1 潔凈病房簡介

潔凈病房是指通過凈化空調(diào)系統(tǒng)提供一定潔凈等級的環(huán)境，為免疫力極度低下患者提供治療、恢復的生物潔凈病房。作為病房，必須強調(diào)其居住性，特別對于治療時間較長的白血病房，病人普遍有煩躁情緒，應充分考慮到室內(nèi)環(huán)境的重要性，硬件方面包括室內(nèi)溫濕度、空氣流速、室內(nèi)用品的舒適方便、室內(nèi)裝飾材料的質(zhì)感與色彩、病人視野開闊性、病人與親屬交流的探視窗等，軟件方面包括室內(nèi)裝飾品的布置與更新、醫(yī)護人員的親和力等。病房內(nèi)氣流組織一般采用典型的上送下回形式，以防止塵粒、細菌在室內(nèi)滯留繁殖。綜合考慮病房運行經(jīng)濟性及護理需要、病人心理所接受的居住空間大小，目前潔凈病房一般控制面積在7～11m2之間。潔凈病房的環(huán)境保障系統(tǒng)（包括空調(diào)系統(tǒng)）的要求高，系統(tǒng)運行費用高，因此必須進行充分合理分析、確保設計技術(shù)及措施合理周到。

1.1 潔凈病房種類及其特點

根據(jù)患者特點，潔凈病房包括白血病房、燒傷病房、呼吸病房、臟器移植病房等。

白血病是指白細胞不成熟導致免疫力缺乏的疾病，主要通過化療或骨髓移植治療；移植患者入住后，一般前10天內(nèi)通過注射免疫抑制劑消除自身免疫力，隨后約15天時間為完全喪失免疫力的移植期，之后為患者自身逐漸產(chǎn)生、健全免疫力的恢復期，病人住院時間為2個月左右。白血病房應按Ⅰ級潔凈用房設計，室內(nèi)要求溫度22～27 ℃，相對濕度50％，空調(diào)氣流方式采用垂直層流或水平層流形式。

傳統(tǒng)的燒傷病房均設計為垂直層流病房，隨著醫(yī)療方法、醫(yī)療手段的技術(shù)更新，目前燒傷病房已經(jīng)無需采用運行費用高昂的層流病房?，F(xiàn)在燒傷病房分Ⅲ、Ⅳ級潔凈用房兩種，Ⅲ級潔凈用房收治重度以上燒傷患者（含重度：燒傷面積≥70%，Ⅲ度面積≥50%），多采用暴露療法；重度以下燒傷患者的病房宜按Ⅳ級潔凈用房設計，燒傷病房室內(nèi)溫度要求30～32 ℃，相對濕度40％～69％。由于在護理初期病人不能下床活動，而此時正是皮膚結(jié)痂、最易受到感染的時期，為避免病人自身細菌感染，空調(diào)氣流方式多采用上送下回形式，并在病人上方集中布置送風口。

呼吸器官疾病的專用潔凈病房在國內(nèi)較為少見，該類病人對室內(nèi)空氣參數(shù)比較敏感，必須嚴格控制室內(nèi)過敏因子。哮喘病病房宜按Ⅱ級潔凈用房設計，嚴格控制室內(nèi)溫濕度波動，全年溫度要求25 ℃±1 ℃，相對濕度50%±5%?？照{(diào)氣流方式應使?jié)崈艨諝庾钕冉?jīng)過病人呼吸區(qū)域。

臟器移植病房一般與手術(shù)室緊鄰，形成一個集合手術(shù)與治療功能的新醫(yī)療系統(tǒng)，病房按Ⅰ級潔凈用房設計，室內(nèi)要求溫度23～28 ℃，相對濕度50％，空調(diào)氣流方式多采用垂直層流形式。

1.2 潔凈病房分級

表1 潔凈用房的分級標準（空態(tài)或靜態(tài)）

1）為局部集中送風時的標準。若為全室單向流，則此局部標準即為全室標準。

2）采用局部集中送風時，局部潔凈度級別可高一級。

潔凈病房的空調(diào)設計有其不同于手術(shù)室的特殊性，例如白血病房、臟器移植病房要考慮保持全室的單向流而不是手術(shù)室重點保證手術(shù)區(qū)域單向流的需要；潔凈病房空調(diào)在病人入住后必須不間歇連續(xù)運行，直至病人出院，這就要求空調(diào)通風系統(tǒng)必須具有很高的可靠性及冗余，并應保證生命醫(yī)療設施具備備用應急條件；另外，為了給病人創(chuàng)造安靜的睡眠環(huán)境，空調(diào)系統(tǒng)必須具備雙風速運行的條件。

各種類型潔凈病房的空調(diào)系統(tǒng)按不同潔凈用房要求設計，由于Ⅰ級潔凈病房的特殊性以及本文即將針對Ⅰ級潔凈病房空調(diào)新方案的探討，以下將就白血病房的設計展開討論。

1.3 白血病房平面設計簡介

在平面布置上，白血病房應符合五條流線的設計。

第一，病人流線。病人應經(jīng)過淋浴、藥浴后，經(jīng)潔凈走廊、準備前室，再入住病房。

第二，醫(yī)護人員流線。醫(yī)生護士應經(jīng)過更衣、刷手（個別醫(yī)院設有風淋）后進入潔凈區(qū)。

第三，潔凈物品流線。所有物品必須經(jīng)嚴格消毒后通過傳遞窗進入潔凈區(qū)。病房內(nèi)可回收利用的潔凈物品也通過傳遞窗運出。

第四，污物流線。污物應在潔凈區(qū)內(nèi)就近進行簡單打包后經(jīng)污物傳遞窗、污物通道送出，污物通道應獨立設置，不可與潔凈通道混用及交叉。

第五，探視人員流線。一般均需設置探視通道，一方面便于病人的親朋好友探視訪問，另一方面也方便醫(yī)生查房、觀察病人病情。

在病房內(nèi)部設計上，應有醫(yī)護人員使用的觀察窗、病人欣賞室外風景的窗戶等，相關(guān)細微的設計已有資料介紹，不再贅述。本文要討論的是目前存在的影響到空調(diào)系統(tǒng)設計的不同做法，一種為病房前室的設置，另外一種為病房衛(wèi)生間的設置。

白血病房前室有兩種形式：一是與病房對應的獨立式封閉前室，這種形式的前室作為病房與潔凈走廊之間的緩沖，方便醫(yī)護人員配藥、送藥，但不利于醫(yī)生護士直接觀察病人，并且由于前室與潔凈走廊為不同級別的潔凈用房，需要為前室單獨設置空調(diào)系統(tǒng)，導致空調(diào)系統(tǒng)多而管線復雜。二是開放式前室（見圖1），對層流潔凈病房設置公用前室，其空調(diào)系統(tǒng)及管線相對簡單，并便于觀察病人病情，便于護理及管理，白血病房的獨立封閉前室將會逐漸被開放式前室替代。

圖1 層流血液病房平面圖

白血病房內(nèi)是否設置衛(wèi)生間也存在重大分歧。不僅在醫(yī)護人員與設計單位之間、護理與感染控制的研究機構(gòu)之間存在著爭議，甚至在醫(yī)護人員內(nèi)部意見都很難統(tǒng)一。設置在潔凈病房套內(nèi)的衛(wèi)生間應有潔凈要求，所以必須滿足換氣次數(shù)（推薦25 h-1）的要求，一旦套內(nèi)住人，衛(wèi)生間的排風系統(tǒng)必須連續(xù)運轉(zhuǎn)，衛(wèi)生間的清洗、消毒要求遠高于一般病房。套內(nèi)衛(wèi)生間的空氣潔凈度也是爭議分歧的焦點問題，有條件時，建議通過CFD進行模擬分析后優(yōu)化設計，最終確定衛(wèi)生間的設置方案及換氣次數(shù)，在保證病房內(nèi)人員避免感染的前提下，降低運行能耗，減少建設投資。

2 白血病房的空調(diào)設計

2.1 特點

根據(jù)白血病房平面布置上流線的需要，病房一般處于建筑內(nèi)區(qū)，因此室內(nèi)冷負荷四季存在，但負荷量較小，送風量大，送風溫差??；每間病房必須設置獨立的凈化空調(diào)系統(tǒng)；凈化空調(diào)系統(tǒng)設置雙風速工況以降低病人睡眠時噪聲影響；空調(diào)機組設置兩臺送風機并能自動切換，以提高可靠性；由于病人入住后空調(diào)機組和通風系統(tǒng)等保障系統(tǒng)必須連續(xù)運行，因此在設計中對系統(tǒng)的能耗也要給予充分重視，在空氣處理機和風機的選型、過濾器的選材設計中首選能耗小、質(zhì)量高、符合凈化要求的設備和材料。

2.2 設計參數(shù)

目前國內(nèi)尚無關(guān)于無菌病房的設計規(guī)范，其室內(nèi)設計參數(shù)可參照《軍隊醫(yī)院潔凈護理單元建筑技術(shù)標準》（YFB004-1997），摘錄如下：

2.3 氣流組織方式

目前白血病房空調(diào)方式的現(xiàn)狀是垂直與水平層流共存，典型的水平層流形式為NCI（National Cancer Institute）形式（見圖2），其最大優(yōu)點是將病房設置成開放式以減輕病人心理負擔，病房敞開部位面積設計為送風面積的1/4，使敞開部位風速達到送風速度的4倍（約1.1 m/s），從而阻止外部污染空氣侵入病房。這種形式的白血病房國內(nèi)已建成的有天津兒童醫(yī)院、上海兒童醫(yī)院等。

圖2 NCI形式水平層流示意圖

水平層流的空調(diào)形式雖然有一些優(yōu)點，但也存在缺點，例如噪聲處理相對困難，送風最先流經(jīng)病人頭部，病人的舒適度差，且容易導致病人感冒，室內(nèi)消毒擦洗不方便等，尤其是以上提到的NCI形式，醫(yī)護人員普遍擔心對病人管理不便，因而更傾向于采用垂直層流的方式。

垂直層流可適用于設置獨立衛(wèi)生間的病房；對于設有獨立封閉前室的病房，國外曾有做法將病房與前室設計為串聯(lián)式的空調(diào)系統(tǒng)，即送風由病房頂部垂直壓擠而下，經(jīng)側(cè)墻回風口排入前室吊頂送風口，再由前室下部回風口送回病房的循環(huán)空調(diào)機組，當然這種方法是否可行有很多制約條件，例如前室面積、前室空調(diào)負荷、建筑條件等，而且串聯(lián)系統(tǒng)對于作為獨立無菌空間的病房也存在隱患，因此不推薦采用。

2.4 系統(tǒng)設計配置

在層流病房空調(diào)系統(tǒng)設計上，由于新風系統(tǒng)設置不同而存在多種做法。對新風進行三級過濾處理的做法已經(jīng)得到普遍的認同，問題主要在于新風是否集中處理、新風是否經(jīng)過冷熱處理。以下分別展開討論。

1）新風是否集中處理。新風集中處理即設置新風機組為所有病房提供潔凈新風，這種做法優(yōu)勢在于新風風機選型較為容易。由于新風經(jīng)過三級過濾處理，系統(tǒng)終阻力高達650～800Pa，如果每間病房單獨設置新風機組，其新風量僅為400m3/h左右，在這個風量范圍內(nèi)要選配高達800Pa靜壓的風機是非常困難的，即使有，其噪聲也可能大得無法接受。因此，新風集中處理對層流病房更為適用，雖然有人擔心一旦新風機組故障會導致所有病房沒有新風供應，但只要設置備用新風機組即可解決此問題，另外，從設備維護及更換過濾器的角度出發(fā)，新風機組也應設置備用。

2）新風是否經(jīng)過冷熱處理。新風冷熱處理有兩方面優(yōu)點。

首先，可實現(xiàn)循環(huán)空調(diào)機組干工況運行，在生物潔凈空調(diào)中，循環(huán)空調(diào)機組干工況運行的優(yōu)勢是很明顯的；

其次，新風可直接經(jīng)末端高效過濾器送入室內(nèi)，這使得新風系統(tǒng)同時可作為各個病房維持正壓的加壓系統(tǒng)而不需開啟循環(huán)機組，根據(jù)高效過濾器阻力－風量特性曲線近似為線性曲線的特點，末端高效過濾器（低阻型）對新風的阻力僅為15 Pa左右，因此，新風機組幾乎不需額外增加風機壓頭即可送入室內(nèi)，而對于新風經(jīng)過循環(huán)機組的做法，維持病房正壓必須運行循環(huán)機組。

在南方夏熱冬暖地區(qū)，冬季新風不需考慮加熱，更進一步簡化了系統(tǒng)。而在北方地區(qū)，冬季新風需加熱后才可以送入室內(nèi)，全部采用電加熱能耗太大，采用熱水盤管加熱又存在防凍的問題，采用常規(guī)的關(guān)閉新風閥的防凍措施對層流病房是不可行的，圖3采取了輔助電加熱的防凍措施，即當檢測到熱水加熱盤管后氣溫低于5 ℃時，強制快速啟動電加熱，圖中新風入口電動風閥的作用是在備用新風機組不運行時，關(guān)閉風閥以保護機組內(nèi)過濾器不受室外空氣影響，而非作為防凍使用。

2.5 空氣處理方案

正如本文2.1節(jié)所述，層流病房空調(diào)送風量大而送風溫差小，空氣處理方案的確定應避免冷熱抵消帶來的高能耗，傳統(tǒng)的一次回風系統(tǒng)顯然不適用于層流病房，目前大風量小溫差場合多數(shù)采用二次回風系統(tǒng)，但病房有其自身特點：室內(nèi)負荷常年穩(wěn)定而偏小、各個病房負荷差別不大、新風負荷相對較大而且是空氣處理過程中幾乎唯一的變量，利用這些特點，是否可以探尋一種新的空調(diào)方案——新風負擔全部空調(diào)負荷——來應用于層流病房空氣處理呢？從理論上分析，由新風負擔全部空調(diào)負荷是完全可行的，同時由于循環(huán)機組僅起到凈化過濾、維持室內(nèi)層流的作用，無二次回風、冷熱量的控制環(huán)節(jié)，大大提高了系統(tǒng)的安全可靠性；但新風負擔全部空調(diào)負荷勢必帶來高能耗，那么這種系統(tǒng)究竟會比二次回風系統(tǒng)高出多少的能耗呢？下面通過計算來比較一下。

2.6 方案比較

以北京一個病房的夏季工況為例，其設計條件為：面積8m2，衛(wèi)生間面積2.1 m2，設計參數(shù)：溫度24℃，相對濕度50%，室內(nèi)空調(diào)顯冷負荷1.0kW，濕負荷0.12kg/h，系統(tǒng)設計參見圖3，4。經(jīng)計算：總送風量為7200m3/h，送風溫度為23.6℃，衛(wèi)生間排風量取200m3/h（相當于換氣次數(shù)32h-1），滿足衛(wèi)生間排風及維持室內(nèi)正壓所需新風量為450m3/h，總回風量為6750m3/h，新風處理到室內(nèi)等焓線。

圖3對應的h-d圖過程分析如圖5所示。

圖5 二次回風系統(tǒng)h-d圖

由ε線、送風溫度確定送風點，由O，LW兩點連線，則凈化空調(diào)機組出口狀態(tài)點C必然在此線上，由式Gx/Gh=(tC-tO)/(tO-tLW)（其中Gx為新風量，Gh為總回風量，tC為C點溫度，tO為O點溫度，tLW為LW點溫度）可得C點的溫度為tC=24 ℃。

由于C點是一、二次回風混合后經(jīng)風機溫升1.5℃后得到的，故由C點等濕降溫1.5℃可得到一、二次回風混合后狀態(tài)點C1，由N，C1兩點連線延長與φ=85%線的交點即為一次回風處理狀態(tài)點LN。一次回風量為Gh1=Gh(tN-tC1)/(tN-tLN)=930m3/h，二次回風量為5820m3/h，空調(diào)冷負荷為：

循環(huán)風冷負荷CLQ1=ρGH1 (iN-iLN)/3600=4.6kW

新風冷負荷CLQ2=ρGX(iW-iLW)/3600=5.1kW

系統(tǒng)總能耗為9.7kW。在普通空調(diào)系統(tǒng)中可以通過調(diào)節(jié)一、二次回風量來滿足系統(tǒng)負荷變化的需要，而在潔凈空調(diào)系統(tǒng)中，為了簡化系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)，一般采用定風量閥將一次回風量固定。

對于新風負擔全部空調(diào)負荷的系統(tǒng)，其h-d圖過程分析如圖6所示。

圖6 新風負擔全部負荷的h-d圖

空氣由室內(nèi)N點經(jīng)風機溫升1.5 ℃到Nf點，由Nf，O兩點連線，則新風處理后狀態(tài)點L點必然在此線上，取此線與φ=90%線交點為L點?？諝庥蒒f點與L點混合到送風點O點，新風量為Gx=G(tNf-tO)/(tNf-tL)=1244m3/h?？照{(diào)冷負荷為CLQ＝Gx(hW-hL)＝18.3kW。

與二次回風系統(tǒng)比較，設計能耗增量為8.6kW，對于層流病房這種特殊的場合，在一般醫(yī)院中建設的間數(shù)不超過5間，高等級?？漆t(yī)院建設的間數(shù)可能達到二十幾間，總增加的設計能耗不超過200kW，考慮新風負荷隨季節(jié)變化，實際運行能耗增加的量就更少了。雖然能耗有所增加，但由新風負擔全部空調(diào)負荷帶來的系統(tǒng)優(yōu)點卻很多：

1）系統(tǒng)簡單、控制可靠，溫度調(diào)節(jié)只有新風機組一個環(huán)節(jié)，循環(huán)機組只起空氣過濾作用。

2）新風量的增加能更好的改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。

3）設備選型靈活，由新風負擔全部空調(diào)負荷時，系統(tǒng)新風量為1200m3/h左右，可以比較容易選出與病房一對一的新風機組；而二次回風系統(tǒng)新風量為400m3/h左右，如本文2.4中所述，只能采用多間病房合用一臺新風機組的形式。

4）循環(huán)機組再無“水患”，從根本上解決了空調(diào)機組內(nèi)部細菌繁殖的問題。

5）由于各間病房負荷相差無幾，使得集中新風處理也適用于多間層流病房共同應用此系統(tǒng)。

綜上所述，新風負擔全部空調(diào)負荷的系統(tǒng)應該是層流病房最優(yōu)的空調(diào)方案。

3 結(jié)語

潔凈病房建設在我國起步較晚，而近期又面臨一擁而上大量建設的局面，仍有許多問題亟待各方包括政策上來完善，本文詳細分析了層流病房的負荷等特點，從實際出發(fā)，探討可實施的優(yōu)化的空調(diào)方案，期望能對潔凈病房的建設有所幫助。

作者：黃中，本文來源于互聯(lián)網(wǎng)。

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