2020年跨年之際，一場(chǎng)突如其來(lái)的疫情從武漢波及全國，生命重于泰山，疫情防控牽動(dòng)著(zhù)每個(gè)人的心?？箵粢咔楣ぷ鲉?dòng)以來(lái)，中南建筑設計院堅決貫徹落實(shí)黨中央及湖北省委、省政府，中南設計集團各項工作部署，第一時(shí)間由主要領(lǐng)導牽頭建立應急設計應對機制，以國企大院的使命和擔當，充分發(fā)揮設計專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢，全力以赴參與抗擊疫情工作。疫情如火，刻不容緩，雷神山醫院中南院暖通設計團隊從1月24日晚接到任務(wù)，開(kāi)始圖紙設計，到2月5日開(kāi)始驗收，10天10夜與時(shí)間賽跑，毫不松懈。3天交付全部施工圖，全程在項目現場(chǎng)配合施工，突破常規，及時(shí)根據現場(chǎng)實(shí)際需要進(jìn)行圖紙優(yōu)化，直至轉入使用運維配合服務(wù)階段。

雷神山醫院建設用地面積約22萬(wàn)m²，總建筑面積約7.9萬(wàn)m²，整體規劃按照傳染病醫院標準設計，設計用于收治已確診的新型冠狀病毒感染肺炎患者的醫院。根據用地情況將東、西兩區分別規劃為隔離醫療區和醫護生活區，并配備有相關(guān)運維用房，病床總床位數建設目標為1600床，可容納醫護人員約2300人。

隔離醫療區總建筑面積為52200m²，為新建一層臨時(shí)建筑，設有衛生通過(guò)單元、病區護理單元、醫技單元、接診區。護理單元為集裝箱拼接式建筑，外形尺寸（長(cháng)×寬×高）為3m×6m×2.6m，室內凈高2.4m；醫技區為鋼結構板房建筑，建筑高度4.5m。隔離醫療區北側設有污水處理站、微波消毒間、垃圾暫存庫、垃圾焚燒間、液氧站、正負壓站房等配套設施。

設計空調室外參數主要考慮疫情爆發(fā)期間的武漢冬季氣象條件并考慮預期氣候條件。參照國家相關(guān)規范，病房區、醫護區、醫技區主要房間冬季室內設計溫度為18~22℃，主要病人及醫護通道的設計溫度不低于18℃。

為避免交叉感染，病房區、醫護區、醫技區的主要房間均采用熱泵型分體空調。醫技區負壓檢驗、負壓ICU、負壓手術(shù)室采用直膨式全空氣型凈化空調機組全新風(fēng)運行，送風(fēng)管道設有電加熱器。電加熱器設置分檔調節并采取無(wú)風(fēng)斷電保護措施。

漂浮在空氣中或附著(zhù)在灰塵顆粒上的病菌會(huì )附著(zhù)在空調機組的盤(pán)管上，并隨冷凝水排出，這些病毒可能導致人員致病。因此空調的冷凝水不應單獨散排至室外，均分區集中收集，并應隨各區污水、廢水排放集中收集。

在通風(fēng)空調設計中應致力于采用有序的壓力梯度控制措施，合理控制氣流流向，不同污染等級區域壓力梯度的設置應符合定向氣流組織原則，應保證氣流從清潔區→半污染區→污染區方向流動(dòng)。醫護區相對傳染區為正壓，控制負壓隔離病房、負壓檢驗室室內負壓值，避免潔凈空氣與污染空氣的交叉， 減少相互感染概率，有效阻斷病毒傳播，保證醫護人員安全健康。負壓隔離病房最小換氣次數為12h^-1，污染區最小換氣次數為6h^-1，清潔區最小換氣次數為3h^-1。

所有區域送風(fēng)系統設粗、中、高三級過(guò)濾保證送風(fēng)潔凈度，同時(shí)應采取有效的空氣凈化消毒措施，最大限度降低負壓隔離病房等污染區的排風(fēng)對周?chē)h(huán)境的影響。送風(fēng)過(guò)濾單元、排風(fēng)高效過(guò)濾器前后設置壓差檢測、報警裝置，當壓差數值超過(guò)設定值時(shí)傳感器報警，相應進(jìn)行設備更換。

結合當前應急臨時(shí)醫院建設時(shí)間短、要求高，部分設備材料供應不滿(mǎn)足建設工期要求的特點(diǎn)，因地制宜做好暖通空調的設計工作是我們重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。設計過(guò)程中團隊派專(zhuān)人與各大設備供應商對接，盡量選用成熟可靠、庫存量大、運輸快速、廠(chǎng)商捐贈的設備，節省產(chǎn)品的采購、調貨時(shí)間。同時(shí)方便施工單位快速安裝、調試簡(jiǎn)單。選用的通風(fēng)空調管道滿(mǎn)足建設周期要求，制作安裝簡(jiǎn)單，氣密性好。通過(guò)上述措施，在保證系統運行可靠的前提下極大地縮短了施工周期。

病房區主要由安置病人的負壓隔離病房及其衛生間、緩沖間、醫護人員通行的走廊等部分組成。

負壓隔離病房區域采取壓差控制措施，保證氣流從半污染區→污染區方向流動(dòng)，病房維持-10~-15Pa，相鄰房間維持不小于5Pa的壓力梯度。病房與醫護走廊的墻面上裝有顯示不同區域壓力差值的微壓差計，便于醫護和維護人員實(shí)時(shí)觀(guān)察房間壓力梯度與送排風(fēng)系統運行是否正常。

污染區、半污染區分別設置獨立的送/排風(fēng)系統，風(fēng)機采用低噪音高效離心風(fēng)機箱且一用一備，排風(fēng)口至距地4.5m以上。設計將5~6間病房及其衛生間合用一套送/排風(fēng)系統，極大的方便了系統調試，同時(shí)有效保證了壓力梯度，風(fēng)機風(fēng)量的合理控制也避免了風(fēng)機運行噪音和振動(dòng)對病房人員的影響。病房區送/排風(fēng)系統及氣流組織示意圖如下：

為檢驗病房氣流組織設計效果，對病房的氣流組織進(jìn)行了模擬論證。

模型描述：建立5.8m×3m×2.4m（長(cháng)×寬×高）的病房空間，2張單人床尺寸為2m×0.9m，床頭柜尺寸為0.6m×0.6m×0.6m，分體空調室內機尺寸為1.0m×0.4m×0.32m（長(cháng)×高×深），房間采用上側送風(fēng)下側排風(fēng)的通風(fēng)系統，2個(gè)送風(fēng)口尺寸均為Ф150，排風(fēng)口尺寸400mm×400mm，三維物理模型如圖所示：

房間上部單個(gè)送風(fēng)口送風(fēng)量為250m³/h，總送風(fēng)量為500m³/h，送風(fēng)溫度為20℃，水平送風(fēng)；下部排風(fēng)口排風(fēng)量為700m³/h，水平排風(fēng)。分體空調風(fēng)量為1000m³/h，送風(fēng)溫度為30℃，斜向下45°出風(fēng)。內墻和外墻分別依據房間溫度和環(huán)境溫度采用等壁溫邊界條件，計算中不考慮輻射模型。通過(guò)模擬得到如下結果：

（1）病房速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)

病人平躺時(shí)，頭部處的速度為0.25~0.35m/s，溫度為19~22℃，滿(mǎn)足舒適度的要求。

病人站立時(shí)，病房?jì)戎饕顒?dòng)區（除空調出風(fēng)口處）頭部處的速度為0.3~0.5m/s，溫度為18~25℃。

（2）病房?jì)葰饬鹘M織

通過(guò)模擬得到如圖所示的速度跡線(xiàn)，采用設計方案（上側送風(fēng)下側排風(fēng)）時(shí)床頭處于回流區，整個(gè)房間易形成良好的定向氣流，通風(fēng)系統可以有效及時(shí)排除病房?jì)任廴練怏w。

負壓隔離病房及衛生間的送/排風(fēng)管均由側墻接入室內，減小管道對室內吊頂高度的影響，避免屋面開(kāi)設太多洞口增加漏水隱患，管道穿墻處做好相應的密封處理有效保證房間氣密性。醫護走廊及緩沖間的送風(fēng)管由醫護走廊頂部進(jìn)入后分別開(kāi)設側送風(fēng)口，既減小了管道對走道凈高的影響，同時(shí)避免管道穿越污染區，所有屋面洞口都做好相應的防水密封處理。

送/排風(fēng)支管上均設置與設計風(fēng)量匹配的定風(fēng)量風(fēng)閥，病房送/排風(fēng)支管同時(shí)裝有可單獨關(guān)斷的電動(dòng)密閉風(fēng)閥。

經(jīng)過(guò)現場(chǎng)調試，各區域的壓差值均在設計范圍內，病房、緩沖間、醫護走廊之間可以形成有效的壓力梯度。

醫護區由中央潔凈通道連通，每個(gè)醫護單元對應4個(gè)隔離病房單元。醫護單元可分為潔凈區（含中央潔凈通道及與其連通的潔凈房間）和潛在污染區（通向隔離病房區的走道及與其連通的房間）。

醫護區相對傳染區為正壓，有效阻斷病毒傳播，保證醫護人員安全健康。通過(guò)合理的送/排風(fēng)氣流組織，保證整個(gè)醫護單元為正壓區域，同時(shí)保證氣流從清潔區→潛在污染區流動(dòng)。送/排風(fēng)系統支管設置定風(fēng)量閥，通過(guò)送/排風(fēng)量精準控制相鄰房間不低于5Pa的壓力梯度。

醫護區的的潔凈區和潛在污染區分別設置相應的送/排風(fēng)系統，風(fēng)機采用低噪音高效離心風(fēng)機箱。每個(gè)送風(fēng)系統均設置粗、中、高三級過(guò)濾，保證送入醫護單元的空氣潔凈度，排風(fēng)口至距地4.5m以上。醫護區送/排風(fēng)系統及氣流組織示意如下圖：

為了保證潔凈區正壓，除了按設計要求組織送排風(fēng)，通過(guò)定風(fēng)量風(fēng)閥精準調控送排風(fēng)風(fēng)量外，還需注重房間密閉性。實(shí)際施工過(guò)程中，對維護結構間的縫隙、管線(xiàn)穿墻及樓板的縫隙都要做密封處理，不留死角。

隔離區醫技單元分為A，B，D三個(gè)區，A區包括28床的負壓ICU、負壓檢驗及其配套用房；B區包括負壓手術(shù)室、CT、超聲、心電及其配套用房；D區包括33床的負壓ICU及其配套用房。

主要房間排風(fēng)換氣次數：1、負壓檢驗/緩沖間13h^-1；2、負壓手術(shù)室22h^-1，走廊/輔房13h^-1；3、負壓ICU/緩沖間/輔房13h^-1；4、CT、超聲、心電及其配套用房8h^-1。通過(guò)送/排風(fēng)量精準控制壓力梯度，各主要區域壓力梯度：1、負壓檢驗：-20 Pa，緩沖間：-10Pa；2、負壓手術(shù)室：-20Pa，復蘇室/消毒打包/前室：-15 Pa，走廊/存床/醫護前室/無(wú)菌間：-10Pa；3、負壓ICU：-20Pa，病人緩沖/污物/污洗/清洗槽/纖支鏡/脫防護服：-15Pa，脫隔離服/治療室/緩沖/設備間：-10Pa。

為方便快速安裝及調試，負壓檢驗、負壓ICU、負壓手術(shù)室采用直膨式全空氣型凈化空調機組全新風(fēng)運行，送風(fēng)管道加裝電加熱器，送排風(fēng)機均采用低噪音高效離心風(fēng)機箱。由于極短的供貨周期造成直膨機供應商無(wú)法根據設計參與進(jìn)行有針對性的生產(chǎn)，在設計過(guò)程中設計團隊與供應商密切對接，將現有的庫存產(chǎn)品參數與設計值進(jìn)行對比并第一時(shí)間鎖定各地庫存設備，部分設備參數由于無(wú)法滿(mǎn)足設計要求廠(chǎng)家第一時(shí)間對設備部件進(jìn)行改造。

送風(fēng)系統均設置粗、中、高三級過(guò)濾，其中負壓檢驗、負壓ICU、負壓手術(shù)室設高效過(guò)濾風(fēng)口。所有區域排風(fēng)經(jīng)高效過(guò)濾器處理后高空排放，負壓ICU、負壓手術(shù)室、治療室、復蘇室等房間設下排風(fēng)口。以負壓ICU為例，其送/排風(fēng)系統及氣流組織示意如下圖：

經(jīng)過(guò)實(shí)際調試，各區域的溫度及壓差值均在設計范圍內，負壓ICU、負壓檢驗、負壓手術(shù)室等重要區域內各房間之間均能形成有效的壓力梯度。下圖為負壓檢驗室內溫度、換氣次數、壓力梯度等參數的自檢報告。

檢驗科自檢報告

醫院設置氧氣、負壓吸引、壓縮空氣等醫用氣體，管網(wǎng)系統由管道、設備帶、儀表、閥門(mén)及終端等組成。病房氧氣終端用量按40～80l/（min·床），終端壓力按0.4～0.45MPa確定；負壓吸引終端用量按30～80l/（min·床），終端壓力按-0.03～-0.07MPa確定；壓縮空氣終端用量按15～25l/（min·床），終端壓力按0.4～0.45MPa確定。

氧氣氣源采用液氧罐，并預留罐車(chē)臨時(shí)供氧的接口。需根據應急臨時(shí)傳染病醫院的使用要求，充分考慮氧氣用量。共設6個(gè)20m³液態(tài)氧儲罐，液氧總儲量120m³；每個(gè)儲罐配置1200m³/h的汽化器，總汽化量7200m³/h，保證醫院整體氧氣供應量。

負壓系統由真空泵、水汽分離器、負壓真空罐、儀表及管道閥門(mén)組成，負壓吸引裝置的排氣經(jīng)過(guò)高效過(guò)濾器過(guò)濾并消毒滅菌后排出。壓縮空氣系統由壓縮空氣設備源與壓縮空氣管網(wǎng)系統組成，配置的螺桿式壓縮空氣組二用一備。

氧氣、負壓吸引、壓縮空氣主管道由機房接出后埋地進(jìn)入隔離病區內。隔離病區內醫用氣體主管主要鋪設于醫護區屋面，各病區分支管穿越各自屋面后進(jìn)入相應區域內。南北區各分別設置一根DN150的氧氣總管及DN80負壓吸引總管，各區氧氣總管間設有旁通管，接入各護理單元的醫用氣體分支管上設有閥門(mén)。既可保證不同區域分批使用互不干擾，同時(shí)管道間互為備用有效提高供氧系統可靠性?？倛D醫用氣體管道示意圖如下：

目前各用氣區域已經(jīng)陸續通氣，氧氣輸送管道壓力平穩，輸送量較為穩定。液氧貯罐及汽化器根據實(shí)際使用量分批投入使用，可有效保證氧氣供應量。

在設計過(guò)程中為充分評估污染區廢氣排放是否對項目周?chē)h(huán)境造成影響，設計過(guò)程中得到清華大學(xué)陸新征教授及團隊的大力支持。陸新征教授及團隊提出了臨時(shí)醫院排風(fēng)環(huán)境影響的快速模擬方法。本方法以開(kāi)源流體力學(xué)計算軟件FDS為基礎，實(shí)現了臨時(shí)醫院建筑的快速建模?；谠朴嬎闫脚_的分布式計算以及有害空氣流動(dòng)的監測和可視化，為臨時(shí)醫院設計階段的快速分析提供了專(zhuān)門(mén)工具。

此次雷神山醫院暖通設計先經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)評審確定技術(shù)方案，邊設計、邊校對、邊審核、邊修改，提高工作效率，避免返工，合理穩妥的設計方案就是雷神山醫院建設的最大保障。在項目施工過(guò)程中積極主動(dòng)與項目建設各方溝通配合，不分白天黑夜每天派有經(jīng)驗的設計師駐場(chǎng)巡檢，第一時(shí)間發(fā)現和解決施工環(huán)節中存在的問(wèn)題，同時(shí)對重點(diǎn)難點(diǎn)處的施工予以現場(chǎng)指導。在疫情發(fā)展迅猛、項目建設周期極短、設備采購壓力極大的背景下，設計團隊的每個(gè)人頂住壓力，迎難而上，為有力抗擊疫情作出了自己應有的貢獻，用中南院暖通人的專(zhuān)業(yè)水準和職業(yè)操守為雷神山醫院的順利建設保駕護航。