范文輝

（北京北建大建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100044）

1 項(xiàng)目背景

根據(jù)國家衛(wèi)健委2022 年6 月底頒布的《新型冠狀病毒肺炎防控方案（第九版）》的要求，我國新冠肺炎疫情防控要全面落實(shí)“動(dòng)態(tài)清零”的總方針，堅(jiān)持“預(yù)防為主、防治結(jié)合、依法科學(xué)、分級分類”的原則，堅(jiān)持常態(tài)化精準(zhǔn)防控和局部應(yīng)急處置相結(jié)合，以最短時(shí)間、最小代價(jià)將疫情控制在最小范圍內(nèi)。

為貫徹國家的防疫方針，各省、市政府緊急出臺(tái)了新冠肺炎隔離設(shè)施和方艙醫(yī)院的設(shè)計(jì)導(dǎo)則，參照文獻(xiàn)[1]和[2]的有關(guān)要求，利用既有高大空間建筑，如展覽中心和體育館，改造為集中收治輕癥或無癥狀感染者的方艙醫(yī)院或集中隔離場所，是一種非常有效的措施。

2 工程概況

北京某高校位于大興新校區(qū)的體育館，總建筑面積20 000 m2，建筑高度19.5 m，2017 年9 月投入使用。該體育館地上主體為一層，為高大空間，內(nèi)部局部3 層（看臺(tái)下），地下兩層。

原設(shè)計(jì)地上大廳的主要功能為籃球訓(xùn)練及比賽，南北兩側(cè)是觀眾席。階梯看臺(tái)下的房間主要是體育訓(xùn)練、比賽用房、體育教室、辦公室，地下建筑主要功能為游泳館、健身房、球類活動(dòng)室和設(shè)備用房。

高校是人員密集場所，一旦發(fā)生疫情極易傳播擴(kuò)散，為使疫情在發(fā)現(xiàn)初期及時(shí)得到控制，結(jié)合國家和北京市的防疫政策，學(xué)校響應(yīng)區(qū)政府的號召，擬將該體育館（大廳）改造為臨時(shí)方艙醫(yī)院，用于及時(shí)收治輕癥和無癥狀感染者。

3 新冠肺炎方艙醫(yī)院的暖通設(shè)計(jì)原則和要點(diǎn)

3.1 呼吸道傳染病收治場所環(huán)境控制措施

新冠肺炎屬于乙類呼吸道傳染病，研究表明，其病毒主要通過呼吸道飛沫和密切接觸傳染，在封閉環(huán)境內(nèi)通過氣溶膠傳染。根據(jù)這些特點(diǎn)和文獻(xiàn)[3]的闡述，加強(qiáng)室內(nèi)，特別是呼吸道傳染病收治場所的機(jī)械通風(fēng)，對于控制氣流流向和稀釋降低帶病毒顆粒物的濃度，有很大的作用。

3.2 新冠肺炎方艙醫(yī)院暖通設(shè)計(jì)原則和要點(diǎn)

利用既有建筑改造為新冠肺炎方艙醫(yī)院，根據(jù)文獻(xiàn)[1]、[2]和[4]的有關(guān)要求，匯總得出方艙醫(yī)院設(shè)計(jì)原則和要點(diǎn)如下。

1）方艙醫(yī)院的格局應(yīng)按“三區(qū)兩通道”進(jìn)行設(shè)計(jì)，污染區(qū)包括輕癥患者收治區(qū)、治療室、處置室，清潔區(qū)為醫(yī)護(hù)人員生活區(qū)，半污染區(qū)為清潔區(qū)與污染區(qū)之間的辦公室、護(hù)士站、治療室、醫(yī)療器械室等，還有醫(yī)護(hù)人員通道和患者通道。

2）改造的方艙醫(yī)院，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)按清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)分別獨(dú)立設(shè)置，且盡量利用原建筑的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，全空氣空調(diào)系統(tǒng)采用全新風(fēng)直流方式運(yùn)行，關(guān)閉回風(fēng)閥，新風(fēng)閥全開；風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，按最大新風(fēng)量運(yùn)行，這兩種方式的排風(fēng)量均大于新風(fēng)量，排風(fēng)口設(shè)高效過濾器，排風(fēng)機(jī)風(fēng)量不夠時(shí)，可以開啟排煙風(fēng)機(jī)。

3）原有空調(diào)和排風(fēng)系統(tǒng)無法利用或未設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)的，應(yīng)增設(shè)通風(fēng)系統(tǒng)。加裝的排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)盡量采用下排風(fēng)，排風(fēng)管可結(jié)合建筑隔斷明裝，排風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按150～200 m3/（人·h）設(shè)計(jì)。

4）清潔區(qū)的送風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)采用粗效、中效，至少兩級過濾；污染區(qū)的送風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)采用粗效、中效、亞高效，至少三級過濾；排風(fēng)應(yīng)經(jīng)過高效過濾器處理后排放。

5）在高大空間內(nèi)設(shè)置的方艙醫(yī)院，氣流組織明顯不利的區(qū)域，如增設(shè)排風(fēng)口有困難，可分區(qū)設(shè)置具有殺菌消毒功能的空氣凈化器。

4 某高校體育館方艙醫(yī)院改造暖通設(shè)計(jì)方案分析

4.1 體育館暖通空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)狀

該體育館地上一層大廳采用的是一次回風(fēng)全空氣定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，夏季供冷，冬季供熱，氣流組織形式為上送風(fēng)、下回風(fēng)，屋頂風(fēng)機(jī)排風(fēng)?？照{(diào)系統(tǒng)按觀眾區(qū)和場地區(qū)劃分，根據(jù)建筑形式，南、北側(cè)各設(shè)兩個(gè)空調(diào)系統(tǒng)，共8 個(gè)空調(diào)系統(tǒng)。

大廳空調(diào)系統(tǒng)的總送風(fēng)量約為200 000 m3/h，折合換氣次數(shù)約為5 次/h。空調(diào)系統(tǒng)的熱源為地下一層換熱機(jī)房，冷源為屋頂風(fēng)冷冷水機(jī)組。

4.2 體育館方艙醫(yī)院建筑改造方案

根據(jù)區(qū)政府和學(xué)校的要求，結(jié)合新冠肺炎隔離設(shè)施相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，建筑專業(yè)提出了方艙醫(yī)院改造平面方案，劃分了清潔區(qū)和污染區(qū)。

一層大廳主要區(qū)域?yàn)槭罩涡鹿谳p癥患者的污染區(qū)，內(nèi)設(shè)123 張床位，每床之間有隔板，與大廳相通，還有值班護(hù)士25 人，醫(yī)生4 人，保安、保潔12 人，共164 人?；颊咝l(wèi)生間為現(xiàn)位于大廳南、北兩側(cè)的衛(wèi)生間。大廳東側(cè)為衛(wèi)生通過區(qū)，作為醫(yī)護(hù)人員的出入口，設(shè)有更衣間、緩沖間、洗消間、衛(wèi)生間，房間均有頂板，為密閉空間，患者的出入口位于大廳西側(cè)。

4.3 方艙醫(yī)院污染區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)改造方案

由于該體育館大廳的原空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)是按大空間舒適性空調(diào)設(shè)置的，雖然總的送、排風(fēng)量較大，但系統(tǒng)帶有回風(fēng)，送、回風(fēng)口也未設(shè)高效過濾器，且排風(fēng)口的位置較高，都不滿足方艙醫(yī)院的使用要求，因此，若改為方艙醫(yī)院，則需要對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行整改。經(jīng)分析，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)有以下3 個(gè)改造方案。

1）方案一：大廳污染區(qū)利用原空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)，關(guān)閉回風(fēng)口，利用原屋頂風(fēng)機(jī)排風(fēng)

利用原場地區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)送全新風(fēng)，仍采用位于高處的噴口送風(fēng)，原位于低處的回風(fēng)口關(guān)閉，利用屋頂?shù)呐棚L(fēng)機(jī)排風(fēng)，場地內(nèi)分區(qū)設(shè)若干移動(dòng)式空氣消毒裝置。

原場地區(qū)4 臺(tái)空調(diào)機(jī)組的總送風(fēng)量為25 000×4=100 000 m3/h，現(xiàn)排風(fēng)量按200 m3/（人·h）計(jì)，總排風(fēng)量為200×180=36 000 m3/h，則總送風(fēng)量不大于30 000 m3/h 即可。原服務(wù)場地的空調(diào)機(jī)組只開其中兩臺(tái)（南、北各一臺(tái)）送風(fēng)，并通過加裝變頻裝置，來降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和風(fēng)量，或者用風(fēng)閥調(diào)節(jié)風(fēng)量，同時(shí)送風(fēng)口加裝亞高效過濾器。

原屋頂有4 臺(tái)排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)，總排風(fēng)量（低檔）為22 000×4=88 000 m3/h，現(xiàn)運(yùn)行其中兩臺(tái)風(fēng)機(jī)（南、北各一臺(tái)）即可滿足排風(fēng)量要求，屋頂原排風(fēng)口適當(dāng)改造，加一節(jié)三通風(fēng)管，一支新增一個(gè)帶高效過濾器的排風(fēng)口，另一支風(fēng)口還用于排煙，火災(zāi)時(shí)轉(zhuǎn)換。

為保持室內(nèi)良好的空氣質(zhì)量，春、秋過渡季節(jié)也可以加大送、排風(fēng)量，即南、北區(qū)各開啟一臺(tái)空調(diào)機(jī)組送風(fēng)，屋頂開啟3 臺(tái)排風(fēng)機(jī)組排風(fēng)。

此方案的優(yōu)點(diǎn)是：充分利用現(xiàn)有空調(diào)通風(fēng)設(shè)備和管道，僅做少量改造，施工難度小，周期短。缺點(diǎn)是：送、排風(fēng)口均位于高處，且兩股氣流有交叉，不利于及時(shí)排除帶有病毒的空氣；冬、夏季全新風(fēng)運(yùn)行時(shí)，冷熱負(fù)荷較大，室內(nèi)溫度不能達(dá)到原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，特別是冬季高處送熱風(fēng)對地面不利，建議每床設(shè)電暖器來保持較舒適的環(huán)境溫度。

2）方案二：大廳污染區(qū)利用原空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)，原空調(diào)下回風(fēng)口改為排風(fēng)口

利用原場地區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)送全新風(fēng)，仍采用位于高處的噴口送風(fēng)，原位于場地周圍低處的回風(fēng)口改為排風(fēng)口，形成上送風(fēng)，下排風(fēng)的氣流組織形式，新的排風(fēng)管利用建筑兩端原有管井的空間敷設(shè)，或重新在樓板上開洞，豎向敷設(shè)新管道，與屋頂?shù)呐棚L(fēng)機(jī)連接排風(fēng)，場地內(nèi)分區(qū)設(shè)若干移動(dòng)式空氣消毒裝置。送、排風(fēng)量基本同方案一。

此方案的優(yōu)點(diǎn)是：利用現(xiàn)有空調(diào)通風(fēng)設(shè)備和送風(fēng)系統(tǒng)，對原回風(fēng)管道進(jìn)行修改，改下回風(fēng)系統(tǒng)為下排風(fēng)系統(tǒng)，使氣流組織更符合呼吸道傳染病區(qū)的要求，及時(shí)排除有害氣體。缺點(diǎn)是：對排風(fēng)系統(tǒng)改造工程量較大，施工有一定難度，周期長，成本較高。

3）方案三：大廳污染區(qū)利用原空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)，新增下排風(fēng)立管，沿看臺(tái)向上敷設(shè)，高空排風(fēng)

利用原場地區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)送全新風(fēng)，仍采用位于高處的噴口送風(fēng)，關(guān)閉原回風(fēng)口，在場地周圍新增若干下排風(fēng)立管，沿兩邊看臺(tái)向上敷設(shè)，連接屋頂原排風(fēng)機(jī)排風(fēng)，形成上送風(fēng)，下排風(fēng)的氣流組織形式，場地內(nèi)分區(qū)設(shè)若干移動(dòng)式空氣消毒裝置，送、排風(fēng)量基本同方案一，詳見圖1。

圖1 體育館（方艙醫(yī)院）通風(fēng)空調(diào)剖面示意圖

此方案的優(yōu)點(diǎn)是：利用現(xiàn)有空調(diào)通風(fēng)設(shè)備和送風(fēng)系統(tǒng)，廢除原回風(fēng)系統(tǒng)，新增下排風(fēng)系統(tǒng)，使氣流組織更符合呼吸道傳染病區(qū)的要求。缺點(diǎn)是：新增排風(fēng)系統(tǒng)的管道和部分風(fēng)機(jī)，工程量較大，但因較少涉及對體育館結(jié)構(gòu)的改造，比方案二的施工難度小。

4.4 衛(wèi)生通過區(qū)的通風(fēng)空調(diào)改造方案

衛(wèi)生通過區(qū)設(shè)在體育館大廳東側(cè)，緊鄰原主席臺(tái)，根據(jù)防疫需要，需增設(shè)送、排風(fēng)系統(tǒng)。送風(fēng)方案是在舞臺(tái)后部一層進(jìn)出口大廳頂部吊裝一臺(tái)直膨式新風(fēng)機(jī)組，夏季供冷，冬季供熱，室外機(jī)設(shè)在附近地面上，新風(fēng)管送接至醫(yī)護(hù)人員進(jìn)入污染區(qū)方向的更衣間。在醫(yī)護(hù)人員離開污染區(qū)方向的緩沖間設(shè)下排風(fēng)口，并在舞臺(tái)高處觀眾席頂部新增排風(fēng)機(jī)一臺(tái)，豎向排風(fēng)管連接至排風(fēng)口，從高處排風(fēng)。

5 結(jié)語

從以上方案分析來看，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在方艙醫(yī)院的建設(shè)中占有舉足輕重的位置，對于患者的順利康復(fù)和醫(yī)護(hù)人員的安全都非常重要。方案一改造工程量較小，施工速度快，工程造價(jià)低，且疫情結(jié)束后便于恢復(fù)原狀，但空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行效果一般，適合在短期內(nèi)快速建成臨時(shí)性方艙醫(yī)院，并投入使用，以應(yīng)對疫情的暴發(fā)。方案三改造工程量較大，施工難度大，周期長，造價(jià)高，疫情結(jié)束后恢復(fù)難度大，但空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行效果最好，適合長期用作呼吸道傳染病方艙醫(yī)院。需要注意的是，上述各通風(fēng)系統(tǒng)改造方案中，對原體育館的防排煙系統(tǒng)不做改動(dòng)，以確保體育館在各種功能條件下都能安全運(yùn)行。