許昌負壓(yā)隔(gé)離病房高效過濾器
由於新冠病症前所未有,並且危害(hài)嚴重(chóng),因此在全世(shì)界迅(xùn)速擴散後對人們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(yuè)7 日,全球累計SARS病(bìng)例共8422 例,涉及32 個國家和地區,其中SARS 死亡人(rén)數919 人,病死率近11%。像(xiàng)SARS 這樣的突發性傳染病不但給世界各國人民身心帶(dài)來了巨大的傷害,而(ér)且也給我國造成了上百億元的經濟(jì)損失,有必要引起(qǐ)重視,避免再次發(fā)疫情爆發(fā)之後,全國各地紛(fēn)紛對病患者采取了隔離、觀察和治療,在此過程中,就有醫護人員、健康人群被感染成為新(xīn)的SARS 患者。
我國潔淨技術起步於上世紀60 年代,1965 年,我國研製的帶波紋隔板的高效空氣過濾器通(tōng)過鑒定,標誌了我國潔淨技(jì)術正式起步。在近幾十年裏,我(wǒ)國頒發了若幹(gàn)潔淨技術(shù)規範、醫藥行業(yè)規範,並(bìng)根據技術(shù)發展,推出相關(guān)規範的新版本或者意見征求(qiú)稿。近幾年我國對傳(chuán)染疾(jí)病防治問題(tí)的十分重視,我國的潔淨病房、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(jìng)化設備的生產在國內形成了初步的規模與布局,我國先(xiān)後設計製造了(le)多種型(xíng)式的潔淨工作台(clean bench)、吹淋室、氣(qì)閘(zhá)室、物料傳遞窗、餘(yú)壓閥等相關(guān)設備。
1979 年1 月我國出版了《空氣潔淨技術措施》,起到了規(guī)範與推動潔淨室技術發展的重要作用,為日後(hòu)國家標準的製定奠定了基礎。
1984 年12 月我(wǒ)國頒發了《潔(jié)淨廠房設計(jì)規範》(GBJ73-84),2002 年又頒發了
修訂版(GB50073—2001)。
1989 年我國頒布了《綜合醫院建(jiàn)築設計規範》(JGJ 49-88)。
1990 年我國頒發了《潔淨室施工及驗收規範》(JGJ71-90)。
1994 年美國疾病預防和控製中心(CDC)發布了《衛生保(bǎo)健設施中防止結核分支杆(gǎn)菌(jun1)傳播指南》。
1997 年我國國家(jiā)藥品監督管理局頒布了《醫藥工(gōng)業潔淨廠房設計規範》(GMP-97)。
1998 年我國(guó)國(guó)家藥品(pǐn)監督(dū)管理(lǐ)局頒(bān)布了《藥品生(shēng)產質量管理規範》(GMP-98)。
2001 年我國修訂並頒布了《潔淨廠房設計規範》(GB 50073-2001)。
2002 年我國頒布了《醫(yī)院潔淨手術部建築技術規範》(GB 50333-2002)。
2003 年協和醫院研製成功了“呼(hū)吸(xī)器整(zhěng)麵(miàn)防護麵罩”、完成了“負壓層流淨化滅病毒裝置”和“負壓淨(jìng)化病床”的設計工作,向國家申報了“針對烈(liè)性呼吸性傳染病的(de)物理防護產品的研製和產業化”課題項目。
2004 年我國推出了(le)《綜合醫院(yuàn)建築設計規範(2004 版征求意見稿)》。
2005 年我國推出了《傳染病醫院建築設計規範(討論稿)》。
2006 年8 月,我國出(chū)版了係統介紹(shào)隔離病房的專(zhuān)著《隔離病房設計原理》。
2006 年,美國生物安全(quán)專家提出傳染病患者看護單元(biocontainment patient care
unit)的概念,並整理和(hé)歸(guī)納設計(jì)要求[iii]。
2006 年12 月由中(zhōng)國(guó)建築科學研究(jiū)院空氣(qì)調節(jiē)所、解放軍302醫院以及廣東申菱公司(sī)共14名科研人員組成的研究小組進行的“隔離病房隔離效果的研究(jiū)”通過了建設部科技發展促進中心組(zǔ)織(zhī)的科技(jì)成果評估。該(gāi)研(yán)究的成果有(yǒu):提出了緩衝室隔離效果的表達式和設計要求,對傳染病隔(gé)離病房換氣(qì)合理(lǐ)次數進行實驗和模擬研究[1]。提出雙送風口的模式,通過模擬、驗證明比單送風口能夠改進氣流組織(zhī),降低(dī)醫護人員工作區域內細菌濃度[iv]。通過理論分析和實驗(yàn)論證,溫差對(duì)汙染傳播有一定影響[v],高效過濾器濾(lǜ)菌效(xiào)率的實驗研(yán)究,說明循環利用回(huí)風也可以得到潔淨度高的送(sòng)風[8],為隔離病房(fáng)的節能降耗提供了依據。這一(yī)係(xì)列成果標誌著我國對傳染(rǎn)隔離病房的設(shè)計已經(jīng)形(xíng)成了完備的理論。
1.3 主要內容(róng)、目的(de)及研究方法
可見,為(wéi)了在疫(yì)情爆發時期盡(jìn)量控製疫情(qíng)、避免擴散、減少損失,醫院傳染性(xìng)隔離病房的隔離(lí)效果需要改善,相關(guān)的隔離措施值得探(tàn)討和研究。患者被安置(zhì)在獨立的傳染(rǎn)性隔離病(bìng)房內,新風經過過濾處理(lǐ)後送到室內,排風(fēng)經過(guò)過濾、消毒等淨處理,然後排到室外(wài)。
潔淨室(Cleanroom)傳染性隔離病房(fáng)高效空氣過濾器的作用
(非典型性肺炎)疫情
高效空氣過濾器,高效過濾(lǜ)器(qì),空氣過濾(lǜ)器
爆發,該疾病在在2003 年2 月首次發現於中國廣東、香(xiāng)港以及(jí)越南的河內等地, 並迅速蔓延到世界27 個國家和地區。
2002 年(nián)底爆發的SARS 疫情,引起了我國對傳染性隔離病房的高度。如何提高傳染性隔離病房空調的隔離效果和如(rú)何改進(jìn)傳染性隔(gé)離病房空調的設計。對於今後新建或改造的傳染(rǎn)病醫院具(jù)有重要的指導意(yì)義。傳染隔離病房的空調通風設計中(zhōng)應當滿足以下(xià)幾個要求:提供病(bìng)患者舒適環境,提高汙染空氣的淨化效果,保護醫(yī)護人員不受感(gǎn)染,避(bì)免形成渦流及換氣死(sǐ)角,兼顧節能的(de)環保要求。基於以上原則(zé),筆(bǐ)者對傳染隔離病房設計進行了探(tàn)討,說明了傳染性(xìng)隔離病房空調通風設計的任務和辦法。設計(jì)中(zhōng)應注意的事項包括:為防(fáng)止病菌逸出,傳染隔
離病房應有良好的隔離(lí)措施,如保持室內(nèi)外壓力梯度(負壓控製)、設置(zhì)緩衝室;
同時(shí)應改善氣流組織、提(tí)高換氣次(cì)數、考慮局部排風的設計,降低室內的汙染物濃度,保證醫護人員工作區空氣(qì)清潔度,降低醫護(hù)人員感染風險(xiǎn)。計算流體力學使用計(jì)算機輔助計算,是計算機技術的發展和應用,數值模擬分析,有助於迅速得到結論,能減少實驗費用和投入,為(wéi)設計和施工提(tí)供參考。
參考國內外文(wén)獻和相關理論(lùn),筆者對采用兩個送風口時,送風(fēng)口和排風口(kǒu)的不同組合(hé)的幾種方案進行討論,利用Fluent 軟(ruǎn)件進行數值模擬研究。首先建立一個隔離病房的模型,然後模擬送風口、排風口設在不同位置時的(de)空調通風情況,分析醫護人員工作區內的汙(wū)染物濃度、風速、溫度分布,通(tōng)過比較,得出最佳的通(tōng)風方案。 傳染性隔離病房屬於潔淨室(Cleanroom)的一種,為(wéi)了治療傳染病患者、防(fáng)止(zhǐ)疾病擴散,及防止不同病患者間相互感染,它應具有(yǒu)如下三種功能
(1)為傳染病患者提供良好的室內環境(jìng);
(2)保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(bìng)的風險。
可見,隔離(lí)病房的設計、建造(zào)和使用應盡可能減少引入、產生和滯留粒(lì)子(zǐ)等,減少滲(shèn)出汙(wū)染有利於防止(zhǐ)病(bìng)菌擴散到室外的(de)潔淨(jìng)環(huán)境中。潔(jié)淨空調的設計,不但要(yào)有(yǒu)效排除病房內產生的汙染空(kōng)氣,而且要有效(xiào)阻止室內的汙染物逸出到室(shì)外(wài)。保證空調的良好效果,提高清(qīng)除汙染空氣的效率,防止汙染(rǎn)物逸出到病房外,保持醫護人員工作區空氣的清潔度,都(dōu)是傳染性隔離病房(fáng)空調通(tōng)風設計中(zhōng)需要考慮的問題。
綜合以上(shàng)幾(jǐ)點要求,筆者對傳染隔離病房空(kōng)調通風(fēng)進(jìn)行探討,以期達改善空調通風效果的目的(de)。
1.2 國內外的研究現狀
根(gēn)據潔淨室(區)的定義,潔淨室(區)指空氣懸浮粒子濃度、含菌(jun1)濃度(dù)受(shòu)控的(de)房間(空間(jiān))[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(yì)出,屬於潔淨室的範疇。18 世紀60 年代的(de)歐洲(zhōu)醫學率先有了(le)潔淨室的概念,當時(shí)對潔淨室(cleanroom)的(de)理解限於經(jīng)噴灑消毒後(hòu)可以控製(zhì)創部感染率的處理(lǐ)室、手術室這類滅菌處理的工作環境(jìng),這也是最初的潔淨(jìng)病房。
二戰期間,美國軍工產業中(zhōng)產品返工率、返修率居高(gāo)不下,軍方和廠商研究得出了生產環境清潔度不高的原因。
1951 年,美國(guó)研製出了高效空氣過濾器(HighEfficiency Particulate AirFilter)應用於(yú)生產車(chē)間的送風(fēng)過(guò)濾,具有現代意義的潔淨室由此真正誕生了。
1961 年美國提(tí)出了層流(laminar flow)(現正名為(wéi)單(dān)向流(liú)(unidirectional flow))的潔淨空氣流組織方案,並應用於實際工程,層流(單向流)潔淨室誕生了。同年美國空軍製訂、頒發了世界上(shàng)第一個潔淨室(shì)標準《潔淨室與(yǔ)潔淨工作台的設(shè)計與運(yùn)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(zhì)此形成(chéng)了完善的潔淨室技術雛形。
1967 年美國又頒(bān)布了(le)美國航空宇宙局標準,通常稱為(wéi)生物潔淨室標準。
1965 年前,多用於航空工業,1968 年起開始應用於(yú)部分醫院,並在各種行業推廣,軍工、電(diàn)子、光學、微型軸(zhóu)承、微型電機、感光膠片、超純化學試劑等行業(yè)均有應用,對當時科學(xué)技術和工業(yè)發展(zhǎn)起了很(hěn)大的促進作用(yòng)。
70 年(nián)代初潔淨室的建(jiàn)設重點開始轉向(xiàng)醫療、製藥、食品及生化等行業。除美國而外,其它工業先進國家,日本、德國、英國、法國、瑞士、前蘇聯、荷蘭(lán)等也都十分重視和(hé)大力發展了潔淨技術。
20 世紀80 年代以後,美國和(hé)日本分別研製成功過濾對象為0.1μm,捕集效率達99.99%的新型超高效過濾器。最終建成(chéng)0.1μm 10 級和0.1μm 1 級(jí)的超高級別
淨室,它使潔淨(jìng)技術的發展又進入一(yī)個新時期(qī)。1966 年美國新墨西哥州建成了世界上第一個垂直(zhí)單向流的生物潔淨技術室(shì)(Biological Clean Operating Room)。同年又在美國明蘇達大學建成了世界上第一個水平層流的無菌室(shì)。1967 年美國德州的M.D.安德遜病(bìng)院建成了世(shì)界上最早的生(shēng)物潔淨白血病室。1964 年美國(guó)食(shí)品藥品管理局(FDA)開始實施《醫藥品的製造和(hé)質量管理規(guī)範》(Good Manufacturing Practice),為確(què)保藥品的安全性、有效性提供了規範(fàn)。1969 年世界衛生組(zǔ)織(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