一、工程概況
本工程為某綜合醫(yī)院的公共衛(wèi)生應(yīng)急樓（以下簡(jiǎn)稱(chēng)傳染樓）新建項(xiàng)目,，項(xiàng)目位于陜西省漢中市,，地上3層,，建筑面積4926.5㎡，空調(diào)面積4455㎡,，建筑高度13.2m,。一層為消化道專(zhuān)科門(mén)診、呼吸道專(zhuān)科門(mén)診,，設(shè)置DR,、CT各一間、門(mén)診手術(shù)室一間,、負(fù)壓隔離病房一間；二層為40床的消化科護(hù)理單元,；三層為40床的呼吸科護(hù)理單元,。在呼吸道傳染病疫情時(shí)期消化科護(hù)理單元可轉(zhuǎn)換為呼吸科護(hù)理單元使用，消化道專(zhuān)科門(mén)診停用,。在本項(xiàng)目醫(yī)院建設(shè)整體規(guī)劃中,，傳染樓屬于前期建設(shè)的一個(gè)單體，在院內(nèi)其他單體投入使用前,，傳染樓應(yīng)能獨(dú)立運(yùn)行,。
二、設(shè)計(jì)原則
1,、避免交叉感染
傳染病醫(yī)院最基本和最重要的要求就是必須避免交叉感染,。為此，建筑平面布置應(yīng)分區(qū)設(shè)計(jì),，劃分污染區(qū),、半污染區(qū)和清潔區(qū)，并明確潔污人流,、物流通道,。暖通專(zhuān)業(yè)要對(duì)建筑空間的氣流流向進(jìn)行控制，通過(guò)營(yíng)造合理的壓力梯度確保氣流由清潔區(qū)至半污染區(qū)再至污染區(qū)有序流動(dòng),，同時(shí)還要避免不潔空氣在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部的擴(kuò)散污染,。此外，污染區(qū)的氣流組織應(yīng)使醫(yī)護(hù)人員得到充分保護(hù),，清潔空氣首先流過(guò)房間中醫(yī)護(hù)人員可能的工作區(qū)域,，然后流過(guò)污染源進(jìn)入排風(fēng)口，避免病人的飛沫在醫(yī)護(hù)人員呼吸區(qū)亂流,。
2,、節(jié)能
傳染病醫(yī)療用房的新風(fēng)量與普通醫(yī)療用房存在明顯差異?？紤]到人員舒適,、氣味控制,、稀釋空氣中細(xì)菌、病毒濃度等因素,，《傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50849-2014）明確非呼吸道傳染病的門(mén)診,、醫(yī)技用房及病房新風(fēng)量最小換氣次數(shù)為3次/h，呼吸道傳染病的門(mén)診,、醫(yī)技用房及病房,、發(fā)熱門(mén)診新風(fēng)量最小換氣次數(shù)為6次/h。對(duì)于控制空氣中致命性的病原體的負(fù)壓隔離病房,，由于目前空調(diào)機(jī)對(duì)回風(fēng)的空氣處理不能保證100%阻隔或殺死病菌,，所以要求采用全新風(fēng)直流式空調(diào)系統(tǒng)，換氣次數(shù)為12次/h,。相比綜合醫(yī)院普通醫(yī)療用房2次/h的新風(fēng)量換氣次數(shù)要求,，傳染病醫(yī)療用房數(shù)倍的新風(fēng)量帶來(lái)巨大能耗，因此必須重視節(jié)能設(shè)計(jì),。
3,、平疫結(jié)合
非呼吸道傳染病房平時(shí)新風(fēng)量與突發(fā)呼吸道傳染病疫情時(shí)要求的新風(fēng)量相差一倍，為了控制氣流流向,，排風(fēng)量也隨之改變,，在設(shè)計(jì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)要著重解決平疫不同時(shí)期風(fēng)量不同的矛盾。面對(duì)可能突發(fā)的未知傳染性疾病,，由于病毒對(duì)人類(lèi),、環(huán)境的影響尚不明確，應(yīng)對(duì)排風(fēng)采取必要的處理措施,，在設(shè)計(jì)排風(fēng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)留有設(shè)置高效過(guò)濾器的條件,。針對(duì)疫情傳播速度快的特點(diǎn)，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)能快速完成平疫轉(zhuǎn)換,，且疫時(shí)系統(tǒng)應(yīng)便于維護(hù),。
三、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1,、設(shè)計(jì)依據(jù)
設(shè)計(jì)主要依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)文件有《傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50849-2014）,、《醫(yī)院負(fù)壓隔離病房環(huán)境控制要求》（GB/T 35428-2017）、《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）》（國(guó)衛(wèi)辦規(guī)劃函〔2020〕663號(hào)）等,。此外設(shè)計(jì)還應(yīng)遵守《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50736-2012）,、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2018年版）》（GB 50016-2014）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
2,、設(shè)計(jì)參數(shù)
項(xiàng)目地點(diǎn)的室外空氣計(jì)算參數(shù)為：夏季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度32.3℃,；夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度26℃；冬季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度-1.8℃,；冬季空調(diào)室外計(jì)算相對(duì)濕度80%,；夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度28.5℃,；冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度2.4℃；夏季大氣壓力947.8hPa,；冬季大氣壓力964.3hPa,。

 
注：表中P表示正壓5Pa，N表示負(fù)壓-5Pa,，NR表示不要求,。
3、風(fēng)系統(tǒng)
（1）避免交叉感染設(shè)計(jì)
從暖通專(zhuān)業(yè)的角度,，傳染病可分為呼吸道傳染病和非呼吸道傳染病,。非呼吸道傳染病的主要傳播途徑是手接觸、消化道攝入等,，呼吸道傳染病的主要傳播途徑是吸入一定濃度的帶病菌氣溶膠,。非呼吸道傳染病控制感染的措施主要是物理隔離與洗消，而呼吸道傳染病主要依賴(lài)于控制氣流流向和稀釋帶病菌氣溶膠濃度,，因此呼吸道傳染病區(qū)是風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮的對(duì)象。無(wú)論是呼吸道傳染病還是非呼吸道傳染病,，為避免交叉感染,，受保護(hù)的醫(yī)護(hù)人員都不應(yīng)與患者直接接觸。這要求建筑平面應(yīng)按污染區(qū),、半污染區(qū),、清潔區(qū)設(shè)計(jì)，清潔程度不同的分區(qū)之間設(shè)置更衣,、緩沖等衛(wèi)生通過(guò),，患者、醫(yī)護(hù)人員分別在患者走道,、醫(yī)護(hù)走道通行,。在建筑平面分區(qū)的前提下，新風(fēng),、排風(fēng)系統(tǒng)均按照污染區(qū),、半污染區(qū)、清潔區(qū)獨(dú)立設(shè)置,，不同樓層的污染區(qū),、半污染區(qū)的新風(fēng)、排風(fēng)系統(tǒng)也獨(dú)立設(shè)置,。由于理論上不同樓層的清潔區(qū)不存在交叉感染可能,，各層新風(fēng)量、排風(fēng)量也較小,，為方便設(shè)備選型和機(jī)房排布,，本項(xiàng)目一至三層的清潔區(qū)新風(fēng),、排風(fēng)分別合用一個(gè)系統(tǒng)。
對(duì)呼吸道傳染病區(qū),，通過(guò)營(yíng)造合理的壓力梯度來(lái)控制氣流流向,，清潔區(qū)相對(duì)半污染區(qū)為正壓，半污染區(qū)相對(duì)污染區(qū)為正壓,。病房,、診室等污染區(qū)房間維持負(fù)壓。壓差大小取決于機(jī)械送,、排風(fēng)量的差值和空間密封性,。根據(jù)3.2節(jié)的新風(fēng)量設(shè)計(jì)參數(shù)容易得到各房間的機(jī)械送風(fēng)量，污染區(qū)房間的機(jī)械排風(fēng)量設(shè)計(jì)值根據(jù)維持房間負(fù)壓5Pa的規(guī)則確定,，清潔區(qū)的淋浴,、衛(wèi)生間等房間的機(jī)械排風(fēng)量按照換氣次數(shù)經(jīng)驗(yàn)值估算。各分區(qū)的機(jī)械送,、排風(fēng)量設(shè)計(jì)值見(jiàn)表 2,。表中二層消化科護(hù)理單元的風(fēng)量按照呼吸道傳染病疫情時(shí)期的風(fēng)量設(shè)計(jì)。

  
為控制呼吸道傳染病區(qū)各分區(qū)之間的氣流流向,，除設(shè)計(jì)合理的風(fēng)量差外,，各分區(qū)的機(jī)械送排風(fēng)系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)聯(lián)鎖：各區(qū)之間的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)先后順序?yàn)槲廴緟^(qū)、半污染區(qū),、清潔區(qū),；清潔區(qū)先啟動(dòng)送風(fēng)機(jī)，再啟動(dòng)排風(fēng)機(jī),；半污染區(qū),、污染區(qū)先啟動(dòng)排風(fēng)機(jī)，再啟動(dòng)送風(fēng)機(jī),；關(guān)閉風(fēng)機(jī)時(shí),，清潔區(qū)先關(guān)閉排風(fēng)機(jī)，再關(guān)閉送風(fēng)機(jī),；半污染區(qū),、污染區(qū)應(yīng)先關(guān)閉送風(fēng)機(jī)，再關(guān)閉排風(fēng)機(jī),。呼吸道傳染病區(qū)的污染區(qū)房間氣流組織設(shè)計(jì)為上送側(cè)下排,，送風(fēng)口采用散流器或百葉風(fēng)口，下排風(fēng)口采用自研圓筒形風(fēng)口,，其結(jié)構(gòu)及安裝示意見(jiàn)3.3.3節(jié),。一般呼吸道污染區(qū)房間設(shè)風(fēng)機(jī)盤(pán)管承擔(dān)其熱濕負(fù)荷，負(fù)壓隔離病房采用全新風(fēng)直流式系統(tǒng)。普通呼吸道病房的風(fēng)管平面布置圖見(jiàn)圖,。
  

圖中各項(xiàng)設(shè)備編號(hào)含義如下：YSV170-圓形散流器,，設(shè)計(jì)風(fēng)量170m3/h；XPV170-圓筒形下排風(fēng)口,，設(shè)計(jì)風(fēng)量170m3/h,；FD-動(dòng)作溫度為70℃的防火閥；RSV-CG-變風(fēng)量控制閥,，規(guī)格為200×200mm,；MD-電動(dòng)風(fēng)閥，密封性滿(mǎn)足規(guī)范要求,；CAVC180/360-配開(kāi)關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器的方型機(jī)械式定風(fēng)量閥,，能在風(fēng)閥兩側(cè)壓差為50-1000Pa的條件下保持180/360m3/h兩態(tài)定風(fēng)量，CAVC250/500同理,。
對(duì)于呼吸道病房,、負(fù)壓隔離病房等需要保持負(fù)壓的房間，本項(xiàng)目采用“定新風(fēng)量,、變排風(fēng)量"的控制策略,。具體措施為：在上述房間的送風(fēng)支管上設(shè)置機(jī)械式定風(fēng)量閥，排風(fēng)支管上設(shè)變風(fēng)量控制閥,，病房與緩沖間的隔墻,、緩沖間與醫(yī)護(hù)走道的隔墻上設(shè)微壓差計(jì)，在一層醫(yī)生辦公室,、二/三層護(hù)士站分別設(shè)控制器，將微壓差計(jì)的壓差信號(hào)輸入控制器后經(jīng)運(yùn)算輸出控制信號(hào)調(diào)節(jié)變風(fēng)量控制閥,，達(dá)到保持房間負(fù)壓的目的,。
（2）節(jié)能設(shè)計(jì)
傳染樓新風(fēng)量大導(dǎo)致通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗大，考慮降低新風(fēng)熱濕處理能耗,。注意到傳染病區(qū)的污染區(qū),、半污染區(qū)排風(fēng)為有組織的集中排風(fēng)系統(tǒng)，它們?cè)诒緦邮占蠼y(tǒng)一于高出屋面3米處排放,，此特點(diǎn)為回收排風(fēng)中的冷熱量創(chuàng)造了得天獨(dú)厚的條件,。本項(xiàng)目選用多臺(tái)分體式冷凝排風(fēng)熱泵熱回收空調(diào)機(jī)組用于回收排風(fēng)中的冷熱量，負(fù)壓隔離病房采用全直流新風(fēng)系統(tǒng),，原理圖見(jiàn)下圖,，普通呼吸道病房采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，原理圖見(jiàn)下圖,。
負(fù)壓隔離病房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)原理圖
  
圖中各項(xiàng)設(shè)備編號(hào)含義如下：1-風(fēng)口,，2-電動(dòng)風(fēng)閥，3-分體式熱泵熱回收空調(diào)機(jī)組送風(fēng)段，4-連接其他空調(diào)設(shè)備的水管,，5-空調(diào)水管,，6-分體式熱泵熱回收空調(diào)機(jī)組送風(fēng)段與排風(fēng)段間的冷媒管，7-風(fēng)冷熱泵,，8-分體式熱泵熱回收空調(diào)機(jī)組排風(fēng)段,，9-手動(dòng)風(fēng)閥，10-變風(fēng)量控制閥,，11-排風(fēng)管,，12-亞高效過(guò)濾器送風(fēng)口，13-設(shè)高效過(guò)濾器的圓筒形下排風(fēng)口,，14-直流無(wú)刷風(fēng)機(jī)盤(pán)管,，15-送風(fēng)管，16-機(jī)械式定風(fēng)量閥,，17-微壓差計(jì),。
呼吸道病房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)原理圖
   

圖中各項(xiàng)設(shè)備編號(hào)含義如下：1-連接其他病房的送風(fēng)管，2-連接其他病房的排風(fēng)管,，3-圓筒形下排風(fēng)口（預(yù)留高效過(guò)濾器安裝空間）,，4-風(fēng)機(jī)盤(pán)管，5-設(shè)雙位電動(dòng)執(zhí)行器的機(jī)械式定風(fēng)量閥,，其他未注明的設(shè)備編號(hào)含義同負(fù)壓隔離病房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)原理圖,。
如圖所示，呼吸道病房的排風(fēng)口通過(guò)排風(fēng)管道連接屋頂?shù)姆煮w式熱泵熱回收空調(diào)機(jī)組排風(fēng)段,，分體式熱泵熱回收空調(diào)機(jī)組送風(fēng)段通過(guò)送風(fēng)管道連接新風(fēng)口,，排風(fēng)段與送風(fēng)段之間通過(guò)冷媒管道連接，排風(fēng)段設(shè)備內(nèi)包含壓縮機(jī),、換熱器,、四通閥、膨脹閥等組件,，送風(fēng)段設(shè)備內(nèi)包含換熱器,、膨脹閥等組件。病房排風(fēng)通過(guò)排風(fēng)口送入排風(fēng)段中對(duì)冷媒進(jìn)行換執(zhí),，換熱后的冷媒通過(guò)冷媒管送入送風(fēng)段中對(duì)新風(fēng)進(jìn)行處理,，處理后的新風(fēng)通過(guò)新風(fēng)口送入病房?jī)?nèi)，由此實(shí)現(xiàn)冷熱量由排風(fēng)到新風(fēng)的轉(zhuǎn)移,。
選用熱回收裝置時(shí)送風(fēng)狀態(tài)是不容忽視的問(wèn)題,。在3.2節(jié)的設(shè)計(jì)參數(shù)條件下，對(duì)本項(xiàng)目所選用的6ERM-AE(0500)型排風(fēng)段和6EIV-D(0500)型送風(fēng)段組成的熱泵系統(tǒng)進(jìn)行模擬計(jì)算得知,，當(dāng)送排風(fēng)比為1時(shí),，夏季送風(fēng)狀態(tài)為干球溫度18.2℃，濕球溫度17.8℃，冬季送風(fēng)狀態(tài)為干球溫度28.7℃,，濕球溫度12.7℃,。將送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)繪制在焓濕圖上可知夏季送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的比焓52.6kJ/kg小于室內(nèi)設(shè)計(jì)狀態(tài)比焓57.8kJ/kg，冬季送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的比焓37.3kJ/kg大于室內(nèi)設(shè)計(jì)狀態(tài)比焓32 kJ/kg,，呼吸道病房的風(fēng)機(jī)盤(pán)管僅需承擔(dān)部分房間冷熱負(fù)荷即可達(dá)到室內(nèi)設(shè)計(jì)狀態(tài),。
對(duì)于采用全新風(fēng)直流式系統(tǒng)的負(fù)壓隔離病房，根據(jù)夏季送風(fēng)狀態(tài)和房間熱濕比在焓濕圖上分析易知,，經(jīng)熱泵熱回收系統(tǒng)處理后的送風(fēng)承擔(dān)全部室外新風(fēng)冷負(fù)荷和室內(nèi)冷負(fù)荷的能力不足,。為解決此問(wèn)題，如圖 2所示,，負(fù)壓隔離病房的送風(fēng)管連接直流無(wú)刷風(fēng)機(jī)盤(pán)管,，送風(fēng)經(jīng)過(guò)風(fēng)冷熱泵提供的空調(diào)冷水間接二次降溫減濕后再送入室內(nèi)，送風(fēng)溫度可由盤(pán)管上的模擬量電動(dòng)調(diào)節(jié)閥及控制器調(diào)節(jié),。
本項(xiàng)目選用兩臺(tái)風(fēng)冷熱泵置于屋面作為空調(diào)設(shè)備冷熱源,，相關(guān)參數(shù)見(jiàn)下表。
  
（3）平疫結(jié)合設(shè)計(jì)
建筑專(zhuān)業(yè)在設(shè)計(jì)平面布局時(shí)可按平時(shí)使用需求考慮,，但應(yīng)符合醫(yī)患分離,、潔污分區(qū)的設(shè)計(jì)理念，疫情時(shí)通過(guò)改造隔墻,、門(mén)窗,、增設(shè)衛(wèi)生通過(guò)等措施實(shí)現(xiàn)“三區(qū)兩通道"物理空間分隔。設(shè)計(jì)層高時(shí)考慮各專(zhuān)業(yè)的工藝要求,，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)層高為一層4.8m,，二、三層4.2m,，屋面機(jī)房3.9m,。
為解決通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)平、疫風(fēng)量不同的矛盾,，避免平、疫兩套系統(tǒng)共存,，使用下列技術(shù)措施：
1）非呼吸道病房通風(fēng)空調(diào)風(fēng)管,、設(shè)備均按照呼吸科護(hù)理單元的要求設(shè)計(jì)布置。
2）非呼吸道病房,、呼吸道病房的新排風(fēng)設(shè)備按照兩臺(tái)設(shè)計(jì),，且采用變頻控制技術(shù)，方便通過(guò)改變運(yùn)行設(shè)備臺(tái)數(shù),、變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)風(fēng)量,。
3）非呼吸道病房、呼吸道病房的送風(fēng)支管上設(shè)置機(jī)械式定風(fēng)量閥，閥上設(shè)開(kāi)關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器,，可在平,、疫不同送風(fēng)量之間轉(zhuǎn)換。
4）非呼吸道病房,、呼吸道病房,、呼吸道門(mén)診的污染區(qū)、半污染區(qū)的送風(fēng)管段預(yù)留亞高效過(guò)濾箱,，平時(shí)抽掉過(guò)濾器,，疫情時(shí)再裝。
5）非呼吸道病房,、呼吸道病房的排風(fēng)立管采用圓筒形排風(fēng)口,，預(yù)留安裝高效過(guò)濾器的條件。
6）非呼吸道病房在呼吸道傳染病疫情期的新排風(fēng)量增大,，且增設(shè)亞高效過(guò)濾器,、高效過(guò)濾器，導(dǎo)致新排風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率增大,，電氣專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)時(shí)按照疫時(shí)設(shè)備電量考慮,。
考慮突發(fā)疫情時(shí)快速安裝高效過(guò)濾器的可實(shí)施性及維護(hù)操作的方便性，降低使用成本,，本項(xiàng)目采用自研的可裝高效過(guò)濾器的圓筒形排風(fēng)口,，其結(jié)構(gòu)和安裝示意圖見(jiàn)下圖 。
圓筒形排風(fēng)口結(jié)構(gòu)示意圖

   

圓筒形排風(fēng)口安裝示意圖
   
（4）其它系統(tǒng)
除了前述送排風(fēng)系統(tǒng),，防排煙系統(tǒng),、空調(diào)冷熱水系統(tǒng)、空調(diào)冷凝水系統(tǒng),、冷熱源系統(tǒng)等同樣重要,，但不作為本文重點(diǎn)，不再贅述,。值得注意的是,，非呼吸道病房、呼吸道病房,、呼吸道門(mén)診的空調(diào)冷凝水應(yīng)分區(qū)集中收集并隨生活污水排放消毒處理,，非呼吸道病房及門(mén)診的空調(diào)冷凝水也要消毒處理后排放。
四,、總結(jié)
本項(xiàng)目使用分區(qū)設(shè)置系統(tǒng),、控制氣流流向、采用上送側(cè)下排氣流組織等方法避免了因不合理的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)引起的交叉感染,。節(jié)能方面,，除了使用風(fēng)冷熱泵作為空調(diào)冷熱源,，還采用分體式熱泵熱回收空調(diào)將排風(fēng)中的冷熱量轉(zhuǎn)移到送風(fēng)中，大幅降低了送風(fēng)熱濕處理能耗,，而且優(yōu)化了排風(fēng)和新風(fēng)系統(tǒng)的布局,。為了疫情來(lái)臨時(shí)能快速轉(zhuǎn)換，在一次建設(shè)時(shí)把空調(diào),、風(fēng)管,、閥門(mén)等設(shè)備按照疫情工況安裝到位，預(yù)留過(guò)濾器安裝條件,，通過(guò)改變?cè)O(shè)備運(yùn)行臺(tái)數(shù),、變頻、使用兩態(tài)定風(fēng)量閥和變風(fēng)量控制閥等措施實(shí)現(xiàn)平疫轉(zhuǎn)換,。