
隨著國家經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展以及政府對民生問題的高度重視,我國的醫(yī)院建設(shè)處在高速發(fā)展階段,大型綜合醫(yī)院越來越多,單體規(guī)模動輒5~ 6萬m 2 ,10多萬m 2 的規(guī)模也不鮮見。
大型綜合醫(yī)院建筑布局復(fù)雜,特殊功能科室多,無外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部區(qū)域多;作為醫(yī)療場所,易感人群高度集中,多種病源并存。目前醫(yī)院HVAC 系統(tǒng)的設(shè)計除無菌環(huán)境區(qū)外,多數(shù)仍沿用了舒適性空調(diào)的設(shè)計理念,不能充分滿足醫(yī)院建筑的特殊性要求,出現(xiàn)了諸如:建筑熱環(huán)境不佳,室內(nèi)空氣質(zhì)量相對易感人員而言差,空調(diào)系統(tǒng)自生性污染源量大面廣且難于消除等問題。這些問題應(yīng)引起業(yè)內(nèi)人士的重視,應(yīng)從醫(yī)療建筑特點入手更新設(shè)計理念,創(chuàng)新系統(tǒng)形式,使HVAC 系統(tǒng)實現(xiàn)控制污染、保障醫(yī)療、熱環(huán)境舒適的目標(biāo)。
1 綜合醫(yī)院的建筑與功能特點
大型綜合醫(yī)院建筑目的性極強(qiáng)、專業(yè)性極強(qiáng),它既要滿足醫(yī)療工藝的合理性以保障各部分在管理體系下正常運行,又應(yīng)為作為易感人群的病人及處于高度緊張狀態(tài)的醫(yī)護(hù)人員提供一個舒適、溫馨的***醫(yī)與工作環(huán)境, 具體體現(xiàn)為如下特點:
1) 單體建筑涵蓋一所醫(yī)院的幾乎全部功能,內(nèi)部布局非常復(fù)雜,常形成大面積建筑內(nèi)區(qū),多數(shù)房間無法實現(xiàn)自然通風(fēng)。
2) 有嚴(yán)格的空間秩序和功能要求,空間連通性強(qiáng),房間數(shù)量龐大且多為小房間。
3) 科室眾多且不同的科室對設(shè)備和環(huán)境的要求差異大,像手術(shù)部、CT室、MR 室、ICU 病房、中心供應(yīng)室等。
4) 醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)療支持系統(tǒng)、建筑機(jī)電系統(tǒng)龐雜分散,安裝空間局促。
5) 連續(xù)性運轉(zhuǎn),一天24h***診不能間斷,需要全方位、全天候地為病人提供服務(wù)。
6) 易感人員高度集中、多種病源并存,病人對環(huán)境比健康人敏感,這種敏感同時體現(xiàn)在生理上與心理上。因此, 醫(yī)院建筑需要考慮病患對環(huán)境的感覺、經(jīng)驗和評價。
綜合醫(yī)院建筑的以上特點決定了其HVAC 系統(tǒng)的設(shè)計不同于其他公共建筑,否則無法實現(xiàn)控制污染、保障醫(yī)療、熱環(huán)境舒適的目標(biāo)。
2 綜合醫(yī)院HVAC 系統(tǒng)的設(shè)計問題與對策
2.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)把握不當(dāng), 不能******適應(yīng)醫(yī)院特點
1) 新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)未充分考慮醫(yī)院特點。我國目前的綜合醫(yī)院設(shè)計規(guī)范并沒有給出除無菌環(huán)境控制區(qū)外其他區(qū)域的新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計中只能參考舒適性空調(diào)新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn),隨意性較大,有時甚至?xí)桃饨档蜆?biāo)準(zhǔn),減小風(fēng)道尺寸以適應(yīng)緊張的吊頂空間。應(yīng)該引起注意的是,醫(yī)院多數(shù)房間為封閉的空調(diào)空間,采用舒適性空調(diào)新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)會造成空氣細(xì)菌濃度相對易感人群而言過高。為此,在確定新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)充分考慮到空調(diào)服務(wù)對象為易感人群、醫(yī)院的污染源多且復(fù)雜、封閉的空調(diào)空間利于細(xì)菌繁殖,通風(fēng)是******醫(yī)院室內(nèi)空氣質(zhì)量***有效的方法。
結(jié)合ASHRAE 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定與設(shè)計經(jīng)驗,建議除無菌環(huán)境控制區(qū)外其他區(qū)域的新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)規(guī)范無明確規(guī)定時宜為30m 3 /( 人·h),******不小于25m 3 /(人·h)。另外值得注意的是,近年來關(guān)注普通病房的通風(fēng), ASHRAE62標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每位病人新風(fēng)量至少13 L/s( 46.8m 3 /(人·h)),同時應(yīng)考慮陪護(hù)及醫(yī)護(hù)人員的新風(fēng)需要。
2) 室內(nèi)設(shè)計溫、濕度確定的目的性與針對性不強(qiáng)。對于舒適性空調(diào),室內(nèi)溫、濕度只影響熱環(huán)境的舒適性; 對于醫(yī)院空調(diào), 則應(yīng)被視為醫(yī)療工藝的一個環(huán)節(jié), 體現(xiàn)為治療需要、提高療效、降低感染,***后才是熱環(huán)境舒適。
適宜的室內(nèi)溫、濕度利于患者的新陳代謝,但有些疾病患者對空氣溫、濕度有特殊要求, 像風(fēng)濕病人需要較高的溫度與較低的相對濕度(32℃/35% )。合適的相對濕度也有助于抑制微生物生長,提高空氣質(zhì)量。原《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》(JGJ49-88) 對設(shè)計溫濕度的規(guī)定較寬泛,沒能引起設(shè)計師的重視,希望隨著國家標(biāo)準(zhǔn)《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》(2004征求意見稿)的實施,室內(nèi)設(shè)計溫、濕度的選取能更有針對性地符合各類房間醫(yī)療工藝與控制污染的需要。相關(guān)設(shè)計規(guī)范未給出明確的室內(nèi)設(shè)計溫、濕度要求的房間可取:冬季室內(nèi)設(shè)計溫度20~ 22℃, 相對濕度30% ~ 40%;夏季室內(nèi)設(shè)計溫度25~ 27℃,相對濕度45% ~ 55% 。
表1 為不同疾病患者對室內(nèi)空氣溫濕度的要求。

3) 人員密度取值往往偏小。人員密度值是空調(diào)設(shè)計非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一,對空調(diào)末端容量與室內(nèi)通風(fēng)量的影響很大,但對空調(diào)系統(tǒng)總負(fù)荷的影響相對較小。迄今國內(nèi)對綜合醫(yī)院內(nèi)部各部位人員密度的研究很少,設(shè)計師通常只能根據(jù)預(yù)計日門診量以及與醫(yī)院管理部門的溝通確定人員密度取值。調(diào)查發(fā)現(xiàn)醫(yī)院某些部位的實際人員密度值遠(yuǎn)高于設(shè)計預(yù)設(shè)值,特別是急診室、急癥觀察室、候診室、門診區(qū)沒被劃定為候診區(qū)的走廊等。在同等門診量的醫(yī)院中又以兒童醫(yī)院的實際人員密度******,天津兒童醫(yī)院建成之初有一個約400m 2 、******兒童嬉戲的四季廳, 后來不得不改為候診室, 即便如此,每年秋冬、冬春之交仍然人滿為患,體現(xiàn)在空調(diào)系統(tǒng)上***是原有末端能力不夠,通風(fēng)量不足,空氣污濁。
為此建議:首先,設(shè)計師應(yīng)樹立人員密度取值“***高不***低”的觀念,因為較高的取值雖然會使系統(tǒng)投資增加,但更利于******室內(nèi)環(huán)境,控制院內(nèi)感染;其次,取值必須建立在對擬建醫(yī)院功能特點、坐落區(qū)域、輻射范圍等的深入了解以及與醫(yī)院運行管理方充分溝通的基礎(chǔ)之上, 切忌以不變應(yīng)萬變。
以下經(jīng)驗數(shù)據(jù)供參考:
① 普通診室,當(dāng)班醫(yī)生數(shù)× 2.5人/m 2 ( 兒科,×3.5人/m 2 );急診診室,當(dāng)班醫(yī)生數(shù)×3.0人/m2。
② 候診區(qū),1.25人/m 2 ;兒童醫(yī)院候診區(qū),2. 0人/m 2 。
③ 輸液室、觀察室,1.5人/m 2 ;兒科輸液室、觀察室,2.0人/m 2 。
④ 門診區(qū)不作為候診功能的走廊,1.0人/m 2 。
⑤ MRI ,CT等醫(yī)技檢查的控制室,當(dāng)班醫(yī)生數(shù)×3. 0 人/m 2 (考慮實習(xí)與觀摩人數(shù))。
表2 給出了醫(yī)院各區(qū)域的通風(fēng)換氣量建議值。

2.2 HVAC 系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng), 與醫(yī)院特點不適應(yīng)
1) 空調(diào)系統(tǒng)未按冷、熱負(fù)荷特征劃分,造成內(nèi)區(qū)等全年有內(nèi)熱冷負(fù)荷的區(qū)域冬季過熱。在冬季需供暖地區(qū),近幾年興建的綜合醫(yī)院建筑的內(nèi)區(qū)及部分醫(yī)技用房往往表現(xiàn)為供暖季室內(nèi)溫度過高,空氣干燥污濁,患者與醫(yī)護(hù)人員均感覺不舒適。筆者曾接觸一案例,其冬季內(nèi)區(qū)房間的平均溫度為25℃以上,個別房間甚至到了28℃,而相對濕度僅15% 左右,醫(yī)患對熱環(huán)境反映強(qiáng)烈。
產(chǎn)生以上現(xiàn)象的原因很簡單,醫(yī)院建筑的許多區(qū)域全年存在內(nèi)熱冷負(fù)荷,冬季同樣需要供冷,但此特點常被忽視,往往是一個空調(diào)系統(tǒng)既負(fù)擔(dān)有內(nèi)熱冷負(fù)荷的區(qū)域又負(fù)擔(dān)有熱負(fù)荷需求的區(qū)域,結(jié)果冬季有熱負(fù)荷需求的區(qū)域必須供熱,并聯(lián)在同一個系統(tǒng)上的內(nèi)熱冷負(fù)荷區(qū)域無冷可供,必然過熱。其實解決此問題并不復(fù)雜,關(guān)鍵是在設(shè)計階段對此應(yīng)有足夠重視與分析。以下為通常采用的解決方案。
① 適宜采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的區(qū)域:空調(diào)水系統(tǒng)采用分區(qū)雙管制或四管制, 并推薦采用分區(qū)雙管制,不應(yīng)采用雙管制;空調(diào)水系統(tǒng)仍采用雙管制,但應(yīng)獨立設(shè)置服務(wù)內(nèi)熱冷負(fù)荷區(qū)域的變風(fēng)量新風(fēng)系統(tǒng),該新風(fēng)系統(tǒng)冬季大風(fēng)量運行,實現(xiàn)焓差供冷,夏季按******健康需要的***小新風(fēng)量運行,此方式的缺點是,冬季室外空氣含濕量低的地區(qū)加濕能耗大,干燥地區(qū)不推薦采用。
② 適宜采用全空氣系統(tǒng)的區(qū)域:避免一個風(fēng)系統(tǒng)同時服務(wù)于有與沒有內(nèi)熱冷負(fù)荷的區(qū)域;非凈化空調(diào)系統(tǒng)冬季可采用增大新風(fēng)比的方法實現(xiàn)焓差供冷,但干燥地區(qū)不推薦采用,因為加濕能耗大;凈化空調(diào)系統(tǒng)宜采用表冷器換熱供冷, 因為利用新風(fēng)供冷會使空氣過濾器頻繁更換,運行費用與管理難度增加。
2) 空調(diào)系統(tǒng)自生性污染是醫(yī)院空氣質(zhì)量對易感人群而言較差的重要原因。現(xiàn)代綜合醫(yī)院建筑的多數(shù)空間為無法實現(xiàn)自然通風(fēng)的封閉空調(diào)空間,其室內(nèi)空氣質(zhì)量除無菌環(huán)境區(qū)外,普遍較差。而室內(nèi)空氣質(zhì)量不好是造成院內(nèi)感染的主要原因。
逄冰潔于2005)2006年針對北方醫(yī)院的空氣污染與消毒控制進(jìn)行了研究,以國家標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)院消毒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB15928-1995) 中環(huán)境 Ⅲ 類區(qū)域允許空氣細(xì)菌總數(shù)≤500cfu/m 3 為評價依據(jù),對黑龍江省6 所醫(yī)院進(jìn)行了檢測,在總計896個檢測樣本中,合格率僅為11.6%,其中241 個樣本超標(biāo)達(dá)20倍之多。國家標(biāo)準(zhǔn)5公共場所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)6(GB 9663~9673)1996/GB16153-1996)規(guī)定的空氣細(xì)菌總數(shù)范圍為1000~ 7000cfu/m 3 。兩標(biāo)準(zhǔn)對空氣細(xì)菌總數(shù)的規(guī)定有差異表明,盡管空氣中較高的細(xì)菌濃度對健康人群無礙,不會因弱致病菌引起感染,但對易感人群由于其免疫力低下,舒適空調(diào)環(huán)境可接受的空氣細(xì)菌濃度也會引起感染。
綜合醫(yī)院室內(nèi)空氣質(zhì)量差的主要原因是通風(fēng)不足與空調(diào)系統(tǒng)嚴(yán)重的自生性污染,后者并未引起足夠重視。雖然我們知道,******室內(nèi)空氣質(zhì)量的******方式是自然通風(fēng),因為在清潔的室外空氣中致病菌很少,但醫(yī)院的某些區(qū)域因環(huán)境控制需要不允許自然通風(fēng),另一些區(qū)域則由于建筑條件限制或出于控制能耗需要不能實現(xiàn)自然通風(fēng)。所以,醫(yī)院多數(shù)區(qū)域是按舒適性空調(diào)的新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)引入室外空氣,與自然通風(fēng)量相比遠(yuǎn)不足以稀釋室內(nèi)空氣中的細(xì)菌濃度。因此,只能寄希望于通過空調(diào)循環(huán)風(fēng)實現(xiàn)對易感人群而言良好的室內(nèi)空氣質(zhì)量。而實際情況卻是,通常被作為室內(nèi)環(huán)境控制***有效手段的空調(diào)系統(tǒng)(除凈化空調(diào)系統(tǒng)外)對控制溫、濕度的作用是正面的,但對控制污染的作用基本上是負(fù)面的,因為空調(diào)系統(tǒng)存在太多的本體污染源,其表冷器、集水盤、加濕器、空氣過濾器及風(fēng)道等均為藏污納垢的場所,加之空調(diào)系統(tǒng)提供了******適宜微生物生長的溫濕度環(huán)境,使在大氣中很少存在的致病菌,如綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌(MRSA)、軍團(tuán)菌等,在醫(yī)院空調(diào)環(huán)境中存活繁殖。于是, 空調(diào)循環(huán)風(fēng)不僅沒能作為清潔空氣稀釋室內(nèi)空氣細(xì)菌濃度,反而成為室內(nèi)空氣污染的重要來源。因此,只有將空調(diào)系統(tǒng)視為污染源而采取相應(yīng)技術(shù)措施,空調(diào)循環(huán)風(fēng)才能起到稀釋空氣細(xì)菌濃度、提高醫(yī)院室內(nèi)空氣質(zhì)量的作用。以下技術(shù)措施有助于減少空調(diào)系統(tǒng)自生性污染的產(chǎn)生與傳播:
① 采用溫、濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng),使風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)盤管干工況運行,因為濕工況運行的風(fēng)機(jī)盤管的盤管與接水盤是醫(yī)院數(shù)量***多、***難于管理的污染源。
② 采用衛(wèi)生型空氣處理設(shè)備( AHU,PAU),使空氣集中處理系統(tǒng)的污染從源頭得到控制,因為衛(wèi)生型空氣處理設(shè)備能******限度控制其內(nèi)部微生物的滋生與聚集。
③ 空氣處理設(shè)備只適合采用干蒸汽、電極式或高壓微霧加濕器,不能采用濕膜與超生波加濕器。
④ 靜電除塵器、紫外線殺菌燈、TiO2 光催化等空氣凈化消毒裝置不能替代傳統(tǒng)空氣過濾器,迄今為止傳統(tǒng)空氣過濾器被證明是***有效、*********的空氣凈化設(shè)備, 因為在生物粒子尺度上其能使通過空氣的粒子濃度趨近于零。
⑤ 非無菌控制環(huán)境空調(diào)系統(tǒng)的AHU,PAU需設(shè)不少于兩級的空氣過濾器,其粗效級過濾效率不應(yīng)低于G5,中效或亞高效級過濾效率不應(yīng)低于F9,根據(jù)ASHRAE 52.1 標(biāo)準(zhǔn),對粒徑≤1μm 的灰塵過濾效率為90%~ 95% 的中效過濾器可以攔截99.9% 的細(xì)菌。
⑥ 送、回風(fēng)管道系統(tǒng)應(yīng)盡量簡單,減少管件閥門,并應(yīng)采用不易積塵、易于清洗的金屬材質(zhì)風(fēng)管。
⑦ 風(fēng)機(jī)盤管不應(yīng)采用吊頂回風(fēng),應(yīng)采用回風(fēng)箱回風(fēng),回風(fēng)口設(shè)方便拆卸清洗的低阻抗菌過濾器。
3) 多種原因造成通風(fēng)量不足、通風(fēng)效率偏低,體現(xiàn)為新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)低,人員實際數(shù)量大于設(shè)計數(shù)量,新風(fēng)輸送系統(tǒng)不平衡,末端風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)性差,忽略排風(fēng)、送回風(fēng)/送排風(fēng)/“短路”等。因此,空調(diào)與通風(fēng)設(shè)計必須重視以下問題,以******醫(yī)院室內(nèi)空氣質(zhì)量:
① 不能用舒適性空調(diào)觀點對待設(shè)計新風(fēng)量,更不能以節(jié)能為理由降低設(shè)計新風(fēng)量取值,因為良好的通風(fēng)是醫(yī)療工藝的一個環(huán)節(jié)與醫(yī)療效果的保障。
② 醫(yī)院空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)往往輸送距離長、管系復(fù)雜、風(fēng)口數(shù)量多但每個風(fēng)口的風(fēng)量小, 很難做到設(shè)計平衡,需依賴現(xiàn)場調(diào)試。實踐表明,有上述特點的復(fù)雜管系幾乎不可能靠手動風(fēng)量調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)風(fēng)系統(tǒng)平衡,因為手動閥,特別是規(guī)格較小時,調(diào)節(jié)性能較差。自力式定風(fēng)量閥是實現(xiàn)風(fēng)系統(tǒng)平衡的理想裝置,而平衡的風(fēng)系統(tǒng)才能******各區(qū)域各房間的設(shè)計風(fēng)量。
③ 必須設(shè)有相應(yīng)的排風(fēng)系統(tǒng),房間內(nèi)單靠新風(fēng)稀釋及微弱的正壓很難使污染物從門縫等建筑物縫隙排出。對于病房必須******24 h 排風(fēng),對于公共衛(wèi)生間等易產(chǎn)生氣味的場所,其排風(fēng)量對應(yīng)的換氣次數(shù)不應(yīng)小于15 h -1 。
④ 進(jìn)入呼吸區(qū)的新風(fēng)與送入室內(nèi)的新風(fēng)之比為通風(fēng)效率,通風(fēng)效率的高低與氣流組織及送風(fēng)狀態(tài)(送冷風(fēng)還是送熱風(fēng))密切相關(guān),如:氣流組織為上送上回/排且送熱風(fēng)時, 通風(fēng)效率只有0.8。設(shè)計中往往對通風(fēng)效率重視不夠,表現(xiàn)為送回風(fēng)/排風(fēng)口距離過近、回風(fēng)口風(fēng)速高、送回風(fēng)/排風(fēng)口位置不合理導(dǎo)致室內(nèi)氣流渦流區(qū)大。應(yīng)該說只要重視此問題很容易解決, 關(guān)鍵是必須建立通風(fēng)效率概念, 并據(jù)此指導(dǎo)室內(nèi)氣流組織設(shè)計。
4) 宏觀氣流組織不當(dāng)產(chǎn)生空氣途徑交叉污染。這里所謂的宏觀氣流組織的含義是:將單體的醫(yī)院建筑作為整體, 其各部位間的空氣流動方向及建筑物進(jìn)、排風(fēng)口間的關(guān)系。正確的宏觀氣流組織表現(xiàn)為:區(qū)域間空氣總是由潔凈區(qū)流向污染區(qū)(表3給出了醫(yī)院中區(qū)域潔凈度等級區(qū)分);建筑物所有對環(huán)境的排風(fēng)口總是位于所有進(jìn)風(fēng)口的上方并保持一定的垂直距離。******宏觀氣流組織合理只需做到:
① 重視建筑內(nèi)部各區(qū)域間基于壓力梯度的通風(fēng)量平衡計算,至少在設(shè)計上******預(yù)設(shè)的區(qū)域間氣流流向。通風(fēng)量平衡計算很簡單,關(guān)鍵是必須重視。
② 不同區(qū)域空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)獨立,并應(yīng)盡量避免走廊回風(fēng)。
③ 醫(yī)院的任何排風(fēng)都是污染源,與醫(yī)療及研究有關(guān)的所有排風(fēng)都應(yīng)集中至建筑物******點排放,并應(yīng)采取措施防止排風(fēng)回流進(jìn)新風(fēng)口。

5) 系統(tǒng)設(shè)計時對日常清潔消毒操作考慮不周。作為污染源的空調(diào)系統(tǒng)必須定期清潔消毒,系統(tǒng)設(shè)計時如對此沒有充分考慮,會使空調(diào)系統(tǒng)成為醫(yī)院環(huán)境控制的難點。設(shè)計者應(yīng)使空調(diào)系統(tǒng)具備以下利于日常清潔消毒操作的條件:
① 所有空氣處理設(shè)備除風(fēng)機(jī)盤管外均應(yīng)安裝在設(shè)備用房內(nèi),實踐表明安裝在吊頂內(nèi)的空氣處理設(shè)備往往很難進(jìn)行日常清潔消毒操作。
② 所有空氣處理設(shè)備的安裝必須留有更換空氣過濾器以及對其內(nèi)部進(jìn)行清潔消毒操作的空間。
③ 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)留有便于風(fēng)管清洗與熏蒸消毒操作的檢修孔及密閉閥等。
3 結(jié)語
醫(yī)院HVAC 系統(tǒng)與舒適性空調(diào)系統(tǒng)的******區(qū)別在于,它服務(wù)的是易感人群,是醫(yī)療的一個環(huán)節(jié),是提高療效的手段。由于醫(yī)院是各種病源密集場所,不當(dāng)?shù)腍VAC 系統(tǒng)設(shè)計會造成或加重院內(nèi)感染,甚至HVAC 系統(tǒng)本身***已成為污染源;也會產(chǎn)生不能很好******室內(nèi)熱環(huán)境的問題,如內(nèi)區(qū)過熱。有感于此,筆者將一些膚淺的設(shè)計體會與同行分享。