三明負壓隔(gé)離病房高效過濾器
由於新冠病症前(qián)所未有,並且危害嚴重,因此在(zài)全世界迅(xùn)速擴(kuò)散後對人們(men)的健康造成很大危害。據世界衛生組織公布的統計數字表明,截至2003 年8 月7 日,全球累計SARS病(bìng)例(lì)共8422 例,涉及32 個國家和地區(qū),其中SARS 死亡人數919 人,病死率近11%。像(xiàng)SARS 這樣的突發性傳(chuán)染病不但給世(shì)界各國人民身心(xīn)帶(dài)來了(le)巨大的(de)傷害,而且也給我國造成(chéng)了上百億元的經濟損失,有必要(yào)引起重視,避免再次發疫情爆發之後,全國各地紛紛對病患者(zhě)采取了隔離、觀察和治療,在此過(guò)程中,就(jiù)有醫護人員、健(jiàn)康人(rén)群被感染成(chéng)為新的SARS 患者(zhě)。
我國潔淨技術起步於上世(shì)紀(jì)60 年代,1965 年,我國研製的帶波(bō)紋(wén)隔板的高效空氣過濾(lǜ)器通過鑒定,標誌(zhì)了我國潔淨技術正式起步。在近幾(jǐ)十(shí)年裏,我國(guó)頒發了若幹潔(jié)淨技術規範、醫藥行業規範,並根據技術發展,推出(chū)相關規(guī)範的新版本(běn)或者意見征求稿。近幾年我國對傳染疾病防治問題的十分重視,我國的潔(jié)淨病(bìng)房、隔離病房技術的發展十分迅速。
70 年代,我國試製成功潔淨室配套的淨化設備,淨化(huà)設備的(de)生產在國內形成了(le)初(chū)步的規模與布局,我國先後設計製造了多種型式的潔淨工作台(clean bench)、吹淋室、氣閘室、物(wù)料傳遞窗、餘壓閥等相(xiàng)關設備。
1979 年1 月我國出版了《空氣潔(jié)淨技術措施》,起到了規範與推動潔淨室技術發展的重要作用,為日後國家標準的製定奠定了基礎。
1984 年(nián)12 月我國頒發了《潔淨廠房設計規範》(GBJ73-84),2002 年(nián)又頒發了
修訂版(GB50073—2001)。
1989 年我國頒布了《綜合醫院建築設計規範》(JGJ 49-88)。
1990 年我國頒發了《潔淨室施工及驗(yàn)收規範(fàn)》(JGJ71-90)。
1994 年美國疾病預(yù)防和控(kòng)製中心(CDC)發布了《衛(wèi)生保健設施中防止(zhǐ)結核分支杆(gǎn)菌傳播指南》。
1997 年我國國家藥品監督管理局頒布了(le)《醫藥工業潔淨廠房設計規(guī)範》(GMP-97)。
1998 年(nián)我國國家藥品監督(dū)管理局頒布了《藥品生產質量管理規(guī)範》(GMP-98)。
2001 年我(wǒ)國修訂並頒布了《潔淨廠房設計規範》(GB 50073-2001)。
2002 年我國(guó)頒布了《醫院潔淨(jìng)手術部(bù)建築技術規範》(GB 50333-2002)。
2003 年協和醫院研製成功了“呼吸器整麵防護麵罩”、完成了“負壓層流淨化滅病毒裝置”和“負壓淨化病床”的(de)設計(jì)工作,向國家申報了“針(zhēn)對烈性呼吸性傳染病的(de)物理防護產品的研製和(hé)產業化”課題項目。
2004 年我國推出了《綜合醫院建築設計規範(2004 版征求意見(jiàn)稿)》。
2005 年我國推(tuī)出了《傳染病醫院建築設計規範(討論(lùn)稿)》。
2006 年8 月,我國出版了係統介紹隔離病房的專著《隔離病房設計原理(lǐ)》。
2006 年,美國生物安全專家(jiā)提出傳染病患(huàn)者看護單元(biocontainment patient care
unit)的概念,並整理和歸納設計要求[iii]。
2006 年12 月由中國建築(zhù)科學研究院空氣調節所、解放軍302醫院以及廣東申菱公司共14名(míng)科研人員組成的研究小(xiǎo)組進(jìn)行的“隔離病房隔離效果的研究”通(tōng)過了建設部科技發展促進中心組(zǔ)織的科技成果評估。該研究的成果有:提出了緩衝室隔離效果的表達式和設計要求,對傳染病隔離病房換氣合理次數進行實驗和模擬研究[1]。提出雙送(sòng)風口的模式,通過模擬、驗證明比(bǐ)單送(sòng)風口能夠改進氣流組織,降低醫護人員工作區域內細(xì)菌濃度[iv]。通過理論分析和實驗論證,溫差對汙染傳播有一定影響[v],高效過(guò)濾器濾菌效(xiào)率的實驗研究,說明循環利用回風也可以得到潔淨度高(gāo)的送風[8],為隔離病(bìng)房的節能降耗(hào)提供了依據。這一係(xì)列成果標誌著我國對傳(chuán)染隔離病房的設計已經形成了完(wán)備的理論。
1.3 主要內容、目的及研究方法
可見,為了在疫情爆發時期盡量控(kòng)製(zhì)疫(yì)情、避免擴散、減少損失,醫院傳染性隔離病房的隔離效果需要改善,相關的隔離措施(shī)值(zhí)得探討和研究(jiū)。患者被安置在獨立的傳(chuán)染(rǎn)性隔離病(bìng)房內(nèi),新風經過過(guò)濾處理後送到室內,排風經過過濾、消毒等淨處理,然後排(pái)到室外。
潔(jié)淨室(Cleanroom)傳染性隔離病房高(gāo)效空氣過濾器的作用
(非典型性(xìng)肺炎)疫情(qíng)
高效空氣過(guò)濾器,高效過濾器(qì),空(kōng)氣過濾器
爆發,該疾病在在(zài)2003 年2 月首次發現於中國廣東、香港以及越南的河內等地, 並迅速蔓延到世界27 個國家和地區。
2002 年底(dǐ)爆發的SARS 疫情,引起了我國對傳染性隔(gé)離病房的高度。如何提高傳染性隔離病房空調的隔離效果和如何改進傳染(rǎn)性隔離(lí)病房空調的設計。對於今後新建或改造的傳染(rǎn)病醫院具有重要的指(zhǐ)導意義。傳染隔離病房的空調通風設(shè)計中應(yīng)當滿足(zú)以下(xià)幾個要求:提(tí)供病患者舒(shū)適環境,提高汙(wū)染空氣的淨化效果(guǒ),保護醫護人員不(bú)受感染,避免形成渦流(liú)及換(huàn)氣死角,兼(jiān)顧節能的環保(bǎo)要求。基於以上(shàng)原則,筆者對傳染隔(gé)離病房設計進(jìn)行了探(tàn)討,說明了傳染性隔(gé)離病房空調通風設(shè)計的任務(wù)和辦法。設(shè)計中應注意的事項包括:為防止病(bìng)菌(jun1)逸出,傳染隔
離病房(fáng)應有良好(hǎo)的隔離措(cuò)施,如保持室內外壓力梯度(負壓控製)、設置(zhì)緩衝室;
同時應改善氣流(liú)組織、提高換氣次數、考慮局部排風的設計,降低(dī)室內的汙染物濃度,保證醫護人員工作區(qū)空氣(qì)清潔度,降(jiàng)低醫護人員感染風險。計算流體力(lì)學使用計(jì)算機輔助(zhù)計算,是計算(suàn)機技術的發展和應用,數(shù)值模擬分析,有助於(yú)迅速得到結論(lùn),能減(jiǎn)少(shǎo)實(shí)驗費用和(hé)投入,為設計和施工提供參考。
參考國內外文獻和(hé)相關理(lǐ)論,筆者對采用(yòng)兩個送風(fēng)口時,送風口和(hé)排(pái)風口的不(bú)同組合的幾種方(fāng)案進行討論,利用Fluent 軟件進行數值模擬研究。首先建立一個隔離(lí)病房的(de)模型,然後模擬送風口、排風口設在不同位置時的空調通風情況,分析醫(yī)護人員工作區內的汙染物濃度、風速、溫度分布,通過比較,得出最佳的(de)通風方(fāng)案。 傳染性隔離病房(fáng)屬於潔淨室(shì)(Cleanroom)的一種,為了治療傳染病患者、防止疾(jí)病擴散,及防止不同病患(huàn)者間相互感染,它應具有如下三種功能(néng)
(1)為傳染病患者提供(gòng)良(liáng)好的室內環境;
(2)保(bǎo)證室內汙染空氣不會逸出到室外;
(3)減少醫護人員感染上傳染病的風險。
可見,隔離病房的設計、建造和使用應盡可能減少引入、產生和滯留粒(lì)子等,減少滲出汙染有利於防止病菌擴散(sàn)到室外的潔(jié)淨環境中。潔淨空調的設計,不但(dàn)要有(yǒu)效排除病房內產生的汙染空氣,而且要有效阻止(zhǐ)室內的(de)汙染物逸出到室外。保證空調的良好效果,提高清除汙染空氣的(de)效(xiào)率,防止汙染(rǎn)物逸出(chū)到病房外(wài),保(bǎo)持醫護人員工作區空氣的清潔度,都(dōu)是傳染性隔(gé)離(lí)病房空調通風設計中需要考慮的問題。
綜合以上幾點要求,筆者對傳(chuán)染隔離病房空調通風(fēng)進行(háng)探討,以期達改善空調通風效果的目的。
1.2 國內外的研究現狀(zhuàng)
根據潔淨室(區)的定義,潔淨室(區)指空氣懸浮粒子(zǐ)濃度、含菌濃度受(shòu)控的房間(空間)[i]。傳染性隔離病房的空調通風需要控製含菌濃度和防止細菌逸出,屬(shǔ)於潔淨室的範疇。18 世紀60 年代的歐洲(zhōu)醫(yī)學率先有了潔淨室的概念,當時對潔淨室(cleanroom)的理解限於經噴灑(sǎ)消毒後可以控製(zhì)創部感(gǎn)染(rǎn)率的處理(lǐ)室、手術(shù)室這類滅菌處理的工作環境,這也是最初的潔淨病房。
二戰期間,美國軍工(gōng)產業中產品返工率、返修(xiū)率居高不下,軍方(fāng)和廠商(shāng)研究得出了生產環境清潔度(dù)不高的(de)原(yuán)因。
1951 年,美國研(yán)製(zhì)出了高效空氣過濾器(HighEfficiency Particulate AirFilter)應用於(yú)生(shēng)產車間的送風(fēng)過濾,具有現代意義的(de)潔淨(jìng)室(shì)由此真正誕生了。
1961 年(nián)美國提出(chū)了層流(laminar flow)(現正名為單向流(unidirectional flow))的潔淨空氣流組織方案,並應用(yòng)於實際工程,層流(單向流)潔淨室誕生了(le)。同年美國空(kōng)軍製訂、頒發了世界上第一個潔淨室標準《潔淨室與潔淨工作台的設計與運轉特性標準》。
1963 年美國頒布了潔淨室第一個軍用部分的聯邦標準209。至此形成(chéng)了(le)完善的潔淨室技(jì)術雛形。
1967 年美國又頒布了(le)美國航空宇宙局標準,通常稱為生物潔淨室(shì)標(biāo)準。
1965 年前,多用於航空工業,1968 年起開始應用於部分醫院,並在各種行業推廣,軍工、電(diàn)子、光學、微型(xíng)軸承、微型電機、感光膠片、超純化(huà)學試劑等行業均有應用,對當時科學技術和工業發展(zhǎn)起了(le)很大的(de)促進作用。
70 年代初(chū)潔淨室(shì)的建設重點開始轉向醫療、製(zhì)藥(yào)、食品及生化等行業。除美國而外(wài),其它工業先進國家,日本、德國、英國、法國、瑞士、前蘇(sū)聯、荷蘭等也都十分重視和大力發展了潔淨技(jì)術。
20 世紀80 年代以後,美國和日本分別(bié)研製成功過濾對象為0.1μm,捕集效率達99.99%的新型超高效過濾(lǜ)器。最終建成0.1μm 10 級和0.1μm 1 級的超高級別
淨室,它使潔淨技術的發展又進入一個新時期。1966 年美國新墨西哥州建成了世界上第一個垂直單向流的生(shēng)物潔淨技術室(Biological Clean Operating Room)。同(tóng)年又在美國明蘇達大(dà)學建成了世界上(shàng)第一個水平層流(liú)的無菌室。1967 年美國德州的M.D.安德(dé)遜病院建成了世界(jiè)上最(zuì)早的生物(wù)潔淨白血病室。1964 年美國食品藥品管理局(FDA)開始實施《醫藥品(pǐn)的製造和質量管理規範》(Good Manufacturing Practice),為確保藥品的安全(quán)性、有效(xiào)性提供了(le)規範。1969 年世界衛生組織(zhī)(WH0)頒布了GMP,規定了為保證藥品無菌生產,對生產環境和用水質量的要求