2019年末开始,世界范围内开始爆发新冠肺炎,在针对此类烈性传染病的防、控、治的过程中,负压隔离病房发挥了巨大作用,合理设计和使用负压隔离病房,不仅能为病患提供安全、安心的治疗,也能为医护人员提供有效的防护。
1 负压隔离病房的特点
所谓负压隔离病房,是指采用空间分隔并配置全新风直流空气调节系统控制气流流向,保证室内空气静压低于周边区域空气静压,并采取有效卫生安全措施防止交叉感染和传染的病房。其病房楼标准平面布置必须包括且严格区分清洁区、半污染区、污染区、医务人员通道和病人通道,即“三区两通道”;“三区”相邻空间之间必须设置有组织气流并形成卫生安全屏障的“缓冲间”;其医疗流程过程中,必须严格执行更衣、沐浴、换鞋、洗手等卫生通过方式。以上海某医院老院区普通病房楼改建的负压隔离病房楼(下称改建病房楼)为例进行介绍,其标准层平面见图1,标准层流线见图2,病房轴侧示意见图3。
图1 负压隔离病房楼标准层平面
图2 负压隔离病房楼标准层流线
图3 负压隔离病房轴侧示意
负压隔离病房是一个高标准、严要求的传染病房,从其定义的理解,主要包括2方面内容:一是对气流组织和内部气压的要求(气流流向示意见图4,图中箭头颜色自蓝至红表示污染越来越严重);二是有效防止交叉感染和传染。前者主要涉及建筑、结构、暖通专业,后者则涵盖了全专业。给排水专业需要从用水、排水、接触等方面采取有效的措施防止交叉感染和传染。
图4 负压隔离病房气流示意
2 主要设计依据
目前现行的可作为主要设计依据的规范或标准有《传染病医院建筑设计规范》(GB50849-2014)、《传染病医院建筑施工及验收规范》(GB 50686-2011)、《新型冠状病毒感染的肺炎传染病应急医疗设施设计标准》(T/CECS 661-2020)、《综合医院建筑设计规范》(GB51039-2014)、《医院污水处理工程技术规范》(HJ 2029-2013)等。
在本次疫情期间,国家相关部门出台的设计导则或文件主要有国卫办规划函[2020]111号《新型冠状病毒肺炎应急救治设施设计导则(试行)》、国卫办规划函[2020]166号《新冠肺炎应急救治设施负压病区建筑技术导则(试行)》、应急管理部消防救援局《发热病患集中收治临时医院防火技术要求》、环办水体函[2020]52号《关于做好新型冠状病毒感染的肺炎疫情医疗污水和城镇污水监管工作的通知》。
除此之外,各地区根据本次疫情和中央相关决策、精神,相应制定了一系列地方性指导文件、设计导则等,可参考执行。另外,由中国建筑标准设计研究院组织编制的图集《应急发热门诊设计示例(一)》(20Z001-1)可作为设计制图参考。
3 给排水主要系统设计
3.1 规模概况
改建病房楼为6层(多层)无地下室的砖混结构,以“平战结合”的使用需求为整体设计思路。平时为普通病房楼,最大床位数257床;战时(即疫情时期)为负压隔离病房,最大床位数204床。
3.2 给水系统
考虑负压隔离病房通常为烈性传染病房,改建病房楼采取严格防回流防污染措施。其生活给水泵房和生活热水机组均设置在室外独立区域(清洁区),生活给水系统全部采用断流水箱加恒压变频泵组的方式供水。水箱按调节容积平均分为2个,便于定期清洗维护,同时也考虑疫情时期若水箱内水质不能满足要求可及时清洗检修。
在生活水箱进水总管上预留DN25支管和截止阀,可以作为负压隔离病房楼加强消毒剂投放和计量接口,同时也能作为市政供水末端水质检测取样口。此条参考了湖北省“导则”和浙江省建筑设计研究院“指南”,同时考虑设置该接口后可以方便采样比对市政供水和单体储水水质,及时分析应对水质差异问题,在基本不影响造价且技术上极易实现的原则下建议采用。
由于改建病房楼远期为普通病房楼,所以在确定用水标准时同时考虑了《传染病医院建筑设计规范》(GB 50849)、《建筑给水排水设计标准》(GB 50015)和《综合医院建筑设计规范》(GB 51039)规定的标准取值。平时使用时,需要考虑每床一位陪护家属,医护人员除分布在病房楼以外还分布在门急诊等处;而战时无家属陪护需求,且医护人员集中在病房楼,所以在用水量的计算过程中,应灵活运用规范取值的上下限和用水人员的具体分布情况,并以最不利情况进行用水量的复核。改建病房楼计算采用的用水标准见表1和表2,用水量见表3。
表1 给水用水标准(平时)
表2 给水用水标准(战时)
表3 给水用水量
给水总管井设在清洁区,在管道设置时,给水总管及检修阀门等设置在清洁区和半污染区,按两区各自独立使用防止交叉污染为原则;当无法避免时,管道按供水水流方向从清洁区穿越至半污染区,并在清洁区设置关断阀、倒流防止器等措施。
3.3 热水系统
热水主要供给病房、医护人员洗浴,公共卫生间洗手等。改建病房楼采用集中供热方式,系统为恒压变频供水设备供水、空气源热泵辅助电加热机组集中加热至使用温度后供应生活热水,采用全日制机械循环同程布置,设备自带自动调节水温的装置,且热水制备设备带有保证使用安全的装置。热水计算采用的用水标准选用应与冷水相对应,见表4和表5,热水用水量和耗热量见表6。
表4 热水用水标准(平时)
表5 热水用水标准(战时)
表6 热水用水量和耗热量
在热水机组选型时,如果仅考虑按平时和战时的设计最大值进行设备选型,热水机组会非常庞大,既不经济也不节能。建议按战时标准进行计算和设备选型,以平时使用时适当考虑空床率和错峰使用进行复核,可以满足平战结合使用需求。改建病房楼最终生活热水机组选用见表7,经比对,每床位的热水使用量、耗热量等经济指标与雷神山医院基本相当。
表7 生活热水机组选型
改建病房楼每层都设置了冷水、热水、热水回水管,热水、热水回水管在设计时采用同程布置,每个回水点均从热水支管的维修阀门(采用截止阀)后、支管减压阀前(若有)的短支管接出,保证回水点后的不循环热水支管长度不超过5 m。热水回水管由于无法避免穿越了半污染区,设计在每层热水回水总管回至清洁区内时,设置AOT消毒装置第一时间对回水消毒杀菌。
3.4 消防给水系统
改建病房楼的室内消火栓系统采用临时高压消防给水系统。在清洁区或半污染区的楼梯出入处、前室、走道等明显易于取用的地方设置DN65室内消火栓、软管卷盘和手提式灭火器组合箱进行保护,室内消火栓的设置满足每个楼层每个防火分区内的任何一点都有二股充实水柱到达,水枪充实水柱不小于10 m。在每个护士站设置一个组合箱,供水总管、阀门附件、消防箱等尽量避免设置在污染区。
改建病房楼的自动喷水系统采用临时高压消防给水系统,共设2套湿式报警阀组,一组保护清洁区和半污染区,一组独立保护污染区。病房楼各部位均采用湿式系统保护,喷头采用快速响应喷头隐蔽式安装。每层为一个防火分区,但设计中每层设置2个水流指示器,一个控制保护清洁区和半污染区,另一个独立控制保护污染区。污染区水流指示器后分为两路供水总管:一路为保护走道等区域(系统常开);另一路专门保护病房(战时可闭),设置独立信号阀,当战时用作负压隔离病房时可单独关闭,以防止误喷、保护危重病人,而平时可系统常开正常使用。改建病房楼自动喷水系统原理示意见图5,图中忽略系统次要配、部件。