會(huì)展建筑改造方艙醫(yī)院的暖通設(shè)計(jì)與探討

引言

方艙醫(yī)院作為定點(diǎn)傳染病醫(yī)院的補(bǔ)充,主要任務(wù)是收治新冠肺炎輕癥及無(wú)癥狀患者,為充分利用既有建筑,以最少的社會(huì)資源、最快的速度改造完成且能夠滿(mǎn)足基本防護(hù)要求的臨時(shí)收治場(chǎng)所。方艙醫(yī)院能夠有效控制傳染源和切斷傳播鏈,緩解醫(yī)療擠兌現(xiàn)象:同時(shí),疫情結(jié)束后,可以低成本恢復(fù)建筑原有功能。

根據(jù)國(guó)家聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制要求,人口達(dá)一定數(shù)量以上的城市必須建設(shè)一個(gè)方艙醫(yī)院,結(jié)合當(dāng)前疫情防控極其嚴(yán)峻的形勢(shì),溫州市相關(guān)部門(mén)啟動(dòng)方艙醫(yī)院選址,按照大空間單體建筑,能夠容納2000張床位的要求,最終選定國(guó)際會(huì)展中心建設(shè)方艙醫(yī)院。

本文針對(duì)會(huì)展建筑改造方艙醫(yī)院的設(shè)計(jì)進(jìn)行多方面梳理,以期為類(lèi)似項(xiàng)目提供參考。

1工程概況

按照"三區(qū)兩通道"的布置原則,本次改造利用會(huì)展一號(hào)樓、二號(hào)樓的一層及二層平面作為方艙醫(yī)院患者收治區(qū),另外在室外搭建部分醫(yī)務(wù)及配套用房。指揮中心及醫(yī)護(hù)辦公、休息位于項(xiàng)目西側(cè)酒店(不屬于本次改造范圍)。方艙醫(yī)院患者收治區(qū)面積26000m2,室內(nèi)總建筑面積36000m2,室外搭建醫(yī)務(wù)等配套用房面積3062m2,合計(jì)總建筑面積39062m2,可提供床位數(shù)2000張。方艙醫(yī)院總平分區(qū)及引導(dǎo)圖如圖1、圖2所示。

項(xiàng)目暖通設(shè)計(jì)原則是對(duì)內(nèi)保護(hù)醫(yī)護(hù)、后勤人員的安全,對(duì)外防止污染區(qū)空氣不經(jīng)處理外排或外溢,同時(shí)保證建筑物原消防防排煙系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

本次改造時(shí)間緊促,由啟動(dòng)設(shè)計(jì)至項(xiàng)目完工僅約10天?？紤]項(xiàng)目現(xiàn)實(shí)情況及會(huì)展建筑的特性,在保證方艙醫(yī)院運(yùn)營(yíng)安全的前提下,最大化利用場(chǎng)館原有暖通設(shè)施,按照相關(guān)導(dǎo)則并參照傳染病醫(yī)院的要求,對(duì)原建筑進(jìn)行改造。

2患者收治區(qū)

會(huì)展一號(hào)樓、二號(hào)樓分兩期建設(shè),其中一號(hào)樓已投用近20年,二號(hào)樓近10年?？照{(diào)均采用全空氣系統(tǒng),側(cè)面噴口送風(fēng),頂回風(fēng)。排風(fēng)口設(shè)于高處,與排煙系統(tǒng)合用風(fēng)管:一號(hào)樓采用雙速排煙兼排風(fēng)風(fēng)機(jī),二號(hào)樓排煙風(fēng)機(jī)與排風(fēng)機(jī)分設(shè),風(fēng)機(jī)均設(shè)于樓層風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)。

依據(jù)浙江省《方艙式集中收治臨時(shí)醫(yī)院技術(shù)導(dǎo)則(試行)》,考慮到改造時(shí)間緊迫,改造最大化利用原建筑物空調(diào)和排風(fēng)系統(tǒng)。關(guān)閉空調(diào)機(jī)組回風(fēng)閥、封堵回風(fēng)口,新風(fēng)閥全開(kāi),以全新風(fēng)模式運(yùn)行,二號(hào)樓排風(fēng)機(jī)入口處新增高效過(guò)濾器?？紤]排煙風(fēng)機(jī)無(wú)法24h持續(xù)運(yùn)行,同時(shí)高效過(guò)濾器無(wú)法直接承受消防排煙高溫,且機(jī)房?jī)?nèi)沒(méi)有增加旁通管的空間,故一號(hào)樓利用室內(nèi)原排風(fēng)排煙系統(tǒng),在屋面增加排風(fēng)機(jī)。樓層至屋面排風(fēng)豎管采用圓管設(shè)置于室外鋼柱圍合的三角造型內(nèi),如圖3所示,提供施工便利的同時(shí),減少對(duì)建筑的破壞。

圖3室外排風(fēng)豎管施工現(xiàn)場(chǎng)

方艙醫(yī)院通風(fēng)系統(tǒng)要求24h不間斷運(yùn)行,排風(fēng)量按每人不小于150m3/h設(shè)計(jì)。衛(wèi)生間、盥洗室及污物暫存、污洗等設(shè)置獨(dú)立的排風(fēng)系統(tǒng)。新風(fēng)量小于排風(fēng)量,產(chǎn)生一定的負(fù)壓,防止污染空氣外溢。送排風(fēng)量差值折合換氣次數(shù)根據(jù)建筑物密封程度控制在1~1.5次/h。由于所需新風(fēng)量遠(yuǎn)小于組合式空調(diào)機(jī)組的額定風(fēng)量,此時(shí)需采用機(jī)組變頻方式并關(guān)閉部分噴口。

院感驗(yàn)收階段部分疾控專(zhuān)家認(rèn)為上排風(fēng)不符合傳染病醫(yī)院要求,我方認(rèn)為大空間設(shè)置上送下排與負(fù)壓隔離病房保護(hù)醫(yī)護(hù)人員安全的氣流組織有所區(qū)別,更多的是為了空氣齡和溫度梯度。為順利推進(jìn)驗(yàn)收及后續(xù)項(xiàng)目,我方對(duì)一號(hào)樓一層氣流組織進(jìn)行了CFD模擬。

根據(jù)圖4,大空間氣流組織中起決定作用的是噴口送風(fēng),排風(fēng)影響較小。需要注意的是,本次病床單元間隔板高度較大,阻擋了送風(fēng)氣流。調(diào)試階段需調(diào)整噴口送風(fēng)角度,避免氣流阻擋造成病人不舒適。根據(jù)圖5,靜態(tài)環(huán)境下0.7m(臥床)高度,大部分區(qū)域空氣齡為0.2~0.4h,局部最不利區(qū)域?yàn)?.5h?？紤]輕癥、無(wú)癥狀患者活動(dòng)能力較強(qiáng)和紅色區(qū)域增設(shè)空氣凈化機(jī)組產(chǎn)生的氣流擾動(dòng),空氣齡可滿(mǎn)足基本要求。

3衛(wèi)生通過(guò)區(qū)

衛(wèi)生通過(guò)通風(fēng)設(shè)置目的為保護(hù)醫(yī)護(hù)人員免受病毒傳染。為形成從清潔區(qū)至污染區(qū)的氣流流向和壓力梯度,在傳染病醫(yī)院及生化實(shí)驗(yàn)室中,通常一脫、二脫等各隔間內(nèi)獨(dú)立設(shè)置送、排風(fēng)系統(tǒng),采用動(dòng)力分布(數(shù)字化)通風(fēng)系統(tǒng)或送風(fēng)末端設(shè)置定風(fēng)量閥。

但上述系統(tǒng)較為復(fù)雜,安裝與調(diào)試工作量大且造價(jià)高,考慮到方艙醫(yī)院為應(yīng)急臨時(shí)收治場(chǎng)所,設(shè)計(jì)通常采用簡(jiǎn)化系統(tǒng)。從清潔區(qū)進(jìn)入污染區(qū),采取正壓緩沖隔離方式:從隔離區(qū)返回清潔區(qū),采取負(fù)壓緩沖隔離方式。在"一次更衣"設(shè)置不小于30次/h的送風(fēng),在"脫防護(hù)服間"設(shè)置不小于30次/h的排風(fēng)。各相鄰隔間設(shè)置通風(fēng)短管,氣流流向?yàn)閺那鍧崊^(qū)至污染區(qū)。圖6為按上述原則設(shè)置的本項(xiàng)目第一版衛(wèi)生通過(guò)通風(fēng)系統(tǒng)圖。

第一版衛(wèi)生通過(guò)通風(fēng)系統(tǒng)由10組圖6所示的單元組成,項(xiàng)目實(shí)施中途運(yùn)營(yíng)單位認(rèn)為該建筑布局不利于實(shí)際操作,要求合并為2組一更、穿防護(hù)服(進(jìn)入通道)和6組一脫、二脫、淋浴(返回通道),各一更與淋浴間均開(kāi)門(mén)至室外連廊。同時(shí)疾控專(zhuān)家要求按傳染病醫(yī)院做法,在一脫、二脫等隔間設(shè)置送、排風(fēng),取消通風(fēng)短管。考慮到項(xiàng)目快速通過(guò)院感驗(yàn)收且通風(fēng)設(shè)備已采購(gòu)和板房結(jié)構(gòu)等問(wèn)題,協(xié)商后采用簡(jiǎn)易做法:在一脫、二脫及淋浴分設(shè)排風(fēng),各隔間均分設(shè)帶密閉閥通風(fēng)管,由室外獨(dú)立自然進(jìn)風(fēng),封堵一脫、二脫之間的通風(fēng)短管:考慮板房漏風(fēng)較大,一更與穿防護(hù)服間僅設(shè)置送風(fēng)口。經(jīng)系統(tǒng)調(diào)試,最終進(jìn)入及返回通道各隔間可形成正、負(fù)壓壓力梯度,達(dá)到基本防護(hù)要求。

4消防、空調(diào)系統(tǒng)安全

由于方艙醫(yī)院均為既有建筑改造,如本案會(huì)展已使用多年,存在設(shè)備、管道老化現(xiàn)象。設(shè)計(jì)、改造施工過(guò)程中,同步督促業(yè)主方對(duì)原有防排煙系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行逐項(xiàng)排查,更換故障設(shè)備及相關(guān)閥門(mén)等,確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行。同時(shí),對(duì)組合式空調(diào)機(jī)組、風(fēng)口及空調(diào)機(jī)房等進(jìn)行充分的清潔消毒,保證空氣品質(zhì)。

5總結(jié)與建議

(1)方艙醫(yī)院通常沿用原排風(fēng)系統(tǒng),應(yīng)急狀態(tài)下患者收治區(qū)上排風(fēng)可滿(mǎn)足基本使用要求。但合理的下排風(fēng)口設(shè)置可有效縮短空氣齡及降低人員活動(dòng)區(qū)的污染濃度,故在改造項(xiàng)目時(shí)間充足、硬件滿(mǎn)足時(shí),建議優(yōu)先采用下排風(fēng)系統(tǒng)。

(2)大空間建筑必定會(huì)存在通風(fēng)死角,需采用移動(dòng)式大風(fēng)量空氣凈化機(jī)凈化空氣,同時(shí)加強(qiáng)該區(qū)域的氣流擾動(dòng)。

(3)調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)物資入口處有氣流外溢現(xiàn)象,經(jīng)排查為正對(duì)該入口的噴口送風(fēng)風(fēng)速過(guò)高。在保持該系統(tǒng)總送風(fēng)量不變的前提下,關(guān)閉該處噴口,開(kāi)啟遠(yuǎn)端噴口,氣流恢復(fù)正常。

(4)本項(xiàng)目調(diào)試驗(yàn)收,按疾控要求為檢測(cè)所有風(fēng)口風(fēng)量,并按系統(tǒng)疊加與設(shè)計(jì)資料進(jìn)行核對(duì)。檢測(cè)單位判定標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計(jì)風(fēng)量誤差范圍在±10%即合格。本項(xiàng)目系統(tǒng)調(diào)試初期,排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量大多為負(fù)偏差,送風(fēng)系統(tǒng)大多為正偏差,雖然單項(xiàng)數(shù)據(jù)符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),但送、排風(fēng)風(fēng)量差值偏小。后期根據(jù)實(shí)際排風(fēng)量對(duì)送風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整,形成應(yīng)有的負(fù)壓。

(5)由于初、中、高效過(guò)濾器初阻力與終阻力相差較大,造成后期系統(tǒng)風(fēng)量變化明顯。故需注重風(fēng)機(jī)選型,并在使用過(guò)程中關(guān)注過(guò)濾器壓差檢測(cè)信號(hào),及時(shí)予以更換。

(6)衛(wèi)生通過(guò)區(qū)域正、負(fù)壓緩沖隔離方式氣流流向合理,完全可以滿(mǎn)足應(yīng)急方艙醫(yī)院的防護(hù)要求。但院感評(píng)審、驗(yàn)收過(guò)程中,衛(wèi)健委專(zhuān)家堅(jiān)持各隔間獨(dú)立送、排風(fēng),取消連通短管。如滿(mǎn)足該要求,勢(shì)必造成系統(tǒng)復(fù)雜、造價(jià)增加及施工周期延長(zhǎng),建議衛(wèi)健系統(tǒng)與住建專(zhuān)家進(jìn)行深入探討,早日達(dá)成共識(shí)。