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武汉火神山医院暖通设计与总结

作者:雷建平来源:中信设计院上传时间:2020-02-28

内容摘要:武汉火神山医院总建筑面积33100m2,总床位数1000床(其中ICU中心床位数为30床);由1号楼与2号楼组成。室外氧气站房、负压吸引机房、垃圾暂存间、尸体暂存间、太平间及及焚烧炉设于场地东南角...


   

       一 项目概况
 

       武汉火神山医院总建筑面积33100m2,总床位数1000床(其中ICU中心床位数为30床);由1号楼与2号楼组成。
 

       1号楼为单层建筑,由9个单层的护理单元、医技楼及ICU中心组成,每个护理单元设24间病房。病房楼为集装箱结构,中心区域为防护区,分为清洁走廊(清洁区)与护士走廊(潜在污染区);指廊区域为病房区,分为医护走廊(半污染区)、病房(污染区)与病人走廊(半污染区)3个区。
 

       1号楼内的医技楼设1间标准Ⅲ级手术室、负压检验室与3间CT室。ICU中心设于1号楼与2号楼之间。医技楼与ICU中心为钢结构板房。
 

       2号楼为两层建筑,分4个组团,由8个护理单元组成,每个护理单元设24间病房。其清洁走廊与护士走廊的配置模式与1号楼相同,只不过为单边配置;病房区的配置模式与1号楼相同。
 

       室外氧气站房、负压吸引机房、垃圾暂存间、尸体暂存间、太平间及及焚烧炉设于场地东南角。
 

     
     

 
       二 主要设计依据及原则
 
 
       1、本项目为临时应急型传染病医疗建筑,主要执行的规范为:
 

       《传染病医院建筑设计规范》GB 50849-2014
 

       《医院负压隔离病房环境控制要求》GB/T 35428-2017
 

       《综合医院建筑设计规范》GB 50139-2014
 

       20202实施的规范:
 

       《呼吸类临时传染病医院设计导则(试行)》(湖北省住建厅)
 

       《临时特殊场所卫生防护要求》(国家卫健委疾控局)
 

       《新型冠状病毒感染的肺炎传染病应急医疗设施设计标准》(中国工程建设标准化协会)
 

       《方舱医院设计和改建的有关技术要求》
 

       《传染病应急医院(呼吸类)建设技术导则(试行)》(浙江省住建厅)
 

       2、设计的重点及优先级如下:
 

       保证各功能区之间的压力关系正常,防止交叉污染;关于交叉感染,因本医院收治的是同一类病人,将医患之间的交叉放在首位,“患患”之间的交叉通过细化分区实现。
 

       压力梯度:其优先级是首先保“质”(关系要对),其次保“量”(压差数值要基本符合规范要求)。
 

       污染物集中高空排放,集中排风应经过粗、中、高效三级过滤。
 

       要综合考虑系统的可快速建设性、设备的可得性、可维护性及操作的低风险性;不能设计出一个不可实施,难以维护的系统。
 

       室内温度要基本达到标准规范要求。
 

       防排烟系统按被动技术考虑,采用自然排烟;对于内走廊(一般为医护工作区、病人不可到达),借用消防避难走廊的模式,采用正压送风(由直流新风系统兼用)。同时提出管理上的建议与要求:如明确标识所有可手动开启的外窗、配置适当数量的安全锤,便于破窗排烟。
 

       因本项目的特殊性,采用了新风电加热、围护结构保温(集装箱体传热系数约为1.0W/(m2•K)、但地面架空层,保温性能较差)等不能完全满足节能标准方面的要求。
 

       项目要求在6天内实施完成,建设工期超短,且处于春节长假期间,施工单位能采买到哪类设备和材料,哪些设备的材料是必须要采买到的,哪些是不可能在短时间内买到的,这其实在很大程度上左右了技术选择的方向,两个医院在建设过程表明本项目最难采买到的是高效过滤风口、定风量阀及电动控制阀门。
 

       3、工作开展思路
 

       角色转换:
 

       使用者:要建成,基本要求要达到!
 

       施工者:要快速,可实施,可使用!
 

       调试者:没有时间调!
 

       医院人员:安全!
 

       维护者:简单、安全!
 

       设计人:这些全是我要处理的,他们=我们!
 

       思想与行为:
 

       这不仅是应急项目,更是一场战争;为了上述目标,可以适当灵活应用规范,广泛听取业内专家意见。
 

       团队:明确分工、线上线下同步;预备役随时待命!
 

       三、暖通专业设计设计要点
 

       1、负压病房
 
     

     

 
       2、过滤器及院区大气流
 
     

     

 
       3、卫生通过
 
     

     


 
       4、清洁区与潜在污染区
 

 
       5、空调
 

 
       6、协同施工(密闭性与可靠性)
 
     

     

 
       四、病房楼通风系统设计综述
 

 
        1、典型传染病房压力梯度要求
 

 
       上图为《医院负压隔离病房环境控制要求》GB/T35428-2017中的标准模式,与此相比,武汉火神山医院在清洁区与潜在污染区之间另设了一个“潜在污染区”,也就是护士走廊,形成了4廊:清洁走廊、护士走廊、医护走廊、病人走廊(污染走廊);3区:清洁工作区、医护办公区(穿隔离服)、病房工作区(穿隔离服与隔离衣)。
 

       特别说明,本医院医生进出病房区域的"卫生通过"为同一个口部,与很多主流“进出分设”做法不一致。
 

       2、病房通风
 

       通过与管理方几轮讨论和调整,在满足危重症病人、重症病人救治和考虑设备的可采购性、系统的可维护性情况下,火神山医院的病房分为三类:
 

       30床的ICU病房,严格按国家相关规范执行
 

       48间标准负压隔离病房
 

       
分区负压隔离病房。
 
     

     

     

     

       五、医用气体
 

       1、设氧气与负压吸收两类医用气体,各按一个集中的站房设计。
 

       2、每床均按用呼吸机,氧气流量为90L/min,按100%满负荷计算流量为4666m3/h;设8台单罐为10m3的卧式液氧罐(为市面上能找到的液氧罐,并满足基地基础的承重要求),总计80 m3,罐体设计承压为1.0MPa;单罐运行质量为18t(空罐质量6.3t),80 m3的液氧可供整个医院满负荷使用约12h,液氧的补给由槽车完成。
 

       3、整个湖北省氧气需求量极大,氧气厂槽车补给压力巨大,大的储罐可缓解部分压力(老旧医院加罐体难度更大)。
 

       4、液氧站设2台气化器,一用一备,单台气化器额定流量为5000m3/h,设备质量5.6t,工作工况质量约为20t,平面尺寸3.1m×3.4m,高约8.7m,基础设计至关重要。
 

       5、液氧站内罐体及气化器的基础设计相当关键,因液氧站所在位置为鱼塘回填区域。
 

       6、负压吸引系统设12个真空罐与12台爪式真空泵组成4套系统,2用2备,单泵功率7.5kW,尾气经粗中高三级过滤,并由真空泵产生200℃的高温杀菌后排入大气。
 
     

 
       六、空调与防排烟系统
 

       1、因本项目为临时建筑,层高极低且建设工期短,通风与防排烟系统以自然排烟为主,无法采用机械排烟。
 

       2、清洁走廊、护士走廊与医护走廊单位面积的送风量在18~30 m3/(m2• h)之间,与现行防排烟规范中对避难走道要求30 m3/(m2• h)正压送风量接近;可以将各走道的新风系统作为加压送风系统,起到防烟的作用。
 

       3、病人走廊为外走廊,可利用外窗开启自然排烟。
 

       4、在管理上建议明确标识所有可手动开启的外窗(有些外窗因管理需要,已经封为固定窗),并配置适当数量的安全锤,便于破窗排烟。
 

 
       七、控制
 

       1、ICU及手术室严格按相应规范规程设计自动控制系统。
 

       2、风机开机顺序:病房排风机→半洁净区(医护走廊)的送风机→清洁区送风机→病房送风机。关机顺序与开机顺序相反。
 

       3、病房排风机与送风机联锁:病房排风机开启后方能开启病房送风机(电路联锁);病房排风机停机后触发声光报警装置,并停止病房送风机。
 

       4、病房主排风机设置过滤网压差在线检测,超压时联锁启动声光报警装置。
 

       5、控制医疗护理单元内压差梯度关系(负绝对压差数值):病房及其卫生间< 缓冲间 < 医护走道(气流压差渗透起点);各不同压力环境分隔处(高压侧)设具备超压报警功能或接口的机械式压力表。
 

       6、医患接触的“前线”区域——医护走廊内不设排风系统,杜绝误操作形成压差反向事故(目前测试表明,医护走廊与病房之间的压差关系最为清晰)。
 

       7、系统调试及运行时,视清洁区与护士走廊内集装箱体的密闭性,确定是否开启相应区域的排风机。
 

       8、卫生通过区域为“清区“与”污区“的最重要防线,设计上采用了多台风机,通过开关的模式调节相应的压差关系。
 

       9、为减少风系统平衡调试,同一个风管系统中尽量让所有病房支风管等长,实现自然平衡。
 

       10、送风电加热器采用三档手动调节。
 

       八、施工要点
 

     

 
       九、总结与优化
 

       1、医护走廊的送风宜设备用系统为好,或为病房的送风系统可切换到给医护走廊送风创造条件,这样确保“最前线“的安全。
 

       2、病房排风可设一个于床头,这样可较大减少风管的工程量,管线交叉作业也少,可加快施工进度。
 

       3、为降低噪声,也为便于自然平衡,加大了主风管的规格,增加风管的工程量,主风管增加的度值得研究。
 

       4、投入运行之后,现场反馈各区域压力梯度方向正确,压力差值处在非常合理范围,证明各区域送、排风量选取是对的,医护走廊不做排风是正确的。
 

       5、氧气储罐的容量值得研究。

     

     




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