祝熠珺，鄭楠楨，童 歡

（上海船舶設備研究所，上海 200031）

0 引言

自2019年末至今，新冠疫情在全球各地陸續(xù)爆發(fā)。在2020年，鉆石公主號郵輪曾一度成為新冠疫情的重災區(qū)，1月20日，1名攜帶新冠肺炎病毒的中國香港游客同其他3 700多人一同登上郵輪，其中1 000多名乘客都是超過70歲的老人，截至2020年2月10日，已有130名乘客確認感染上了新型冠狀病毒。之前，媒體一度傳言是由于郵輪上的空調循環(huán)系統(tǒng)，造成了病毒在全船蔓延，后經(jīng)專家辟謠，郵輪的新風加風機盤管空調系統(tǒng)不會造成病毒的傳播。但是如果船方能在第一時間將攜帶病毒的乘客有效隔離，也能避免悲劇的釀成，而在船上裝備有效的醫(yī)療潔凈室，想必會成為越來越多船舶的迫切需求。

醫(yī)療潔凈室的概念已在陸用建筑中廣泛運用，主要用于醫(yī)院、藥廠和電子工程等，借助完善的標準及多方位的研究，陸用潔凈室已經(jīng)相當成熟。隨著諸如“鉆石公主”號郵輪等海上突發(fā)事件的增多，帶來了海上隔離、救援以及治療的需求。相應的，為醫(yī)療潔凈室配置合適的空調設備及系統(tǒng)也會成為船舶空調通風專業(yè)的重點。

1 潔凈空調標準

船舶上的醫(yī)療區(qū)域根據(jù)潔凈度要求，需要配置專業(yè)的醫(yī)療潔凈空調系統(tǒng)，潔凈空調系統(tǒng)是保證艙室內溫濕度、送風量和過濾各種微粒的系統(tǒng)，不僅要能對醫(yī)療區(qū)域的空氣進行有效過濾，還要能夠對其進行精準的溫度和濕度控制，防止細菌和病毒的增長。

1.1 潔凈手術部分級標準

船舶醫(yī)療區(qū)根據(jù)實際用途，與陸用醫(yī)院手術室類似，可以分為潔凈手術室、潔凈輔助用房和非潔凈輔助用房等，其中潔凈手術室主要是對病患開展各項專門外科手術的區(qū)域；潔凈輔助用房一般是為手術室配套提供各種輔助功能，如刷手消毒、麻醉、更衣、體外循環(huán)等；非潔凈輔助用房則對室內潔凈度無要求，一般為普通的儲藏室、走廊燈。潔凈手術室和潔凈輔助用房的分類參照《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》可以分為I～IV級，各等級的具體用途見表1。

表1 潔凈手術室和潔凈輔助用房分類[1]

船舶醫(yī)療船根據(jù)實際用途，主要還是治療外傷和燒傷之類的外科戰(zhàn)地手術，所以醫(yī)療船的醫(yī)療區(qū)手術室主要是III類，配置少量II類，潔凈輔助用房也以III級和IV級為主。

各等級潔凈手術室和輔助用房的相關潔凈度要求參照同等級陸用醫(yī)院潔凈區(qū)標準，表2為《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》中對各級潔凈區(qū)域潔凈等級指標要求。

表2 潔凈手術室和潔凈輔助用房等級標準[1]

潔凈手術室一般分為手術區(qū)及周邊區(qū)，手術區(qū)空氣參照高潔凈度級別，周邊區(qū)參照較低潔凈度級別。

1.2 空氣調節(jié)指標

對于潔凈空調系統(tǒng)，除了潔凈指標的要求，常規(guī)的溫濕度、壓力和氣流組織等，也需要重點考慮。

1.2.1 溫濕度

常規(guī)空調系統(tǒng)主要還是為了滿足艙內人員的舒適性要求，或者為重要發(fā)熱設備制冷降溫。而潔凈空調服務的對象，其環(huán)境參數(shù)要求較高，范圍變化廣，控制精度要求高。

1.2.2 艙室正壓

常規(guī)空調系統(tǒng)設計中，只要送入艙內的風量略大于艙室排風，整個艙內保持略微正壓即可，不需要對正壓值進行隨時隨地的檢測與控制。潔凈空調系統(tǒng)則不同，由于潔凈空調的潔凈級別要求，相鄰的艙室都有嚴格的正負壓要求。最小壓差≥5 Pa，最大壓差＜20 Pa[1]，不應因壓差而產生哨音或影響開門，如果是潔凈度相同的相鄰艙室，也應有適當?shù)膲翰?，以保持要求的氣流方向，而且需要對艙室的壓差進行即時的檢測和控制。為了方便調試，在實際設計系統(tǒng)時，在送風、回風和排風風管上都需安裝風量調節(jié)閥，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，調節(jié)閥位并固定，保證系統(tǒng)正常運行時，房間的正負壓在設計要求范圍內[2]。

1.2.3 氣流組織

船舶空調系統(tǒng)通常采用每個艙室頂部中央布風器送風，氣流通過門縫下格柵，或從走廊回到空調器、或從浴廁排風排出。整個系統(tǒng)對于氣流組織要求較低，甚至不太考慮氣流組織，送風布風器、回風口位置等都是以布置方便為前提，有時還需要服從于其他設備或者內裝美觀要求。

潔凈空調的氣流組織設計首先需要滿足規(guī)范標準，4個級別的潔凈等級都有明確的送風和回風方式要求。氣流組織的合理設計，直接影響了凈化是否滿足要求。比如對于最高等級100級，就必須要采用垂直或者水平單向層流設計，回風格柵需要安裝在地板下或者夾墻內以達到凈化效果，規(guī)范中對于室內的平均風速，也嚴格要求控制其在0.20～0.25 m/s之間[3]。

對于艙室換氣次數(shù)、溫濕度等主要空調設計技術指標，規(guī)范中的要求可參見表3。

表3 潔凈手術部用房主要技術指標

最小新風量需要根據(jù)手術使用的各類手術氣體進行確定。

2 醫(yī)療區(qū)空調系統(tǒng)的實船應用

近20年來，隨著我國海軍的發(fā)展壯大，其中建造的大多數(shù)水面艦船都配有醫(yī)療區(qū)空調系統(tǒng)，特別是醫(yī)院船、救撈船等，但對于空間比較緊湊的戰(zhàn)斗艦船，目前還并未配置潔凈空調系統(tǒng)。

2.1 系統(tǒng)原理

艦船上的醫(yī)療區(qū)空調系統(tǒng)由潔凈空調裝置及凈化末端裝置組成，主要服務于潔凈手術室和潔凈輔助用房及監(jiān)控病房等有潔凈要求的區(qū)域。一般艦船都是Ⅲ級手術室的要求，醫(yī)院船會按相關要求配有Ⅱ級手術室，相應的凈化末端配套設備需根據(jù)不同的等級進行配置。醫(yī)療區(qū)空調系統(tǒng)典型系統(tǒng)簡圖見圖1。

圖1 醫(yī)療區(qū)空調系統(tǒng)典型系統(tǒng)簡圖

潔凈空調裝置和常規(guī)的組合式空調機組類似，不同的是，常規(guī)的組合式空調機組大多只設置一道初效過濾裝置，而潔凈空調由于對于艙室內環(huán)境的潔凈度要求較高，在空調機組內設置了2道過濾器，由初效過濾器和中效過濾器組成，在系統(tǒng)末端還必須根據(jù)手術室潔凈度標準設置高效或者亞高效過濾器。

根據(jù)規(guī)范標準，潔凈空調的高效過濾器必須設置在末端位置。這是由于系統(tǒng)末端風速較低，可以有效保護用玻璃纖維材料制作的過濾器不被氣流吹破，同時可以保證末端過濾，防止空氣在送風管道內因塵埃等雜質的再次污染。

2.2 實船空調系統(tǒng)

2.2.1 總體布置

某醫(yī)療船，其中一潔凈醫(yī)療區(qū)由1間大手術室、1間小手術室、2間監(jiān)護病房、消毒中心、更衣室及若干輔助用房組成，總布置信息見表4。

表4 某醫(yī)療區(qū)域布置情況

空調通風系統(tǒng)覆蓋潔凈醫(yī)療區(qū)所有艙室，主要由潔凈空調裝置、凈化末端裝置、排氣通風裝置及風管等附件組成。其中潔凈空調裝置和凈化末端裝置是系統(tǒng)的核心設備。

2.2.2 潔凈空調裝置

整套潔凈醫(yī)療區(qū)空調系統(tǒng)包含3臺潔凈空調裝置：其中1號空調器負責大手術室、2號空調器負責小手術室、3號空調器負責監(jiān)護病房和消毒中心等輔助用房，主要參數(shù)見表5。

表5 潔凈空調裝置設計參數(shù)

潔凈空調裝置主要是對醫(yī)療區(qū)的空氣進行過濾凈化、夏季降溫除濕、冬季加溫加濕的。夏季制冷是以冷媒水為冷卻介質；冬季加熱是以蒸汽或熱媒水為制熱介質；冬季加濕是以蒸汽為加濕介質。

潔凈空調裝置主要由電加熱器、初效過濾器、風機（含變頻電機）、中效過濾器、換熱器、加濕器、亞高效過濾器、電氣控制箱等組成。潔凈空調裝置是保證艙室內溫濕度、送風量、過濾微粒的設備。潔凈空調裝置機組實物圖見圖2。

圖2 潔凈空調裝置

由于合適的溫度、濕度和營養(yǎng)條件是細菌生長繁殖的溫床。研究情況表明濕度對細菌生長繁殖的影響尤為顯著。例如：當環(huán)境相對濕度為50%時，細菌浮游10 min即死亡；而當相對濕度高于或低于50%時，大部分細菌存活時間大于24 h。在常溫下，相對濕度超過60%時，會導致發(fā)霉，而當相對濕度超過80%以上時，任何溫度都會造成發(fā)霉。因此艙室和設備的濕度控制相當重要。

2.2.3 凈化末端裝置

凈化末端裝置是保證艙室內過濾微粒的設備，經(jīng)過潔凈空調裝置的熱濕處理和凈化處理后的空氣進入凈化末端裝置，經(jīng)處理后送入各潔凈區(qū)域，使其達到凈化效果。

凈化末端裝置主要由高效過濾箱、高效送風裝置、送風天花裝置、中效回風裝置、中效排風裝置、手術室控制面板、定風量閥等組成。其中，高效過濾箱、高效送風裝置、送風天花裝置、中效回風裝置具有過濾凈化功能；中效排風裝置可按實際情況增減過濾凈化功能；定風量閥具有在一定的壓差范圍內，可將氣流保持在預先設定的流量范圍內的作用。凈化末端裝置一般情況下的性能指標具體見表6，凈化末端裝置見圖3。

表6 凈化末端裝置的性能指標表

圖3 凈化末端裝置

3 結論

以郵輪為代表的高端客船在應對突發(fā)事件時，各種問題就顯得格外突出，由于其作為一個相對封閉的大空間，更易于流行病等的傳播。潔凈空調作為一種全空氣系統(tǒng)，較適合應用于船舶空調上，在船舶上設置專門的醫(yī)療安全隔離區(qū)，配置專業(yè)的潔凈空調系統(tǒng)，采用一定的方式對區(qū)域的壓力、送排風進行即時的監(jiān)控和調整。當船上發(fā)生需要隔離人員的情況時，潔凈空調系統(tǒng)既能夠保證醫(yī)療區(qū)域空氣的凈化消毒，同時能夠保證船上其他區(qū)域人員的健康和安全。