廈(xià)門負(fù)壓隔離病房高效過濾器
由(yóu)於新冠病症(zhèng)前所未有,並且(qiě)危害嚴重,因此(cǐ)在全世界(jiè)迅速擴散後對人們的健康造(zào)成很大危害(hài)。據(jù)世(shì)界衛生組(zǔ)織公布的統計數字表明,截至2003 年8 月7 日,全球累計SARS病例共8422 例,涉及32 個國家和(hé)地區,其中SARS 死亡人數919 人,病死率近11%。像SARS 這樣的突發性傳染病不但給世界各(gè)國人民身心帶來了(le)巨大的傷害,而且也給(gěi)我國(guó)造成了上百億(yì)元的經濟損失,有必要引起重視,避免再次發疫情爆發之後,全國各地紛紛對病患者采取了隔離、觀(guān)察和治療,在此過程(chéng)中,就有醫護人員、健康人群被感染成(chéng)為新的SARS 患者。
我國潔淨技術起步於上(shàng)世紀60 年代,1965 年,我國研(yán)製的帶波紋隔板的高效空氣(qì)過濾器通(tōng)過鑒定,標(biāo)誌了我國(guó)潔淨技術正式(shì)起步。在近(jìn)幾(jǐ)十(shí)年裏,我(wǒ)國(guó)頒發了若幹潔淨技術規範、醫藥行業規範,並根(gēn)據技術發展,推出相關規範的新版本或者意見征求稿。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(chǎn)在(zài)國內形成了初步(bù)的規模與布局,我國先後設計製造了(le)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(yú)壓閥等(děng)相關設備。
1979 年1 月我國出版了《空氣潔淨技術措施》,起到了規範與推(tuī)動潔淨室技術(shù)發展的重要作用(yòng),為日後國家標準的(de)製定奠定了基礎。
1984 年12 月我國頒發了《潔淨廠房設計(jì)規範(fàn)》(GBJ73-84),2002 年又頒發了
修訂版(GB50073—2001)。
1989 年我國頒(bān)布了《綜合(hé)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)發布了《衛(wèi)生保健設施中防止結核分支杆菌傳播指南》。
1997 年我國國家藥品監督管理局頒布了《醫藥工業潔(jié)淨廠房設(shè)計規範》(GMP-97)。
1998 年我國國家藥品監督管理局頒布了《藥品生(shēng)產質量(liàng)管理(lǐ)規(guī)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“呼吸器整麵(miàn)防護麵罩”、完成了“負壓(yā)層流淨化滅病毒裝置”和“負壓淨化病床”的設計工作,向國家(jiā)申報(bào)了“針對烈性呼吸性傳染病的物理防(fáng)護產品的研製和產(chǎn)業化”課題(tí)項目。
2004 年我國推出(chū)了《綜合醫院建築設計規範(fàn)(2004 版征(zhēng)求意見稿)》。
2005 年(nián)我國推出了《傳染病醫院建築設計規範(討論稿)》。
2006 年8 月,我國出版了係統介紹隔離(lí)病房的專著《隔離病房設計原(yuán)理(lǐ)》。
2006 年,美國(guó)生物安全專家提出傳(chuán)染病(bìng)患者看護單元(biocontainment patient care
unit)的概念,並整理和歸納設計(jì)要求[iii]。
2006 年12 月由中國建築科學研究(jiū)院空氣調節所、解(jiě)放軍302醫院以及廣東申菱公司共14名科研人員組成的研究小組進行的“隔離病房隔離(lí)效果的研究”通過了建設部科技發展促進中心組織的科技成果評估。該研究的成(chéng)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]。提出雙送風口的模式(shì),通過模擬、驗證明比單送(sòng)風口能夠改進氣(qì)流組織,降低醫護人員工作區(qū)域內細菌濃度[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(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(dù)高的送風[8],為隔離病(bìng)房的節能降耗提供了依據。這一係列成果標誌(zhì)著我國對傳染隔離病(bìng)房(fáng)的設計已經形成(chéng)了完備的理(lǐ)論。
1.3 主(zhǔ)要內容、目的及研究方法
可見,為了在疫情爆發時期盡量控製疫情、避免擴散、減少損失,醫院傳染性(xìng)隔離病房(fáng)的隔離效果需要改善,相關的隔(gé)離措施值得探(tàn)討(tǎo)和研究。患者(zhě)被安置在獨立的傳染性隔離病房內,新風經過過濾(lǜ)處理後送到室內,排風經過過濾、消毒等淨處理,然後排到室外。
潔淨室(Cleanroom)傳染(rǎn)性隔離病房高效空氣過濾器的作用
(非典型性(xìng)肺炎)疫情
高效空氣過濾器,高效過濾器(qì),空氣過濾器
爆發,該疾病在在2003 年2 月首次發現於(yú)中國廣東、香港以(yǐ)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(yì)情(qíng),引起(qǐ)了我(wǒ)國對傳染性隔(gé)離病房的高度(dù)。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性隔(gé)離病房空(kōng)調的設計。對於今後新建或改造的傳染病醫院具有重要的指導意義。傳染隔離病房的空調通風設計中應(yīng)當滿足以(yǐ)下幾個要求:提供病患者舒適環(huán)境,提高汙染空氣的(de)淨化效果,保(bǎo)護醫護(hù)人員不受感染,避免形成渦流及換氣死角,兼(jiān)顧節能的環保(bǎo)要求。基於以上原則,筆(bǐ)者對傳(chuán)染隔(gé)離病房設計進行了探討,說明了傳染性隔離病房空調通風設計的任務和辦法(fǎ)。設計(jì)中應注意的事項包括:為防止病菌逸出,傳染隔
離病房應有良好的(de)隔離措施,如保持室內外壓力梯度(負壓控(kòng)製)、設置緩衝室;
同時應改(gǎi)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,保證醫護人員工作區空氣(qì)清潔度,降低(dī)醫護人員感染風險。計算流體力學使用計算機輔助計算(suàn),是計算機技術的發展和應用,數值(zhí)模擬分(fèn)析(xī),有助於迅速得到結論,能(néng)減少實驗費用和投入,為設計和施工提供參考。
參考國內外文獻(xiàn)和相關理(lǐ)論,筆(bǐ)者對采(cǎi)用兩個送風口(kǒu)時,送(sòng)風口和排風口的不同組合的幾種(zhǒng)方案進行討論,利用Fluent 軟件(jiàn)進行數值模擬研(yán)究。首先建立一個隔離病房的(de)模型,然(rán)後模(mó)擬送風口、排風口設在不同位置時的空調通風(fēng)情況,分析醫(yī)護人員工(gōng)作區內的汙(wū)染物濃度、風速、溫度(dù)分(fèn)布,通過比較,得出最佳的(de)通風方案。 傳染性隔(gé)離病(bìng)房屬於潔淨室(Cleanroom)的一種,為了治療傳染病患者、防止疾病擴散,及防(fáng)止不同病患(huàn)者間(jiān)相互感染(rǎn),它應具有(yǒu)如下三種功能
(1)為傳(chuán)染病患者(zhě)提供良好的室內環境(jìng);
(2)保證室(shì)內汙染空氣不會逸出(chū)到室外;
(3)減少醫護人員感染上(shàng)傳染病(bìng)的風險。
可(kě)見,隔離病房的設計、建造和使用應(yīng)盡可(kě)能減少引入(rù)、產生(shēng)和滯留粒子等,減少滲出汙染有利於防止病菌擴散到室(shì)外的潔淨環(huán)境中。潔淨空調的設計,不但要有效排(pái)除病房內產生(shēng)的汙(wū)染空氣,而且(qiě)要有效阻(zǔ)止室內的汙染物(wù)逸出到室外。保證(zhèng)空調的良(liáng)好效果,提高清除汙染空(kōng)氣的效率(lǜ),防止汙染物逸出到病房外,保持醫護人(rén)員工作區空氣的清潔度,都是(shì)傳染性(xìng)隔離病房空調通風(fēng)設計中需要考慮的問題。
綜合以上幾點(diǎn)要求,筆者(zhě)對傳染隔離病房空(kōng)調通風進(jìn)行探討,以期達改善空調(diào)通風效果的目(mù)的。
1.2 國(guó)內外(wài)的研究現狀
根據潔淨室(區)的定義,潔(jié)淨室(區)指空氣懸浮粒子濃度、含菌濃度受控的房間(空間)[i]。傳(chuán)染性(xìng)隔離病房的空調通風(fēng)需要控製含菌濃度和防止細菌逸出,屬(shǔ)於潔(jié)淨室的範疇。18 世紀60 年代的歐(ōu)洲醫學率(lǜ)先有了潔淨室的概念,當時對潔淨室(cleanroom)的理解限(xiàn)於經噴灑消毒後可(kě)以控製創部感染率的處(chù)理室、手術室(shì)這類滅菌處理的工作環(huán)境,這也是最初的潔淨病房。
二戰期間,美國軍工產(chǎn)業中產品返工率、返修率居(jū)高不(bú)下,軍方和廠商研究得出(chū)了生產環境清潔度不高的原因。
1951 年,美國研(yán)製出了高效空氣過濾器(HighEfficiency Particulate AirFilter)應用於生產車(chē)間(jiān)的送風過濾,具有(yǒu)現代意義的潔淨室由(yóu)此真正誕生(shēng)了。
1961 年美國提出了(le)層流(laminar flow)(現正(zhèng)名為(wéi)單向流(unidirectional flow))的潔(jié)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(zhǔn)209。至此形成了完善的潔淨室技術雛形。
1967 年美國又(yòu)頒布了美國航空宇宙(zhòu)局標準,通常稱為生物(wù)潔淨室標準。
1965 年前,多用於航空工業,1968 年(nián)起開始應用於部分醫院,並(bìng)在各種行業推廣,軍工、電子、光學、微型軸承、微型電機、感光膠片、超純化學試劑等行(háng)業均有應用,對(duì)當時科學技術和工業發展(zhǎn)起了很大的促進作用。
70 年代初潔淨室的建(jiàn)設重點開始轉向醫療、製藥(yào)、食品及(jí)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、荷蘭等也都十分重視和大力發展了潔淨技術。
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(wéi)0.1μm,捕集效率達99.99%的新(xīn)型超(chāo)高效過濾器。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(yòu)進入一個新時(shí)期。1966 年美國新墨西哥(gē)州建(jiàn)成了世界上第一(yī)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學建成了世界上第一個水(shuǐ)平層流的無(wú)菌室。1967 年美(měi)國德州的M.D.安德遜病院建成了世界上最早(zǎo)的生物潔淨白血病室。1964 年美國食(shí)品藥品管理局(FDA)開始實施《醫藥品的(de)製(zhì)造和(hé)質量管(guǎn)理規範》(Good Manufacturing Practice),為確保藥品的安全性、有效性提供了規範。1969 年世界衛生組織(WH0)頒布了(le)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