医院平疫转换压差控制实现的两种方法

卢涛 杜立志 夏旭辉

中信建筑设计研究总院有限公司

1 概况

自新冠病毒爆发以来，多个变种病毒已在全球扩散，原有的传染病专科医院由于规模受限，在疫情严重时，医疗资源严重不足，无法应对疫情突发时大量病人的收治，因而造成大量人民生命和财产损失。针对此种情况，党和国家统筹全局，各地政府依据实际情况实行建造平疫结合医院、扩大原有或新建传染病专科医院、建造方舱医院等措施来应对疫情的需求。其中兴建平疫结合医院既可以应对突发疫情使用需求，又可以对各地平时医疗资源进行扩充，因而在各地大量实施。

平疫结合医院的设计依照“平疫结合、快速转换”原则设计不同于传统的传染病专科医院和综合类医院设计，既要平时按满足综合类医院要求设计，又要满足应对疫情时医院按呼吸道传染病医院标准设计，医院的平疫转换措施应综合考虑疫时功能需求、建设成本、运行维护成本、转换速度、平时运行能耗等因素。平疫转换措施应做好空调与通风系统相融合，平时与疫时系统相融合，应根据项目的具体情况，抓住主要影响因素来综合确定方案。

平疫结合医院需按照传染病医院要求严格的划分分区，功能分区:采用"三区两通道"设计。三区是指清洁区、半污染区和污染区；两通道是指医护人员和患者在进入污染区时，应分别设置独立入口（或通道），医护人员和患者应通过不同的出口退出，且医护人员返回清洁区的口部与其进入污染区口部应分别设置，不得合用。清洁区、半污染区、污染区，各区之间有严格的压力梯度要求，必要时各区之间还会设置缓冲区域，通常各相邻相通空间不小于5 Pa 的压差，典型设计的压力梯度为：清洁区+5 Pa →→缓冲间0 Pa→→半污染区-5 Pa→→缓冲间-10 Pa→→污染区-15 Pa 或-20 Pa。图1 为典型传染病房的压力梯度。

图1 典型传染病房的压力梯度

2 压差设计计算

平疫结合医院各分区之间的合理的压差是保证各个分区气流方向，保证各区相应的隔离和防护的重要保证。工程中常用的压差计算方法有：1、参照GB50073《洁净厂房设计规范》6.2.3 条，洁净室维持不同的压差值所需的压差风量，根据洁净室特点，采用缝隙法或换气次数法确定[1]。2、参照《建筑防烟排烟系统技术标准》3.4.7 条规定，门开启时，规定风速值下的其他门漏风总量应按下式计算[2]：

式中：A为每个疏散门的有效漏风面积，m2，疏散门的门缝宽度取0.002～0.004m；△P 为计算漏风量的平均压力差，Pa；n 为指数（一般取n=2）；1.25 为不严密处附加系数；N2为漏风疏散门的数量。

由于医护用房往往面积较小，房间整体换气量较小，采用缝隙法或换气次数法计算压差的压差数值占房间整体换气量的占比过大，因而会造成较大的误差。本文各区域的压差均采用《建筑防烟排烟系统技术标准》3.4.7 提供的方法进行计算。

3 典型区域压差控制设计

平疫结合医院中需要平疫转换的区域主要是感染楼和住院楼。疫情常态化的趋势下，感染楼经常会接诊传染病人，平疫转换的频率较高。而住院楼平时主要接诊非传染病人，当疫情大规模爆发时才会考虑平疫转换。因此感染楼的平疫转换主要考虑时效性，速度优先，住院楼平疫转换的需要结合平时运行能耗及建设运行维护成本和疫情转换方便快捷。考虑到这种差异，本文的感染楼和住院楼采用了两种不同的平疫转换措施。

3.1 感染楼平疫转换设计

感染楼按照传染病医院规范设计，新风、排风按照楼层分区设置。新风机组每层设置，排风机设置在屋顶。感染楼采用动力分布式智能通风系统，新、排风支路均设置智能风量调节模块。房间新风量根据换气次数要求调节送风变风量模块，满足各个房间的风量需求；压差传感器将检测到的压差转化成数字信号，传递到房间的排风变风量模块，变风量模块根据信号智能调节风机的转速，自动精确控制房间排风量，保证各功能区域间的压差关系；根据各个支路智能风量调节模块风量自动调节主风机风量。图2 为感染楼污染区新排风控制原理图。

图2 感染楼污染区新排风控制原理图

3.1.1 新/排风机组控制逻辑

1）电动风阀与送风机连锁，当送风机启动时，电动风阀开启，送风机关闭时，电动风阀关闭。

2）冷/热水电动调节阀与送风机连锁，当送风机启动时，冷/热水电动调节阀开启，送风机关闭时，冷/热水电动调节阀关闭。

3）压差开关检测初中高效过滤器两侧的压差，当过滤器两侧压差值超过其设定值时，压差开关给出开关信号，指示过滤器阻塞报警。

4）新风机组温度控制为根据送风实测温度与送风设定温度的偏差，PID 调节电动调节阀的开度，使实测温度达到设定温度值。

3.1.2 动力分布式新/排风系统控制逻辑

病房内安装有排风变风量模块及新风变风量模块。通过微压差传感器实时检测病房内压差变化，控制柜逻辑运算进行PID 调节控制，输出相应控制电压信号至新排风变风量模块，从而实现末端新排风风量控制，使压差保持在正常范围内。同时叠加运算末端总的新排风量，经智能通风控制柜逻辑运算处理后，输出相应的电压控制信号至新排风主机，从而实现末端与主机风量联动控制。

清洁区、半污染区、污染区（病患走廊、缓冲间）内安装有排风变风量模块及新风变风量模块，通过控制面板调节，实时输出相应控制电压信号至新排风变风量模块。控制面板自带通讯接口，智能通风控制柜通过通讯接口实时采集各手动控制面板电压输出信号，经智能通风控制柜逻辑运算处理后，输出相应的电压控制信号至新排风主机，从而实现末端与主机风量联动控制。

3.2 住院楼平疫转换设计

住院楼按照综合医院及传染病医院规范设计，新风、排风按照楼层分区设置。新风机组每层设置，排风机设置在屋顶。住院楼新排风机组采用净化排风机组和净化新风空气处理机组，平时和疫情使用的新排风机均独立设置，平时和疫情均共用风管系统，平疫转化时切换设置在新排风机管道上的电动风阀转换工况。新排风系统支管均设置多工况风量调节阀，根据转换需要设置1～2 档定风量，可以密闭关断。半污染区、污染区平时排风口设置在房间下部，根据转换需求开关阀门及送排风机。图3 为住院楼病房平疫转换新排风控制原理图。

图3 住院楼病房平疫转换新排风控制原理图

3.2.1 新/排风机组控制逻辑

1）电动风阀与送风机连锁，当送风机启动时，电动风阀开启，送风机关闭时，电动风阀关闭。

2）冷/热水电动调节阀与送风机连锁，当送风机启动时，冷/热水电动调节阀开启，送风机关闭时，冷/热水电动调节阀关闭。

3）压差开关检测初中高效过滤器两侧的压差，当过滤器两侧压差值超过其设定值时，压差开关给出开关信号，指示过滤器阻塞报警。

4）新风机组温度控制为根据送风实测温度与送风设定温度的偏差，PID 调节电动调节阀的开度，使实测温度达到设定温度值。

3.2.2 多工况风量调节阀控制逻辑

病房内新排风系统支管均设置多工况风量调节阀。通过微压差传感器实时检测病房内压差变化，控制柜逻辑运算进行PID 调节控制，输出相应控制电压信号至新排风变风量模块，从而实现末端新排风风量控制，使压差保持在正常范围内。同时叠加运算末端总的新排风量，经智能通风控制柜逻辑运算处理后，输出相应的电压控制信号至新排风主机，从而实现末端与主机风量联动控制。清洁区、半污染区、污染区（病患走廊、缓冲间）内新排风系统支管均设置多工况风量调节阀，逻辑同病房内控制逻辑。

多工况风量调节阀设置有统一的处理器，需平疫转换时可统一切换末端的多工况风量调节阀阀位和新排风机组阀门状态至对应的平疫工况，并可实现管道的阻力平衡调节。

4 结论

平疫结合医院的压差控制设计是平疫结合医院设计的重要内容，合理的压差控制，维持“三区两通道”的单向气流，是控制病毒交叉传播及保障医护人员安全的有效措施之一[3]。

本文分析了工程中常用的压差计算方法，介绍了平疫结合医院感染楼采用采用动力分布式智能通风系统，新排风支路均设置智能风量调节模块来实现压差控制，以及住院楼新排风机组采用净化排风机组和净化新风空气处理机组，新排风系统支管均设置多工况风量调节阀来实现压差控制的两种不同措施，这两种压差控制的措施为平疫转换的医院压差控制实现提供了一定的设计参考依据。