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    醫學論文

    醫院負壓隔離病房新型冠狀病毒防控通風空調設計要點

    時間:2021年01月28日 所屬分類:醫學論文 點擊次數:

    摘要針對醫院負壓隔離病房通風空調,依據國內相關標準及研究,對疫情期間負壓隔離病房設計和使用過程中負壓控制、氣流組織控制、緩沖間和系統控制方面的防控要點進行了分析總結,并提出了相關建議。 關鍵詞新型冠狀病毒肺炎負壓隔離病房負壓梯度換氣次數緩沖

      摘要針對醫院負壓隔離病房通風空調,依據國內相關標準及研究,對疫情期間負壓隔離病房設計和使用過程中負壓控制、氣流組織控制、緩沖間和系統控制方面的防控要點進行了分析總結,并提出了相關建議。

      關鍵詞新型冠狀病毒肺炎負壓隔離病房負壓梯度換氣次數緩沖間

    醫院隔離

      0引言

      作為收治新型冠狀病毒肺炎患者最有效、最安全的基礎設施,負壓隔離病房在防止疫情擴散和保障患者恢復過程中發揮著關鍵性作用。根據《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》[1],新型冠狀病毒的主要傳播途徑是呼吸道飛沫和密切接觸傳播,而在相對封閉的環境中長時間暴露于高濃度氣溶膠情況下存在經氣溶膠傳播的可能性。為保障醫護人員身體健康和防止醫院內部交叉感染,負壓隔離病房通風空調面臨著巨大的挑戰。本文通過負壓隔離病房的設計和相關研究,分別對負壓隔離病房負壓控制、氣流組織控制、緩沖室和系統控制進行分析,總結出負壓隔離病房通風空調在面對新型冠狀病毒肺炎疫情時的防控要點,為負壓隔離病房的設計和使用提供參考。

      隔離論文范例:隔離度對滾仰式半捷聯制導系統性能影響研究

      1病房負壓控制

      負壓隔離病房為新型冠狀病毒肺炎患者提供了一個不污染周圍環境的隔離醫療環境,通過實現病房內負壓控制,防止病毒以氣溶膠形式傳播。對于隔離病房而言,新風量小于排風量即可實現負壓,其余風量則通過門窗等縫隙進風量滿足。在負壓隔離病房負壓控制方面要注意以下2個關鍵點。一是負壓隔離病房負壓值和各房間壓力梯度分布。為了防止病房中新型冠狀病毒擴散至其他區域,在同一樓層內不同功能房間之間需要維持良好的壓力梯度。文獻[23]分別通過理論分析和實驗測試發現隔離病房處于關門狀態,病房相對緩沖間的負壓達到-5Pa時,隔離病房的污染物不會泄露到緩沖間。

      GB50849—2014《傳染病醫院建筑設計規范》規定,負壓隔離病房與其相鄰、相通的緩沖間、走廊應保持不小于5Pa的負壓差[4];GB/T35428—2017《醫院負壓隔離病房環境控制要求》規定相鄰相通不同污染等級房間的壓差不小于5Pa,負壓程度由高到低依次為病房衛生間、病房房間、緩沖室與潛在污染走廊[5]。前面研究和規范中僅指定不小于5Pa的壓差值,未給出病房具體所應維持的負壓值。WS/T511—2016《經空氣傳播疾病醫院感染預防與控制規范》指定負壓病房與外界壓差宜為-30Pa,緩沖間與外界壓差宜為-15Pa[6]。

      因此,為確保病房隔離效果,建議負壓隔離病房相對于大氣壓其負壓值取-30Pa,而緩沖間取-15Pa,并且負壓隔離病房壓力梯度分布為走廊>緩沖間>隔離病房>衛生間。二是動態條件下病房負壓控制。實驗研究表明,負壓隔離病房壓差只在門窗關閉狀態即靜態下發揮作用,在該狀態下空氣的內外傳播受到隔離控制,而當負壓隔離病房門打開、有人員進出時,負壓差會立即消失,并且維持在靜態壓力,此時對防止氣流和污染物從門口逸散的作用不大[2]。利用流體動力學對負壓隔離病房開門過程進行模擬,也得出了與實驗相同的結論,隔離病房內的壓力會在開門瞬間突然升高,然后達到與緩沖間相同的壓力[7]。

      而在開始關門的那一刻,隔離病房內的壓力會突然上升到高于緩沖間的壓力;當門繼續關閉,內部壓力迅速下降并再次低于緩沖間;在門完全關閉那一刻,室內壓力低于規定負壓值,然后迅速上升達到規定的負壓值,后續室內壓力保持在規定的負壓值。除此之外,上述模擬通過比較病房與緩沖間不同的壓差值,發現無論壓差為多少,開門過程病房內壓力的瞬態變化趨勢是相同的。由此可以得出,開門過程由于病房壓差的變化而導致的氣流及污染物的外泄無法阻止。關鍵措施是醫護人員由走廊進入緩沖間后,關上第一扇門,在緩沖間停留數分鐘后,再打開第二扇門進入負壓隔離病房。根據測試,僅門打開過程,門口風速可達到0.15~0.3m/s;而人順著開門方向走入房間其裹帶風速可達到0.14~0.20m/s[2]。這樣的風量所造成的隔離病房內污染物的泄露不容忽視,因此建議在條件允許情況下盡量減少負壓隔離病房開關門的次數。

      2病房氣流組織控制

      新型冠狀病毒肺炎患者大部分時間都在負壓隔離病房進行治療和恢復;颊吆舫龅臍怏w中含有大量新型冠狀病毒,這使得負壓隔離病房空氣中病毒氣溶膠濃度很高,進入負壓隔離病房工作的醫護人員面臨著極大的感染風險。目前,為控制室內病毒氣溶膠濃度,需要利用通風空調不斷向病房送入潔凈空氣,稀釋房間內的污染空氣。

      3緩沖室設置

      負壓隔離病房前應設置緩沖室,國內針對隔離病房的相關標準均對此做出了規定。GB50849—2014《傳染病醫院建筑設計規范》規定呼吸道傳染病病區,在醫務人員走廊與病房之間應設置緩沖前室[4];WS/T511—2016《經空氣傳播疾病醫院感染預防與控制規范》要求清潔區、潛在污染區和污染區三區之間設置緩沖間,緩沖間兩側的門不應同時開啟,無逆流,不交叉[6];GB/T35428—2017《醫院負壓隔離病房環境控制要求》規定清潔區、潛在污染區和污染區區域之間應設置緩沖間,緩沖間宜便于醫用推車和普通醫療設施的進出[5]。

      設置緩沖室的作用除了為醫護人員更換防護用品等準備工作提供受控環境外,還為病房的污染氣流泄露提供了動態隔離屏障。研究表明,在動態條件下,門的開關和人員的進出會造成病房內的污染物外泄,并且房間的負壓差不能阻止這一過程,而緩沖室的設置阻止了病房泄露的污染物擴散到走廊,起到了很好的動態隔離作用[2]。

      對于緩沖室的設計和應用,需要注意以下幾點。一是緩沖室的換氣次數。緩沖室的隔離效果在有送風和無送風條件下的區別很大,有送風時隔離效果比無送風時好很多[1011],因此緩沖室必須送風。經理論推導和實驗驗證,緩沖室換氣次數從60h-1增大至120h-1時,隔離效果改善不顯著,而當換氣次數小于60h-1時,由于房間溫差導致的對流作用開始起作用,氣流對污染物的稀釋效果降低,因此推薦緩沖室送風次數為60h-1[9]。二是緩沖室的面積。研究表明緩沖室體積越大,隔離效果越好,但考慮總平面布置,緩沖室面積一般不小于2~3m2[11]。

      三是緩沖室自凈時間。由于門的打開會導致病房與緩沖間壓力相等,而緩沖室與走廊相連接的門打開同樣會導致緩沖室相對于走廊的負壓消失。因此,緩沖室的門不能同時打開,以免由病房泄露的污染物擴散到走廊。緩沖室的污染物一部分來自于隔離病房門的卷吸和人員的裹帶風所導致的氣溶膠泄露,另一部分則來自于沉積在醫護人員防護服上的病毒微粒在緩沖室經氣流吹動而導致的二次散發。

      目前,對于醫護人員穿戴防護服的發菌量研究較多,但對于上述情況中病毒微粒的二次散發情況則鮮有研究,因此散發量無法估計。通過理論計算發現,若僅考慮人穿過緩沖室的時間或緩沖室門自鎖時間,則人穿過房間時間越長或門的自鎖時間越長,隔離效果越好[11]。因此,增加自凈時間,緩沖室的污染物將被有效排除,同時,有利于醫護人員防護服上沉積的病毒微粒脫離,減少因防護服攜帶而遷移到其他區域的病毒微粒數。

      4系統控制

      面對新型冠狀病毒肺炎疫情,通風空調系統控制是負壓隔離病房正常運轉的保障,在系統設置、調控和運行方面,需要注意以下幾點。

      1)送排風控制。為防止負壓隔離病房污染環境,病房排風的有效除菌至關重要。醫院負壓隔離病房的空調系統可使用循環風,但排(回)風口應設高效過濾器,且應當滿足可切換至大新風比直至全新風的運行需要。疫情工況下,負壓隔離病房的送風系統應當采用全新風運行,并且送風應經過粗效、中效、亞高效過濾器三級處理。負壓隔離病房的排風應經過高效過濾器處理后排放,排風的高效過濾器應安裝在房間排風口處,以保證排風風道內不會殘留病毒微粒[12]。對于負壓隔離病房衛生間排風口,應設可安全拆卸的零泄露高效過濾排風裝置。

      2)系統調試。為確保隔離病房實現規定的負壓要求,需要對送排風量進行調試。在負壓隔離病房中,送入的新風量加上縫隙進風量等于房間的排風量。在實際調試過程中,負壓值會發生動態變化,根據文獻[13],可首先根據隔離病房特定換氣次數來確定房間排風量,然后觀察病房與相鄰緩沖室的相對壓力表,當壓力值達到隔離病房所需壓力值時,逐漸減小新風量,當負壓值不再降低時停止調節新風量,此時負壓隔離病房壓力參數和換氣次數均達到要求。該方法在面對不同負壓值和不同面積病房時調試效率較高。

      3)系統自動化運行。在收治新型冠狀病毒肺炎患者后,負壓隔離病房需要長期處于穩定運行狀態,以保證隔離效果。GB50849—2014《傳染病醫院建筑設計規范》規定負壓隔離病房排風系統的過濾器宜設壓力檢測、報警裝置,病房內設置壓差傳感器[4]。在此基礎上,隔離病房需要配備新風、排風電動調節閥等執行裝置,利用數字化的自動控制系統對房間內新風和排風的風量差進行實時監測,并根據風量差的變化作出反饋調節,時刻維持整個病房區有序梯度壓差的穩定性。

      5結語

      新型冠狀病毒肺炎患者的收治和隔離是打贏疫情防控戰的關鍵,作為專用于收治呼吸道傳染病病人的場所,負壓隔離病房肩負著重大的責任。由于新型冠狀病毒氣溶膠傳播的可能性,通風空調必須保證要維持好負壓隔離病房的負壓值和負壓梯度分布,滿足病房的換氣次數需要,同時要做好負壓隔離病房動態隔離控制措施,采用主流區和定向氣流保護醫護人員,并利用緩沖室增強病房隔離效果。在空調系統長期運行中,利用自動化控制系統對新排風量差進行實時監測和反饋,維持整個病房區有序梯度壓差穩定性。負壓隔離病房通過降低室內新型冠狀病毒氣溶膠濃度,為患者的康復提供良好的空氣環境,同時防止封閉的病房環境中醫護人員長時間暴露于高濃度氣溶膠情況下出現經氣溶膠傳播的可能性,降低交叉感染的風險。

      參考文獻:

      [1]國家衛生健康委辦公廳,國家中醫藥管理局辦公室.關于印發新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第七版)的通知[EB/OL].(20200303)[20200408].http:∥www.nhc.gov.cn/yzygj/s7653p/202003/46c9294a7dfe4cef80dc7f5912eb1989.shtml

      [2]許鐘麟,張益昭,王清勤,等.隔離病房隔離效果的研究(1)[J].暖通空調,2006,36(3):19

      [3]許鐘麟,張益昭,王清勤,等.隔離病房隔離效果的研究(2)[J].暖通空調,2006,36(4):14

      [4]中國中元國際工程有限公司.傳染病醫院建筑設計規范:GB50849—2014[S].北京:中國計劃出版社,2014:26

      [5]江蘇蘇凈科技有限公司,天津市龍川凈化工程有限公司,中天道成潔凈技術有限公司,等.醫院負壓隔離病房環境控制要求:GB/T35428—2017[S].北京:中國標準出版社,2017:3

      作者:劉志堅☆劉海洋張沛雯

      作者:曹國慶陳紫光

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