后疫情时代负压病房设计与医院建筑的思考

作为医疗行业的从业人员,都会关注疫情全过程的发展,国内各地医院为了应对将来的疫情,兴起了一股传染病医院和负压病房的改造和建设高潮。在医建单位对一些项目进行检测、改造的设计等工作中,发现国内对于负压病房的设计仍存在以下一系列问题,希望本篇文章带给大家一些思考。

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负压病房的建设与规划

根据《传染病医院建筑设计规范》GB50849-2014规定,传染病区分为三类:

  1. 非呼吸道传染病区
  2. 呼吸道传染病区
  3. 负压隔离病房

按《规范》第5.5.6条的规定:“不同类传染病病人应分别安排在不同病区”,但是《规范》对是什么样的病区适合收治什么样的病人,没有明确,导致对实际项目设计的指导性不足:

传染病种类:

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1)甲类传染病2种:鼠疫、霍乱;

2)乙类传染病26种:传染性非典型肺炎、艾滋病、病毒性肝炎、脊髓灰质炎、人感染高致病性禽流感、甲型HIN1流感、麻疹、流行性出血热、狂犬病、流行性乙型脑炎、登革热、炭疽、细菌性和阿米巴性痢疾、肺结核、伤寒和付伤寒、流行性脑脊髓膜炎、百日咳、白喉、新生儿破伤风、猩红热、梅毒、血吸虫病、疟疾等26种;

3)丙类传染病11种是指流行性感冒、流行性腮腺炎、风疹、急性出血性结膜炎,麻风病、流行性和地方性斑疹伤寒等。

传染病医院项目规划,必须要明确以下问题:

  • 需要治疗传染病的种类
  • 项目建设的床位规模与项目所在地人口总数、人口密度、GDP相关
  • 建设场地的选择问题
  • 往年各类传染病发病数的统计报表
  • 传染病医院的规划
  • 案例分析

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    从报表中可以看出,病房建设的规模和所服务的城市规模相比是倒挂的,这间接地反映了目前负压病房建设的规划是存在问题的,至少没有相关的标准可以参照,更严重的情况,以中西部地区的某城市公共卫生中心建设项目为例做分析,常住人口不足百万,GDP产值仅三百多亿,但是建设的负压病房竟然有多栋楼、几百张床位,这很可能导致投资的浪费。

    负压病房建设≠普通病房,要求高、管控严,相应的投资成本和运行成本也高,因此一定要考虑适用偏高的原则,适当考虑一些预留发展空间,避免浪费。

    平疫转换的可行性可从下面四点来考虑:

    平疫转换响应-个人理解“平疫转换”即既能按平时病房的要求来运行,又能符合疫情爆发时的运行要求,因此肯定全部要按高标准的负压病房来设计才能实现转换,具体措施实际操作有多少可行性呢?

    空调系统方面-负压病房的空调系统的送、排风系统全部要分开设置,送风量、排风量有严格要求,甚至负压隔离病房的排风口还要安装高效过滤器;而普通病房没有这个设计要求。

    平面流程方面-平面流程上,负压病房和普通病房完全不同,负压病房全部要按三区两通道来设计,而普通病房一般都是按单通道设计的,医护人员、病人、洁物、污物全部走一条通道。

    排水、医气系统方面-负压病房的排水系统、医气系统有特殊设计要求,和普通病房是无法混用的。

    上述问题,专业性很强,但作为一个人口大国,如何有效地管理、建设传染病医院或普通医院的传染病区是一个系统性的问题,只有发挥全社会的力量进行深度研究,才能更加有效的进行管控,以便在未知的将来,某个公共卫生疫情再次爆发时,我们才能更从容的应对。

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    负压病房现行设计依据

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    关于负压病房现行的设计依据:

    《传染病医院建筑施工及验收规范》GB50686-2011

    《传染病医院建筑设计规范》GB50849-2014

    《综合医院建筑设计规范》GB51039-2014

    《医院负压隔离病房环境控制要求》GB/T 35428-2017

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    需要思考的两个问题:

    问题 1上述规范出台时间较长,与现在传染病学研究发展的步伐不一致;

    问题 2规定就具体项目如何设计没有系统性描述,对具体项目设计指导作用不到位。

    负压病房的分类与对应收治的传染病患者种类的关系

    负压病房建设的相关规范中应该将这一关系问题 1明确,这样具体的项目设计人员、项目的验收人员和项目的使用人员才能更清晰地知道具体项目该如何辨识。

    负压病房设计要考虑切断传染病的传播途径:

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    接触传播包括人与人的接触、人与病人的污染物、排泄物的接触等;但是通过蚊、虫的转移接触传播比较难控制,在这种传播方式中平面流程的分隔、受控环境的灭蚊、虫都很重要;

    空气和飞沫传播这种传播方式范围最广,控制最难;除了平面流程的多道分隔外,还要注意空气的分隔、处理;

    血液传播这种传播方式主要是通过血液来进行的,但是如果通过蚊虫叮咬来实现的血液传播很难控制。因此在这种传播方式中平面流程的分隔作用非常重要、受控环境的灭蚊、虫都很重要;

    肠道传播这种传播方式主要是通过入口食物进行传播的,因此对食物的控制和手部的清洁工作比较重要。

    平面流程是系统性问题

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    1)分隔区域

    无论接触传播、空气和飞沫传播、血液传播、肠道传播,平面流程的分隔作用比较重要。

    2)分区管理

    负压病房的设计均要求按清洁区、半污染区、污染区来设计,但有以下几个问题,目前相关设计依据中没有明确:

    1) 三个区域之间具体如何分隔,不明确;

    2) 三个区域之间要设置缓冲间,但具体应设置几道没有明确。

    3)电梯设置

    医院电梯一般分为中央电梯厅、医护电梯、污物电梯、洁物电梯、消防电梯以及暖通空调等系统性问题

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    《传染病医院建筑设计规范》GB50849-2014

    7.1.3条“传染病医院或传染病区应设置机械通风系统”

    7.1.4条“医院内的清洁区、半污染区、污染区的机械送、排风系统要独立设置。”

    7.1.10条“有条件设置集中空调的地方,诊室、病房、医护办公等小空间科结合机械送排风系统做风机盘管系统,机械送风系统应设计为空调新风系统,中庭、门诊大厅和大空间可设计全新风直流式空调系统。”

    7.2.1条“非呼吸道传染病的门诊、医技用房及病房最小换气次数(新风量)应为3次/h。”

    7.2.2条“污染区房间应保持负压,每房间排风量应大于送风量150m3/h。”

    7.3.1条“呼吸道传染病的门诊、医技用房及病房、发热门诊最小换气次数(新风量)应为6次/h。”

    7.3.4条“清洁区每个房间送风量大于排风量150m3/h,污染区每个房间排风量应大于送风量150m3/h。”

    7.4.1条规定“负压隔离病房宜采用全新风直流式空调系统,最小换气次数(新风量)应为12次/h。”

    7.4.2.3条规定“负压隔离病房的送风应经过粗效、中效、亚高效过滤器三级处理。排风应经过高效过滤器过滤处理后排放。负压隔离病房排风的高效空气过滤器应安装在房间排风口处。”

    暖通空调系统性问题HVAC systemic problems

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    在具体设计过程中,新风分区独立设置、独立取风比较容易实现,只要考虑相应的新风机组放置的机房;但是排风分区排放(包括病房厕所的排风一同处理)有以下问题待解决:

  • 主要问题各区排风是否可以独立在同层排放?
  • 各区排风还是通过井道全部收集到屋顶实现高空排放?
  • 这种方式虽然能更好控制空气传播,但相应建筑没有配套设计排风井道,实际实施中很难实现,除非顶层负压病房,后期增开屋顶排风洞来实现负压排风机组均比较大,为方便操作和今后的维护,要设置排风机组放置的机房,实际项目中很多建筑设计人员没有考虑这个因素。
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    排水系统的系统性问题Drainage system related issues

    问题 1如何将严重传染病区排水通气管中废气进行集中收集并进行处理,如《医院负压隔离病房环境控制要求》GB/T 35428-2017第4.4.3条的规定“污染区(含潜在污染区)的排水通气立管宜安装高效过滤器,通气立排气口远离进风口和人员活动区域。”这个要求似乎无法实现,通气管是无动力管道,怎么克服高效过滤器的阻力呢?

    问题 2普通医院收治传染病疑似病例的病房和传染病科的污废水排放是否要设置独立的管道,收集的化粪池是否也要独立设置

    问题 3传染病医院的污废水收集的化粪池要和非病区的分别设置排水系统的系统性问题Drainage system related issues

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    排水系统涉及到病人的排泄物产生的污水和清洗产生的废水的排放,以及废污水的排气管道的控制,这是控制传染病传播途径的重要一环。《传染病医院建筑设计规范》GB50849-2014的第6.2节对此做了一些规定,具体内容如下:

  • 传染病医院应采用雨、污分流制;不宜采用地面径流或明沟排放雨水。
  • 传染病医院的污废水应与非病区的污废水分流排放。
  • 呼吸道发热门(急)诊内应设置独立卫生间,排水管及通气管不宜与其它区域的管道连接,排水管应单独排出。
  • 上至屋面是否的排水通气管四周应有良好的通风、严重传染病区宜将通气管中废气集中收集进行处理。
  • 医气系统的系统性问题Systemic problems in the medical system

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    纵观《规范》GB50849-2014的第十章“医疗气体”部分,和普通医院不同之处在于以下几点:

    1) 中心供氧站、压缩空气站宜布置在医院的洁净区内

    2) 负压吸引张宜布置在医院的污染区内,防护要求与传染病区的防护等级一致。负压吸引泵站的废液应集中收集并经过处理后再排放因为非呼吸道传染病房除了平面利用效率相比普通病房讲有些浪费,但是暖通空调系统、排水系统、医气系统是按负压病房要求设计,暖通、排水和医气系统暖通空调系统的能源消耗和运行费用和普通病房相差不大能源消耗感染控制的能力相比普通病房改造的方式却强很多,在疫情大爆发期间可以直接转换,不用改造,浪费宝贵的时间感染控制能力强与其将非传染病房在疫情时改造成传染病房,不如增加非呼吸道传染房床位数的设计,在非疫情期间将其降级为普通病房使用。

    有以下优点:平疫转换解决方案优势Advantages of Ping Epidemic Conversion Solution

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    设计差异《传染病医院建筑设计规范》GB50489-2014 规定的三种负压病房实际平面流程设计都采用按三区两通道设计,但是暖通空调系统差异很大,基本是呈几何级数增长的,同时这也是导致工程造价差异大的原因设计差异;

    平疫转换在疫情大爆发期间,如果负压隔离病房资源被挤兑掉,则将呼吸道传染病区升级到负压隔离病房来使用,依次类推。

    病房数量合理设置负压隔离病房、呼吸道传染病负压病区、非呼吸道传染病负压病区的病床数量,采用适用偏多的原则适当预留一些空间应对突发情况;

    平疫转换在平时没有疫情时,相应的病房非呼吸道传染病负压病区、呼吸道传染病区、负压隔离病房可以降级运行,即空调系统可以通过变频调节等措施降低送风量和排风量,来降低运行能耗。

    平疫转换平疫转换解决方案优势:三种负压病房之间实现平疫转换,疫情爆发时升级使用、平时可降级使用,避免投资和能源的浪费。

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    负压病房的设计

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    PS:传染病医院及负压病房是收治传染病人的特殊场所,如果设计不到位,是有可能导致传染病爆发的;但目前没有这样的部门对此进行专项审核,在新冠后疫情时代,这个问题应该引起有关公共卫生管理部门的重视。

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    负压病房的强制验收

    负压病房验收问题Acceptance of Negative Pressure Ward

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    负压病房工程的强制验收具体施工过程的工艺检验,负压病房工程的各项参数如压差、送风(新风量)、排风量、温度湿度的强制验收,才能确保负压病房工程的质量真正能符合设计要求。而这些具体参数是比较专业的,一般医院管理人员根本不知道,因此只有专业的检测机构才能实现准确的验收。

    问题一在新冠疫情期间参与了一些传染病医院和普通医院的传染病楼项目的改造方案设计,在审查某医院传染病楼的竣工图纸时发现,该项目是2015年后建成的,按理说已经全面执行了GB50849-2014《传染病医院建筑设计规范》,但是在检查过程中缺发现存在以下很基础的问题

    问题1该项目已经按三区两通道设计,但是病员通道没有送风,实际没有控制;

    问题2所有病房厕所安装的排气扇直接排风到吊顶内,没有集中处理;

    问题3所有的楼层排风全部是同层外窗排风,排风机组还没有过滤、消杀功能问题

    问题4 按理负压病房房间入口处要安装压差表,来显示是否实现负压,但是很可惜,整个负压楼没有看到一个压差表

    问题6所有风机盘管全部没有设计回风箱,也就是说风机盘管的回风口和吊顶全部是相通的

    问题5所有负压病区全部采用风机盘管加新风系统,但是没有设计新风机房和排风机房,新风机组和排风机组全部安装在吊顶内,在穿防护服的情况下很难实现正常检修;

    问题 7采用的新风机组全部是直膨管道式新风机组,只有一道尼龙过滤网,而且吊顶安装的新风机组的安装位置没有预留检修空间,时间一长,滤网堵塞无法维修、清洗。

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    配套设施

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    整个医院范围的清洁区、污染区的划分问题-

    在《传染病医院建筑设计规范》GB50849-2014第10章节“医疗气体”部分提及了“医用氧气站和压缩空气站宜设在医院洁净区内、负压吸引站宜布置在医院污染区内,防护要求和传染病区的防护等级一致。”

    传染病的电梯设置问题-传染楼的病员电梯一般为了应对三区两通道的设计,是要考虑在外围布置的。

    传染楼楼层层高的设计-在《传染病医院建筑设计规范》GB50849-2014第5.1.10条规定:“在自然通风条件下,室内净高应符合下列固定:

    1. 检查室、病房不应低于2.8米,
    2. 医技科室不应低于3.0米。”

    负压病房设计与医院建筑设计配套问题总览

    后疫情时代负压病房设计与医院建筑的思考

    1)新风机组、排风机房的设置按《传染病医院建筑设计规范》GB50849-2014第7.1.3、7.1.4条的的规定 “传染病医院或传染病区应设置机械通风系统,医院内的清洁区、半污染区、污染区的机械送、排风系统要独立设置。”

    2)传染楼实现高空排放的各楼层排风井道的设置传染楼和传染病区的排风最佳方式是将半污染区和污染区的排风用专用管道引到屋顶再经过消毒处理后实现高空排放,才能实现对周围环境最小程度的污染。

    3)传染楼空调系统全年冷热源的设置

  • 传染病区和非传染病区的冷热源系统分开设置为宜,便于管理;
  • 传染病区宜按建筑楼独立设置全年冷热源;
  • 全年冷热源宜按模块化的机组来设置,便于实现平疫转换。
  • 4)传染病医院或传染病区的污废水收集、处理

    是隔绝传播,途经的重要一环,应严格分开设置,不能混在一起。

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    维护与运行管理

    负压病房的运行参数

    后疫情时代负压病房设计与医院建筑的思考

    室内环境要求-不管室外环境如何变化,室内环境必须保持基本恒定;

    其他装置系统内布置有各级过滤装置,随着系统投入运行的时间延长,各级过滤器的阻力在逐渐增加,这对于送风(新风)量、排风量和房间的相互压差关系均会造成不利影响,但同样要保证室内相关运行参数的恒定;

    软件系统系统根据投入使用的病房数的变化,要有一定的调节能力,便于控制运行成本;

    卫生方面病房内随着病员的更替,要定期进行房间环境和管道的消毒、灭菌处理

    后疫情时代负压病房设计与医院建筑的思考

    项目设计方案要为今后的系统运行创造良好的条件,工程维护人员的感染防控和医护人员同样重要,他们面临的感染风险一点不比医护人员小,工作条件差导致他们的感染,也是不可接受的,所以需要配备专业的团队来进行管理,还要建立完备的负压病房系统维护管理制度,严格防控感染。

    文|朱雄文-永信医疗

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    来源:洁净园

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