火神山醫(yī)院空調(diào)設(shè)計解析
發(fā)布時間:2020/2/14 信息來源：武漢中央空調(diào)精品超市
火神山醫(yī)院雖然是在病毒肆虐、患病人數(shù)增多、形式緊迫情況下的臨時醫(yī)院，看似臨時，看似簡單，實際要求非常之高，非常之速。速度之快，快到明早就要圖。
火神山醫(yī)院地上總建筑面積25000平方米，局部地上2層。施工單位是由中建三局、武漢建工、武漢市政和漢陽市政共同建設(shè)的。在施工期間，所有施工單位都是兩班倒，白加黑，997工作模式，有4200余名工人，1000臺大型機(jī)械，1650間箱式板房，1500個門樘，混凝土1.4萬方，HDPE膜10萬平方米，分包單位上百家。
小火神山采用集裝箱式箱體活動板房進(jìn)行模塊化拼接，板房形成標(biāo)準(zhǔn)單元。這幾年國家大力提倡裝配式建筑，不同于小湯山，小湯山建設(shè)已經(jīng)是17年前的事，當(dāng)時我們國家的建筑技術(shù)與今天相比有很大差距，小湯山可供選擇的建筑材料沒有現(xiàn)在這么多，工業(yè)化程度也沒有現(xiàn)在高，小湯山當(dāng)時基本上采用輕鋼骨架與復(fù)合板的形式來搭建。
火神山醫(yī)院的建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電有其特殊性。
1.建筑
按照傳染病醫(yī)院要求，分不同潔凈污染區(qū)域。病區(qū)雙走廊設(shè)計，病房設(shè)置傳遞窗,用于一般物品傳送。醫(yī)護(hù)區(qū)域設(shè)置兩次衛(wèi)生緩沖區(qū)、穿脫防護(hù)用品區(qū)和潔凈通道。
2.結(jié)構(gòu)
設(shè)置土工布、土工膜等防滲材料，設(shè)置配筋的條形基礎(chǔ)和防水底板以及型鋼架空層（用于放置水專業(yè)管線，免去開挖時間）。
3.給排水
設(shè)置傳染病醫(yī)院用醫(yī)療污水處理系統(tǒng)，病房等污染區(qū)的空調(diào)冷凝水按醫(yī)療污水處理。污水處理設(shè)備采用一體化鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備，節(jié)省混凝土施工時間。
4.暖通
病房使用分體空調(diào)，避免中央空調(diào)集中風(fēng)管竄風(fēng)。送風(fēng)和排風(fēng)按照污染潔凈分區(qū)設(shè)置壓力梯度，污染區(qū)排風(fēng)設(shè)置高效過濾器，首先要點(diǎn)說一下空調(diào)設(shè)計。
5.電氣
按照負(fù)荷等級設(shè)置備用電源（雙電源、柴油發(fā)電機(jī)組和不間斷電源設(shè)備），其中雷神山市政用了4路市電，配電采用箱式變壓器，環(huán)網(wǎng)配電。
筆者匯總了一下火神山空調(diào)設(shè)計圖紙、專家采訪、現(xiàn)場報道、網(wǎng)絡(luò)照片以及施工情況，簡要解析火神山醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計要點(diǎn)。
城市分割線，地球一小時
1
選址及風(fēng)向考慮
因其特殊性，在選址上，傳染病醫(yī)院不宜設(shè)置在人口密集的居住或活動區(qū)域，靠近下風(fēng)口。武漢市以東北風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向，火神山的選址西南向水，處于城市的下風(fēng)帶，這樣的選址對城市污染的可能性低。
2
空調(diào)系統(tǒng)考慮到當(dāng)?shù)貧夂?BR>武漢濕潤。濕潤的氣候條件可能利于病毒的生存和傳播，對醫(yī)院的防水工作提出了更高的要求。病房區(qū)分體空調(diào)較中央空調(diào)干擾少，應(yīng)急安裝簡單，因此火神山采用分體空調(diào)，帶輔助電加熱。為了保證冬季制熱效果，每間病房預(yù)留輔助電油熱汀插座備用。在這么短的工期里，沒辦法建立起一套集中供暖系統(tǒng)，火神山采用的是分體空調(diào)取暖，因為建筑進(jìn)風(fēng)量大，在進(jìn)風(fēng)段還設(shè)置了加熱裝置，室內(nèi)的通風(fēng)管道也包裹了保溫層，避免熱量流失。
室內(nèi)通風(fēng)管道，包裹橡塑絕熱保溫層，
3
有組織有序送風(fēng)排風(fēng)
傳染病醫(yī)院平面布局的基本要求是 “三區(qū)兩通道”，三區(qū)是指清潔區(qū)、 半污染區(qū)和污染區(qū)。建筑平面采用魚骨狀形式，在分區(qū)劃分時考慮到醫(yī)務(wù)人員要有自己的清潔工作區(qū)和對應(yīng)的連續(xù)通道，魚骨狀形式的另外一個好處就是隨時可以接龍擴(kuò)建。
清潔區(qū)與污染區(qū)之間要有過渡區(qū)域。正中央豎直的通道是清潔醫(yī)護(hù)通道。兩側(cè)橫向的通道是一般醫(yī)護(hù)通道。內(nèi)部紅色的箭頭是醫(yī)護(hù)人員的流線，外部紫色的箭頭是病人的流線，二者沒有交叉。
且寫有“污染區(qū)”“半污染區(qū)”“清潔區(qū)”被標(biāo)注成不同顏色加以區(qū)分。醫(yī)護(hù)人員在病房外樓道內(nèi)的墻壁上依次張貼相關(guān)區(qū)域標(biāo)識。
因此，空調(diào)設(shè)計各種房間要按照清潔區(qū)、半污染區(qū)和污染區(qū)設(shè)置獨(dú)立的空氣環(huán)境的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。開窗自然通風(fēng)并采用電風(fēng)扇雖然能夠起到定的稀釋室內(nèi)污濁空氣的作用、并加強(qiáng)了室內(nèi)空氣擾動，但是不能保證污染區(qū)的不潔氣流流向其它區(qū)域。而強(qiáng)制合理的組織氣流是保證氣流有序流動的可靠手段。清潔區(qū)、半污染區(qū)和污染區(qū)的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)按區(qū)域獨(dú)立設(shè)置。
暖通專業(yè)的特殊之處，在于實現(xiàn)各個區(qū)域不同的空氣壓力梯度，清潔區(qū)壓力大，半污染區(qū)次之，污染區(qū)壓力小，在這樣的氣壓環(huán)境下，才能保證室內(nèi)的空氣永遠(yuǎn)保持從清潔區(qū)向污染區(qū)流動，減少感染。建立合理的氣流流向，阻止污染區(qū)內(nèi)的不潔氣流流向其它區(qū)域。
通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)必須根據(jù)醫(yī)療建筑的功能、人流物流方向，使空氣有序流動�？梢哉f，正確的空氣流向能夠起到對病毒、細(xì)菌等感染的屏障作用。污染區(qū)（病房及病員通道）為負(fù)壓區(qū)，半污染區(qū)（護(hù)士站、處置治療室）為微負(fù)壓區(qū)，清潔區(qū)（辦公室、值班室）為正壓區(qū)。保證氣流沿清潔區(qū)→半污染區(qū)→（緩沖區(qū)）→污染區(qū)→室外的順向流動，杜絕逆向流動或亂流。
保證負(fù)壓隔離病房與其相鄰相同的緩沖間、走廊壓差，應(yīng)保持不小于5Pa的壓差。
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污染較嚴(yán)重的場所設(shè)獨(dú)立排風(fēng)系統(tǒng)
對化驗室、處置室、換藥室等污染較嚴(yán)重的場所，設(shè)局部單獨(dú)排風(fēng)系統(tǒng)�！熬腿缤忻翊骺谡忠粯�，我們把污染較嚴(yán)重的場所、病人、工作區(qū)做了一個有效的隔離和分隔”。在空氣組織上形成負(fù)壓的氣流，避免病人和醫(yī)護(hù)人員的相互感染。
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醫(yī)護(hù)房正壓，病房負(fù)壓
醫(yī)護(hù)人員走廊及醫(yī)護(hù)人員房間：設(shè)置集中送風(fēng)系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)，送排風(fēng)量差值維持室內(nèi)正壓，防止污染區(qū)空氣流向該區(qū)域。
負(fù)壓隔離病房與其相鄰區(qū)域緩沖間、潔凈走廊壓差應(yīng)保持不小于5pa的負(fù)壓值。
來源：火神山空調(diào)設(shè)計說明
6
冷凝水不外排
火神山醫(yī)院所有安裝分體空調(diào)機(jī)的病房冷凝水都不得隨意排放，排至病房衛(wèi)生間的地漏，后同污水、廢水集中處理后再排放。
7
送風(fēng)高效過濾
火神山醫(yī)院空調(diào)圖紙顯示，所有送風(fēng)系統(tǒng)均設(shè)置初效、中效、高效過濾器，以保證送風(fēng)潔凈。雖然設(shè)計寫了高效，沒提到具體用什么等級空調(diào)過濾器，但是高效過濾器對應(yīng)中國的標(biāo)準(zhǔn)是H12及以上。
對于重癥監(jiān)護(hù)病房當(dāng)室外空氣質(zhì)量惡劣時，送風(fēng)（新風(fēng)）系統(tǒng)必須設(shè)置高效過濾器，初效+中效+高效組合，這是凈化空調(diào)的配置，比N95口罩過濾等級更高，N95是0.3微米的過濾效率95%，大約是H10，或H11能達(dá)標(biāo)，H10和H11是亞高效。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的資料，當(dāng)PM2.5顆粒物濃度在10以下時，呼吸道等疾病的健康風(fēng)險低。
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排風(fēng)高效過濾
所有排風(fēng)系統(tǒng)均設(shè)置初效、中效過濾器、高效過濾器。新冠狀病毒粒徑約80～120nm，控制病毒排除到室外，對外的污染，排風(fēng)不能直接外排，過濾非常重要，要將病毒都攔截下來，再加紫外線滅菌裝置，以保證核心部件：空氣處理設(shè)備無論開關(guān)均不給菌群生長的空間。新風(fēng)量加大對房間的病毒有稀釋作用，但排風(fēng)對防病毒傳播更重要。而且對于病房排風(fēng)量要比新風(fēng)量大，從火神山設(shè)計看，病房房間的送風(fēng)量是600m3/h，排風(fēng)量是800m3/h，排風(fēng)量大于新風(fēng)量。
設(shè)計呼吸道傳染病污染區(qū)和半污染區(qū)內(nèi)的排風(fēng)系統(tǒng)，在系統(tǒng)末端設(shè)置高效過濾器（不低于H12級）控制菌落數(shù)和氣凝膠，限制病毒的宿源，抑制受控環(huán)境的人員釋放病毒和細(xì)菌滋生條件。
所有送風(fēng)系統(tǒng)的室外進(jìn)風(fēng)口均采自高空空氣，進(jìn)風(fēng)口距屋面6米。送、排風(fēng)口間距盡量遠(yuǎn)離，水平間距至少20.0米以上。
圖片來源：央視網(wǎng)
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空氣防滲
醫(yī)療建筑室內(nèi)外的空氣滲漏比較重要，因此需要堵封房間與房間，房間與公共區(qū)域的孔洞、縫隙并消除所有病毒可能滲入的源頭，且房間設(shè)有緩沖區(qū)，在病人收住期間，空調(diào)要連續(xù)運(yùn)行通風(fēng)系統(tǒng)，防止所有可能的污染空氣反流倒灌。
火神山空調(diào)圖紙，來源：中信設(shè)計院公開圖紙
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換氣次數(shù)與風(fēng)量
換氣次數(shù)與風(fēng)量用以保證從污染區(qū)病毒的擴(kuò)散需要的氣流組織流向，從火神山醫(yī)院的設(shè)計看。
保證人員的呼吸空氣質(zhì)量的要求（人員的呼吸量：正常成年人每分鐘呼吸大約12-20次，一般不超過1次/小時，當(dāng)病人伴有發(fā)熱、疼痛、貧血、甲狀腺功能亢進(jìn)及心肺功能衰竭時呼吸量可能會加倍；
清潔區(qū)的小換氣次數(shù)為4次/小時；
呼吸道傳染病區(qū)門診、醫(yī)技用房、及病房、發(fā)熱門診的小換氣次數(shù)（新風(fēng)量）為6次/小時 ；
負(fù)壓隔離病房的小換氣次數(shù)（新風(fēng)量）為6次/小時；
清潔區(qū)每個房間送風(fēng)量應(yīng)大于排風(fēng)量，至少150m³/h；
污染區(qū)每個房間排風(fēng)量應(yīng)大于送風(fēng)量，至少150m³/h；
病房換氣次數(shù)6次/小時感覺有點(diǎn)少，按照之前小湯山的標(biāo)準(zhǔn)，病房換氣次數(shù)是12次/小時。集中新風(fēng)不帶冷熱負(fù)荷，通過分體空調(diào)加熱，集中新風(fēng)量就不能太大。集中新風(fēng)處理冷熱負(fù)荷，新風(fēng)量加大才可以實現(xiàn)，當(dāng)然是越大越好。
下面是不同換氣次數(shù)對應(yīng)的顆粒去除時間。
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下排上送防短路
防止污染空氣及新鮮空氣發(fā)生短路新風(fēng)口及排風(fēng)口應(yīng)保持距離，至少排風(fēng)口的剩余壓力或高度應(yīng)保證排風(fēng)1不混入新風(fēng)的吸入口送風(fēng)；室內(nèi)送風(fēng)口應(yīng)布置在上部，排風(fēng)口在下部，因為病菌等不潔空氣集中在下層空間，這樣有利于排風(fēng)效果，圖上看出距離地面0.15米（見下圖）。
負(fù)壓隔離病房在排風(fēng)口設(shè)置高效過濾器及遠(yuǎn)程可獨(dú)立開關(guān)的電動密閉閥門；
火神山醫(yī)院空調(diào)圖紙，來源：中信設(shè)計院公開圖紙
總之，火神山醫(yī)院空調(diào)設(shè)計與普通民用建筑區(qū)別很大，非常之特殊。交付的醫(yī)院的空調(diào)系統(tǒng)有分區(qū)，有組織，有正負(fù)壓，有過濾，有二次污染傳播防止，有殺菌。每間病房單獨(dú)設(shè)置不循環(huán)的新風(fēng)系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)，它們共同構(gòu)成負(fù)壓系統(tǒng)，保持病房空氣新鮮潔凈，排出氣體經(jīng)消毒后才會排入空氣中。
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