(试行)3(以下简称新冠导则)、综合医院“平疫结合”可转换病区建筑技术导则(试行)4等国家规范及各部委颁布的文件、导则。2.1 室内环境控制参数依据 传染病医院建筑设计规范 508492014中的相关规定,室内设计主要参数选择见表 1。2.2 空调通风系统概述2.2.1 系统形式按 中华人民共和国传染病防治法 规定,新冠肺炎属于乙类传染病,目前按甲类传染病管理,故空调送风系统采用直流式全新风洁净送风机,机组设置在清洁区专用新风机房内,室外机设置于室外绿化带内;排风采用带高效段排风机,机组设置于建筑屋顶。为满足快速改造、尽快投入使用的要求,结合当地室外气象参数特点,该项目空调冷热源采用风冷(热泵)直膨式冷(热)风机组。赵巍,匡芳:某负压隔离病房暖通设计探讨表 1 室内设计参数Tab.1 Indoor design parameters房间相对大气最小压差/Pa通风换气次数/(次/h)夏季冬季温度/相对湿度/%温度/相对湿度/%负压隔离病房-1512 与 576CMH 取二者中大值2650552030负压病房-156 与 216CMH 取二者中大值2650552030病房卫生间/15(仅排风)26/20/医护走道-56患者走道-10625505520/2.2.2 系统划分医疗区建筑布局按照医学安全原则,根据医患分区分流要求划分为清洁区、半污染区、污染区。为防止医疗区内各区污染气体通过风管交叉传染,各区分别设置独立的空调送、排风系统。2.2.3 设计技术措施对于负压隔离病房,空调新风送风段过滤器配置为板式初效(G4)+可清洗袋式中效(F7),病房内送风口采用亚高效(H11)过滤送风口;排风系统末端配置高效过滤器(H13)。对于负压病房,空调新风送风段过滤器配置为板式初效(G4)+可清洗袋式中效(F7),+亚高效(H11),病房内送风口采用普通双层百叶送风口;排风系统末端配置高效过滤器(H13)。排风系统室外侧排风口与新风系统室外侧取风口间距不小于 20 m,或高差大于 6 m(排风口位于取风口上方);系统室外排风口采用锥形风帽、距屋面高度不小于 3 m,且应位于全年主导风向下侧。风机控制:先启动清洁送风机,再启动高效排风机,关闭时先关闭清洁送风机,再关闭高效排风机。送风机组出口排风机组入口处设置电动密闭阀且与风机连锁,风机关闭时,电动密闭阀连锁关闭。分区控制:先启动污染区,再启动半污染区,最后启动清洁区所属通风系统,关闭顺序相反。当排风机故障停机时,无需确认,立即连锁关闭配套的送风机组,以保证防护区内不会出现正压工况,各台送/排风机组应设置声光报警装置。医疗区内空调通风换气次数详见表 1。有密闭消毒要求的房间送、排风支管上分别设置电动密闭阀,并在房间门口外侧设置手动启闭装置。有压差要求的防护区域空调通风有变送变排、定送变排、定送定排、末端动力风机等几种形式。变送变排、定送变排、末端动力风机优点是较好克服由于过滤器阻力的变化对整个管路系统的影响,保证各个房间有足够的压差风量,缺点是造价高、控制复杂、维护成本高;定送定排优点是结构简单,造价及维护成本较低,是负压病房常用的空调通风方式。该工程采用定送定排,每根送、排风支管上分别设置定风量调节阀。负压隔离病房区均采用上送下排的气流方式。隔离病房内的主送风口设置于病床床头侧医护人员常规站位的上方,次送风口设置于床尾上部,病床床头侧设置低位高效排风口,排风口下边沿高于地面 0.1 m,上边沿不应高于地面0.6 m。低位排风口风速1.5 m/s。鉴于卫生间为潮湿环境且考虑到日常沐浴及清扫情况,当需设置高效排风口时,可距地 300 mm 设置,以保护其使用寿命。3 房间压差控制及通风量计算3.1 压差控制负压隔离病房区各房间平面布置及压差见图1,负压隔离病房为-15 Pa,缓冲间/负压前室为-10 Pa,医护走道为-5 Pa,病患走道为-10 Pa,病房卫生间为不做要求,仅在卫生间内设置低位高效排风口,保证卫生间相对病房为负压。在有压差要求的房间门口 1.5 m 高处设置 060 Pa 微压差计,观察房间内外压差度。送、排风机组中过滤段随着使用时间的推移,其阻力也会增加,导致送、排风量的降低。为了消除阻力变化对风量的影响,风机配置变频电机,通过监测机组出风口风速的变化来控制电95有色金属设计第 50 卷机转速,以保证风量的恒定;同时在送、排风风管的支管上设置压力无关型定风量阀,通过调节送、排风风量差来实现房间设计压差。图 1 负压隔离病房区平面布置及静压Fig.1 Layout plan and static pressure of negative pressure isolation ward area3.2 风量的计算为保证各房间、区域压差值,必须控制送、排风量差,风量计算的方法主要有 3 种方法,分别是 洁净厂房设计规范 GB 5007320135中的缝隙法、换气次数法和 传染病医院建筑设计规范 GB 508492014 中“污染区房间应保持负压,每房间排风量应大于送风量 150 m3/h”的指标法,以下分别论述。3.2.1 缝隙法负压隔离病房区送风量应满足 新冠导则第 5.1.11 条、5.2.7 条要求,污染区、半污染区送风量不应低于 6 次/h(净高按 2.8 m 计算),负压隔离病房最小新风量应按 12 次/h 或 160 l/s(576 m3/h)计算。渗入、渗出风量计算参见洁净厂房设计规范 GB 500732013 中相关公式计算。排风量=送风量+渗入风量-渗出风量。风量计算结果见表 2。表 2 负压隔离病房区部分区域通风量计算Tab.2 Calculation of ventilation volume in some areas of negative pressure isolation ward房间最小负压/Pa房间送风量/(m3/h)渗入风量/(m3/h)渗出风量/(m3/h)渗透风量差值/(m3/h)房间排风量/(m3/h)负压隔离病房-15+650+330-130+200-850病房卫生间/0+1300+130-130负压前室-10+60+184-1840-60缓冲间-10+100+184-254-70-30半污染通道-5+840+432-1 102-670-170污染通道-10+1 000+465-1 677-1 212-2123.2.2 换气次数法根据 洁净厂房设计规范 GB 500732013第 6.2.3 条可知,维持 5Pa 压差需要 12 次/h 换气次数。排风量=送风量+换气次数。风量计算结果见表 3。表 3 负压隔离病房区部分区域通风量计算Tab.3 Calculation of ventilation volume in some areas of negative pressure isolation ward房间最小负压/Pa房间送风量/(m3/h)2 次换气次数风量/(m3/h)房间排风量/(m3/h)负压隔离病房-15+650109-759病房卫生间/0-130房间最小负压/Pa房间送风量/(m3/h)2 次换气次数风量/(m3/h)房间排风量/(m3/h)负压前室-10+6028-88缓冲间-10+10030-130半污染通道-5+840434-1 274污染通道-10+1 000567-1 5673.2.3 指标法采用指标法计算时,排风量=送风量+150 m3/h。计算结果详见表 4。06赵巍,匡芳:某负压隔离病房暖通设计探讨表 4 负压隔离病房区部分区域通风量计算Tab.4 Calculation of ventilation volume in some areas of negative pressure isolation ward房间最小负压/Pa房间送风量/(m3/h)指标法排风量/(m3/h)房间排风量/(m3/h)负压隔离病房-15+650-150-800病房卫生间/0-130负压前室-10+60-150-210缓冲间-10+100-150-250半污染通道-5+840-150-990污染通道-10+1 000-150-1 150依据规范 洁净厂房设计规范 GB 500732013 缝隙法计算公式得出,一个门高 2.1 m,宽1 m 的单扇非密闭门漏风量为 127 m3/h;而根据负压隔离病房建设简明技术指南 中缝隙漏风量计算公式得出,一个门高 2.1 m,宽 1 m 的单扇非密闭门门缝为 5 mm,门下留有 10 mm 缝隙的非密闭门在维持与相邻房间+5 Pa 压力时的漏风量为 149.64 m3/h。因为 新冠导则 第 2.2.2条“缓冲间与病房的门下边宜留有 10 mm 缝隙”,因此在计算传染病医院隔离病房时,病房、缓冲间的门缝应考虑门下方 10 mm 的缝隙计算漏风量。通过对 3 个计算排风量方法进行对比发现,缝隙法计算的半污染区排风量较小,实际是由于半污染区空气由缝隙泄漏至病房内,但总排风量大于送风量,病区(污染区)依然为负压状态。换气次数法、指标法计算中未考虑房间之间的风量转移(渗入、渗出),因此计算得出整个病区的排风量相对较大,简便了计算工作量,但从区域风量平衡而言是不准确的。因此,推荐采用基于区域风量平衡的缝隙法。以 1 间病房为单元,各风量计算法对比见表 5。表 5 各计算方法排风量比较Tab.5 Comparison of exhaust air volumes of each calculation method缝隙法房间排风量/(m3/h)换气次数法房间排风量/(m3/h)指标法房间排风量/(m3/h)负压隔离病房-850-759-800相对缝隙法比值100%89.3%94.1%4 结 语负压隔离病房的空调通风设计重点为房间压差控制,即应保证气流自清洁区半污染区污染区必须为单向流动,负压程度由高到低依次为负压隔离病房缓冲间(缓冲前室)走道,要保证气流方向与负压度一致。参考文献:1中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.传染病医院建筑设计规范:508492014S.北京:中国计划出版社,2015.2中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.综合医院建筑设计规范:GB 510392014S.北京:中国计划出版社,2014.3国卫办规划函 2020 166 号.关于印发新冠肺炎应急救治设施负压病区建筑技术导则(试行)的通知Z北京:国家卫生健康委办公厅,住房和城乡建设部办公厅,2020.4国卫办规划函2020663 号.关于印发综合医院“平疫结合”可转换病区建筑技术导则(试行)的通知Z北京:卫生健康委办公厅,发展改革委办公厅,2020.5中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.洁净厂房设计规范:GB 500732013S.北京:中国计划出版社,2013.6许钟麟.负压隔离病房建设简明技术指南M.北京:中国建筑工业出版社,2020.7中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范:GB 507362012S.北京:中国建筑工业出版社,2012.16