大連(lián)負壓隔離病房高(gāo)效過濾器(qì)
由於(yú)新(xīn)冠病症前所未有,並且危(wēi)害嚴重,因此在全世界迅速擴散(sàn)後(hòu)對人們的健康造成很大危害。據世界(jiè)衛生組織(zhī)公布的統(tǒng)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 個國家和地區,其中SARS 死(sǐ)亡人數919 人,病死率近11%。像SARS 這(zhè)樣的突發(fā)性(xìng)傳染病不但給世界各國(guó)人民身心帶來了巨大的傷害,而且也給我國造成了上百億元的經濟損失,有(yǒu)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的SARS 患者。
我(wǒ)國潔淨技(jì)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過鑒定,標誌了我國潔淨(jìng)技術正式起步。在近幾十年裏,我國頒發了若幹(gàn)潔淨技術規範(fàn)、醫藥行業規範,並根(gēn)據技術發展,推出相(xiàng)關規範的新版本或者意見征求稿。近幾年(nián)我國(guó)對傳染疾病防治問題的十分重視,我國(guó)的潔淨病(bìng)房(fáng)、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,淨化設備(bèi)的生產在國內(nèi)形成了初步的規模與布局,我國先後設計製造了多種型式的潔淨工作台(clean bench)、吹淋室、氣閘室、物料傳遞窗(chuāng)、餘壓閥等(děng)相關設備。
1979 年1 月我國(guó)出版了(le)《空氣潔淨技術措施》,起到了規(guī)範(fàn)與推(tuī)動潔淨室技術發展的(de)重要作用,為日後國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(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(yī)院建築設(shè)計規範》(JGJ 49-88)。
1990 年我國(guó)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(zhōng)心(CDC)發布了《衛生保健設施中防止結核分支杆菌傳播指南》。
1997 年我國(guó)國家藥品監督管理局(jú)頒布了《醫藥工業潔淨廠房設計規範(fàn)》(GMP-97)。
1998 年我國國家藥(yào)品監督管理局頒布了《藥品生(shēng)產質量管理規範》(GMP-98)。
2001 年我國修訂並頒布(bù)了《潔淨廠房設計規(guī)範》(GB 50073-2001)。
2002 年我國頒布了《醫院潔淨手術部建築技術(shù)規範》(GB 50333-2002)。
2003 年協和醫院研製成功了“呼吸器整麵防護麵罩”、完成了“負壓層(céng)流淨化滅病毒(dú)裝置”和“負壓淨化病床”的設計工作,向國家申報(bào)了“針對烈性呼吸性傳染病的物理防護產品的研製(zhì)和產(chǎn)業化”課題項目。
2004 年我國推出了《綜合醫院建築設計規範(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(lùn)稿)》。
2006 年8 月,我(wǒ)國出版了係統介紹隔離病房的(de)專著《隔離病房設(shè)計原理》。
2006 年,美國生物安全專家提出傳(chuán)染病患者看護單元(yuán)(biocontainment patient care
unit)的概念,並整理和歸納設計要求[iii]。
2006 年12 月(yuè)由中(zhōng)國建築科學(xué)研究院空氣調(diào)節所、解放軍302醫(yī)院以及廣東申菱(líng)公司共14名科(kē)研人員組成的(de)研究小(xiǎo)組進行的“隔離病房隔離效果的研究”通過了建設部科技發(fā)展促進中心組織的科技成果評估。該研(yán)究的成果有: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(jiū)[1]。提出雙送風口的模(mó)式,通過模擬、驗證明比單送風口(kǒu)能夠改進氣(qì)流組織,降低醫護(hù)人員工作區域內細菌濃度[iv]。通過理論分析和實驗論證,溫差對汙染傳播有一定影響(xiǎng)[v],高(gāo)效過濾器(qì)濾菌效(xiào)率的實(shí)驗研究,說明(míng)循環利用回風也可以(yǐ)得到潔淨度高(gāo)的送(sòng)風[8],為隔離病房的節(jiē)能降耗提(tí)供(gòng)了依據。這一係列成果標誌(zhì)著我國對傳染隔離病房的設計已經(jīng)形(xíng)成了完備的理論。
1.3 主要內容、目的及研究方法
可見,為了在疫情(qíng)爆(bào)發時期盡量控製疫情、避免擴散、減少損失,醫院傳染性隔離病(bìng)房的隔離效果需要改善,相關的隔(gé)離措施(shī)值得探討和研究。患者被安置在獨立的傳(chuán)染性隔離病房內,新風經過過(guò)濾(lǜ)處(chù)理後送到室(shì)內,排(pái)風經過過濾、消毒等淨處理,然後排到室外。
潔淨室(Cleanroom)傳染性隔離病房高效空(kōng)氣過濾器的作用
(非典(diǎn)型性肺炎)疫情
高效空氣過濾器,高效過濾器,空氣過濾器
爆發,該疾病在在2003 年2 月首次發現於中(zhōng)國廣東、香港以及越南的河內等地, 並迅速蔓延到世界27 個國(guó)家和地區。
2002 年(nián)底爆發的SARS 疫情,引(yǐn)起了(le)我國對傳染性隔離病房的高度。如(rú)何提高傳(chuán)染性隔離病房空調的隔離效果和如何(hé)改進傳染性隔離病房空調的設(shè)計。對於(yú)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(de)空調通風設計中應當滿足(zú)以下幾個要求:提供病患者舒適環境,提高汙(wū)染(rǎn)空氣的淨化效果,保護醫(yī)護人員不受感染,避免形成渦流及換(huàn)氣死(sǐ)角(jiǎo),兼顧節能的環保要求。基於以上原則,筆者對(duì)傳染隔離病房設(shè)計進行了探討,說明了(le)傳(chuán)染(rǎn)性隔離病房空調通風設計的任務(wù)和辦法。設計中(zhōng)應注意的事項包括:為防止病菌逸(yì)出,傳染隔
離病房(fáng)應有良好的隔離措施,如保持室內外壓力梯度(負壓控製)、設置緩衝室;
同時應改(gǎi)善氣流組織、提高換氣次數、考慮局(jú)部排風的設計,降低室內(nèi)的汙染物濃度,保證醫護人員工作區空氣清潔度,降低醫護人員感染風險(xiǎn)。計(jì)算流體(tǐ)力學使用計算機輔助計算,是計算機技術的發展(zhǎn)和應用,數值模擬分析,有助於迅速得到(dào)結論,能減少實驗費用和投入(rù),為設計(jì)和施工提供參考。
參考國內外(wài)文獻和相關理論,筆者對采用兩個送風口時,送風口和排風口的不同組合的幾種方(fāng)案進行討論,利用Fluent 軟件進行(háng)數值模擬研究。首(shǒu)先建立一個隔離病房的模型,然後模擬送風(fēng)口、排風(fēng)口設在不同位置時的空調通風情況,分析醫護人員(yuán)工作區(qū)內的汙染物濃度(dù)、風速、溫度(dù)分布,通過比較,得(dé)出(chū)最佳的通風方案(àn)。 傳染性隔離病房屬於潔淨室(Cleanroom)的一種,為了治療(liáo)傳染病患者、防止疾病擴(kuò)散,及防止不(bú)同病患者間相互感染,它應具有如下三(sān)種功能(néng)
(1)為(wéi)傳染病患者提供良好的室內環(huán)境;
(2)保證室內汙染空氣不會逸出到室外;
(3)減少醫(yī)護人員感染上傳染病的風(fēng)險(xiǎn)。
可見,隔離病房的設計、建造和使用應盡可能減少引入(rù)、產生和滯留粒子(zǐ)等,減少(shǎo)滲出汙染有利於防止病菌擴(kuò)散(sàn)到室外的潔淨環境中(zhōng)。潔淨空調(diào)的設計,不但要有效排除病房內(nèi)產生的汙染空氣,而且要有效阻(zǔ)止室內的(de)汙染物逸出到室外。保證空調的良(liáng)好效果,提(tí)高清除汙染空氣的效率,防止汙染物逸(yì)出到病房外,保持醫護(hù)人員工作區空氣的清潔度,都(dōu)是傳染性(xìng)隔離病房空調通風設計中需要考慮的問題。
綜(zōng)合以上幾點要求,筆者(zhě)對傳染隔離病房空調通風進行探討(tǎo),以期達改善空調通風效果的目的。
1.2 國內外的研究現狀
根據潔淨室(shì)(區)的定義,潔淨室(區)指(zhǐ)空氣懸浮粒子濃度、含菌濃度受控(kòng)的房間(jiān)(空間)[i]。傳染性隔(gé)離病房的空(kōng)調通風需要控製含菌濃度和防(fáng)止細菌逸出,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,當時對潔淨室(cleanroom)的理解限於經噴灑消毒後可以控製創部感染(rǎn)率的處理室、手術室這類滅菌處理的工作環境,這也是最(zuì)初的潔淨(jìng)病房。
二戰(zhàn)期間,美國(guó)軍工產業中(zhōng)產品返工(gōng)率、返修率居高不下,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氣過濾器(HighEfficiency Particulate AirFilter)應用(yòng)於生產車間的送風過濾,具有現(xiàn)代意義的潔(jié)淨室由(yóu)此真正(zhèng)誕生了。
1961 年美國(guó)提出了層流(laminar flow)(現正名為單向流(liú)(unidirectional flow))的(de)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(jìng)室誕(dàn)生了。同年美國空軍製訂、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209。至此形成(chéng)了(le)完善的潔淨室技術雛形。
1967 年美國又頒布了美國航(háng)空宇宙局標準,通常稱為生物潔淨室標(biāo)準。
1965 年前(qián),多用於航空工業,1968 年起開(kāi)始應用於部分醫院,並在各(gè)種行(háng)業推廣,軍工、電子、光學、微型(xíng)軸承、微型電機、感光(guāng)膠片、超(chāo)純化學試劑等行業均有應用,對當(dāng)時科學技(jì)術和工業發展起了很大的促(cù)進作用。
70 年代初潔淨室的建設重點開始轉向醫療、製藥、食(shí)品及生化等行業(yè)。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(yě)都十分重視和大力發展(zhǎn)了潔淨技術。
20 世紀80 年代以(yǐ)後,美(měi)國和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(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(jié)淨技術的發展又進入一個新時期。1966 年美國新墨(mò)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(yòu)在美國明蘇達大學(xué)建成了世界上第(dì)一個水平層流的無菌室。1967 年美國德州的M.D.安德(dé)遜(xùn)病院建(jiàn)成了世界上最早(zǎo)的生物潔淨白血病室。1964 年美國食品藥品管理局(FDA)開始(shǐ)實施《醫藥品的製造和質量管理規(guī)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(zhī)(WH0)頒布了GMP,規定了為保證藥品無菌生(shēng)產,對生產(chǎn)環境和用水質量的(de)要(yào)求(qiú)