益(yì)陽負壓(yā)隔離(lí)病房高效過濾器
由於新冠病症前所未有,並且危(wēi)害嚴重,因此在全世界迅(xùn)速擴散後對人們的健康造成很大危害。據世界衛生組(zǔ)織公布的統計數字表明,截至2003 年8 月7 日,全球(qiú)累計SARS病例共8422 例,涉及32 個國家和地(dì)區,其中SARS 死亡人數919 人(rén),病死率近11%。像SARS 這樣的突發性傳染病不但給世界各國人民身心帶來了(le)巨大的傷害,而且也給我國造成了上百億元的經(jīng)濟損失,有必要引起重(chóng)視,避免再次發疫情爆發之(zhī)後,全國各(gè)地紛紛對病患者采取了隔離、觀察和治療,在此過程中,就有(yǒu)醫護人員、健康人群被感染成為新的SARS 患者。
我國潔淨技術起(qǐ)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過鑒定,標誌了我(wǒ)國潔淨技術正式起步。在近幾十年裏,我國頒發了若幹潔淨技(jì)術規範、醫藥行業規(guī)範,並根據技術發展,推出相關規範的新版本或者意見征(zhēng)求稿。近幾年我國(guó)對傳染疾病防治(zhì)問題的十(shí)分重視,我國的潔淨病房、隔離病房技術(shù)的發展(zhǎn)十分迅速(sù)。
70 年代,我國試製成功潔淨室配套的(de)淨化設備,淨化設備的(de)生產在國內形成了初(chū)步的(de)規模與布局,我國(guó)先(xiān)後設計製造了多(duō)種型式的潔淨工作台(clean bench)、吹淋室、氣閘室、物料(liào)傳遞窗、餘壓閥等相關設備。
1979 年1 月我國(guó)出(chū)版了《空氣潔淨技術(shù)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(hòu)國(guó)家標準的製定奠定了基礎。
1984 年12 月我國頒發了《潔淨廠房設計規(guī)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(fā)布(bù)了《衛生保(bǎo)健設施中防止結核分支杆(gǎn)菌傳播指南》。
1997 年我國國家藥品監督管理局頒布了《醫(yī)藥工業潔淨廠房設計規範》(GMP-97)。
1998 年我國國家藥品監督管理局頒布了《藥品生產質量管理規範》(GMP-98)。
2001 年我國修訂並頒布了《潔淨廠(chǎng)房設計規範》(GB 50073-2001)。
2002 年我國頒布了《醫院潔淨手術部建築技術規範》(GB 50333-2002)。
2003 年協和醫(yī)院研製(zhì)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(zhì)”和“負(fù)壓淨化病床”的設計工(gōng)作,向國家申報了“針對烈性呼吸性傳染病的物理防護產品(pǐn)的(de)研製和產業(yè)化”課題項目。
2004 年我國推出了《綜(zōng)合醫院建築(zhù)設計規範(2004 版征求意見稿)》。
2005 年我(wǒ)國推出了《傳染病醫院建築設計規範(討論稿)》。
2006 年8 月,我國出版了係統介紹隔離病房的專著《隔離病(bìng)房設計原(yuán)理》。
2006 年,美國生物安全專家提出傳染病患者(zhě)看護單元(biocontainment patient care
unit)的概(gài)念,並整理和歸納(nà)設計要求[iii]。
2006 年12 月由中國建(jiàn)築科學研究(jiū)院空氣調節所、解放軍302醫院以及(jí)廣東申菱公司(sī)共14名科研人員組成的研究小組進行的(de)“隔離病房隔離效(xiào)果的研(yán)究”通過了(le)建(jiàn)設部科技發展促進(jìn)中心組織的科技成果評估(gū)。該研究的成果有(yǒu):提出了緩衝室隔離(lí)效果的表達式和設計要求,對(duì)傳染(rǎn)病隔(gé)離病房換氣(qì)合理次數進行實驗和模擬研究[1]。提(tí)出雙送風口的模式,通過模擬、驗證明比(bǐ)單送風口能夠改進氣流組織,降低醫護人員工作區域內(nèi)細菌(jun1)濃度[iv]。通過理論分析和實驗(yàn)論證,溫差對汙染傳播有一定影(yǐng)響[v],高效(xiào)過濾器濾菌效率的實驗研究,說明循環利用回風也可以得到潔淨度高的(de)送風[8],為隔離病房的節能降耗提(tí)供了(le)依據。這一係列成果標誌著(zhe)我國對傳染隔離病房的設計已經形成了完備的理論。
1.3 主要內容、目的及研究(jiū)方法
可見,為了在疫情爆發時期盡量控製疫情、避免擴散、減(jiǎn)少損失,醫院傳染性隔離病房的隔離效果需要改善,相關的隔離措施值得探討和研究。患者被安(ān)置在獨立的傳染性隔離病房內,新風經過過濾處理後送到室內,排風經過過濾、消毒(dú)等淨處理,然後排到室外。
潔淨室(Cleanroom)傳染性隔離病房高效空氣過(guò)濾器的(de)作用
(非典型性肺炎)疫(yì)情
高(gāo)效空氣過濾器,高效過濾器,空氣過濾器
爆發,該(gāi)疾病在在2003 年2 月(yuè)首(shǒu)次發(fā)現(xiàn)於中國廣東、香港以及(jí)越南的河(hé)內(nèi)等地, 並(bìng)迅速蔓延到世界27 個國家和地區。
2002 年底爆發的SARS 疫情,引起了我國對傳染性隔離病房的高度。如何(hé)提高傳染性隔離病房空調的隔離效果和如何改進傳染性隔離病房(fáng)空調的設(shè)計。對於今後新建或改造的(de)傳染病醫院具有重要的(de)指導意義(yì)。傳染隔離病房的空調通風設計中應當滿足以下幾個要求:提供病(bìng)患者舒適環境,提高汙染(rǎn)空氣的淨化效果,保護醫護人員不受感染,避(bì)免形成渦流(liú)及換氣死角,兼顧節能的環保要求。基於以上原則,筆者對傳染隔離病房設計進行了(le)探討,說明了傳染性(xìng)隔離病房空調通風設計的任務和辦法。設計中(zhōng)應注意的事項包括(kuò):為防止病菌逸出,傳染隔
離病房應(yīng)有良好的隔離(lí)措施,如保持室內外壓(yā)力梯度(負壓控(kòng)製)、設置緩衝室;
同時應改善氣流組織、提高換氣次數、考慮局部排風的設計,降低室內的汙染物濃度,保證(zhèng)醫護人員工作區空氣清潔度,降低醫護(hù)人員感染風險。計算流體力學使用計算機(jī)輔助計算,是計算機(jī)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,為設計和(hé)施工提供參考。
參考國內外文獻和相關(guān)理論,筆者對(duì)采用兩個送風口時,送風口和排風口的不同組合的幾種方案進行討論,利用Fluent 軟件進行數值模擬研究。首先建立一個隔離(lí)病房的模型,然後模擬送(sòng)風口(kǒu)、排風口設在不同位置時的空調通風情況,分析醫護人(rén)員工作區內的汙染物濃度、風速(sù)、溫度分布,通過(guò)比較,得出最佳的通風方(fāng)案。 傳染性隔離(lí)病房屬(shǔ)於潔淨室(Cleanroom)的一種,為了治療傳染病患者、防(fáng)止疾病擴散,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;
(2)保證室內汙染空氣不會逸出到室外;
(3)減少醫護人員(yuán)感染上傳染病的風險。
可(kě)見,隔離病房的設計、建造和使用應盡可能(néng)減少引(yǐn)入、產生和滯留粒子(zǐ)等,減少滲出(chū)汙(wū)染有利於防止病菌擴散到室外的潔淨環境中。潔淨空調的設計,不但要有效排除病(bìng)房內產(chǎn)生的汙(wū)染空氣,而且要有效阻(zǔ)止室內的汙染物逸出到室外。保證空調的(de)良好效果,提高清除(chú)汙染空氣的效率,防止汙染物逸出到病房外,保持醫護人員工作區空氣的清(qīng)潔度,都是傳(chuán)染性隔離(lí)病房空調(diào)通風設計中需要(yào)考慮的(de)問題。
綜合以上幾點要求(qiú),筆者對傳染隔離(lí)病房空調通風進行探討(tǎo),以期(qī)達改善空(kōng)調通風效果(guǒ)的目(mù)的。
1.2 國內外的研究現狀
根據潔淨(jìng)室(區)的(de)定義,潔淨室(區)指空(kōng)氣懸浮粒子濃度、含菌濃度受控的房間(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(jun1)逸出,屬於潔淨室的範疇。18 世紀60 年代的歐洲醫學率先有了潔淨室的概念(niàn),當時對潔淨室(cleanroom)的理解限於經噴灑消毒後可以控(kòng)製(zhì)創(chuàng)部感染率的處(chù)理室、手術室這(zhè)類滅菌處(chù)理的工作(zuò)環境,這也是最初的潔淨病房。
二戰(zhàn)期間,美國軍(jun1)工產業(yè)中產品返工率、返修(xiū)率居高不下,軍方和廠商研究得出了生產環境清潔度不高的原因。
1951 年,美國研製出了高效空(kōng)氣過濾(lǜ)器(HighEfficiency Particulate AirFilter)應用於生產車間的送風過濾,具有現代意義的潔淨室由此真(zhēn)正誕生(shēng)了。
1961 年美國提出了層流(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。同年(nián)美國空軍製訂、頒發了世(shì)界上第一個潔淨室標準《潔淨室與潔淨工作(zuò)台的設計與運轉特性標準》。
1963 年美(měi)國頒布(bù)了潔淨室第一個軍用(yòng)部分的聯邦標準209。至此形成了完善的潔淨室技術(shù)雛形。
1967 年美國又頒布(bù)了美(měi)國航空(kōng)宇宙(zhòu)局標準,通常稱為生物潔淨室標準(zhǔn)。
1965 年前,多(duō)用於航空工業,1968 年起開始應用於部分醫院(yuàn),並在各種行業推廣,軍工、電子、光學、微型軸承、微型電機、感(gǎn)光膠片、超純化學試劑等行業均有應用,對當時科學技術和工業發展起了很大的促進作用。
70 年代初潔(jié)淨室的建設重點開始轉向醫療、製藥、食品及(jí)生化(huà)等行業。除美國(guó)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,美國和日本分別研製成功過濾對(duì)象為0.1μm,捕集效率達99.99%的新型超高效過濾器。最終建成0.1μm 10 級和0.1μm 1 級的超(chāo)高級別
淨室,它使潔淨技術的發展又進入一個新時期。1966 年(nián)美國(guó)新(xīn)墨西哥州建成了世界上第一個垂直單向流的生物潔淨技術室(Biological Clean Operating Room)。同年又在美國明蘇達大(dà)學建成(chéng)了世界上第一個水平層流的無菌室。1967 年美國德州的M.D.安德遜病(bìng)院建成(chéng)了(le)世界上最早的生物潔(jié)淨白血病室。1964 年(nián)美國食品藥品管理局(FDA)開(kāi)始實施《醫藥品的製造和質量管(guǎn)理規範》(Good Manufacturing Practice),為(wéi)確保藥品的安全性、有效性提供了(le)規範。1969 年世界衛(wèi)生組織(WH0)頒布了GMP,規定(dìng)了為保證藥品無菌生產,對生產環境和用水質量的要求