由于SARS 病癥前所未有,并且危害嚴重,因此在全世界迅速擴散后對人們的健康造成很大危害。據世界衛生組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(gè)國家和地區,其中SARS 死亡人數919 人,病死率近11%。像SARS 這樣的突發(fā)性傳染病不但給世界各國人民身心帶來(lái)了巨大的傷害,而且也給我國造成了上百億元的經(jīng)濟損失,有必要引起重視,避免再次發(fā)疫情爆發(fā)之后,全國各地紛紛對病患者采取了隔離、觀(guān)察和治療,在此過(guò)程中,就有醫護人員、健康人群被感染成為新的SARS 患者。
我國潔凈技術(shù)起步于上世紀60 年代,1965 年,我國研制的帶波紋隔板的高效空氣過(guò)濾器通過(guò)鑒定,標志了我國潔凈技術(shù)正式起步。在近幾十年里,我國頒發(fā)了若干潔凈技術(shù)規范、醫藥行業(yè)規范,并根據技術(shù)發(fā)展,推出相關(guān)規范的新版本或者意見(jiàn)征求稿。近幾年我國對傳染疾病防治問(wèn)題的十分重視,我國的潔凈病房、隔離病房技術(shù)的發(fā)展十分迅速。
70 年代,我國試制成功潔凈室配套的凈化設備,凈化設備的生產(chǎn)在國內形成了初步的規模與布局,我國先后設計制造了多種型式的潔凈工作臺(clean bench)、吹淋室、氣閘室、物料傳遞窗、余壓閥等相關(guān)設備。
1979 年1 月我國出版了《空氣潔凈技術(shù)措施》,起到了規范與推動(dòng)潔凈室技術(shù)發(fā)展的重要作用,為日后國家標準的制定奠定了基礎。
1984 年12 月我國頒發(fā)了《潔凈廠(chǎng)房設計規范》(GBJ73-84),2002 年又頒發(fā)了
修訂版(GB50073—2001)。
1989 年我國頒布了《綜合醫院建筑設計規范》(JGJ 49-88)。
1990 年我國頒發(fā)了《潔凈室施工及驗收規范》(JGJ71-90)。
1994 年美國疾病預防和控制中心(CDC)發(fā)布了《衛生保健設施中防止結核分支桿菌傳播指南》。
1997 年我國國家藥品監督管理局頒布了《醫藥工業(yè)潔凈廠(chǎng)房設計規范》(GMP-97)。
1998 年我國國家藥品監督管理局頒布了《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規范》(GMP-98)。
2001 年我國修訂并頒布了《潔凈廠(chǎng)房設計規范》(GB 50073-2001)。
2002 年我國頒布了《醫院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范》(GB 50333-2002)。
2003 年協(xié)和醫院研制成功了“呼吸器整面防護面罩”、完成了“負壓層流凈化滅病毒裝置”和“負壓凈化病床”的設計工作,向國家申報了“針對烈性呼吸性傳染病的物理防護產(chǎn)品的研制和產(chǎn)業(yè)化”課題項目。
2004 年我國推出了《綜合醫院建筑設計規范(2004 版征求意見(jiàn)稿)》。
2005 年我國推出了《傳染病醫院建筑設計規范(討論稿)》。
2006 年8 月,我國出版了系統介紹隔離病房的專(zhuān)著(zhù)《隔離病房設計原理》。
2006 年,美國生物安全專(zhuān)家提出傳染病患者看護單元(biocontainment patient care
unit)的概念,并整理和歸納設計要求[iii]。
2006 年12 月由中國建筑科學(xué)研究院空氣調節所、解放軍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(jìn)行的“隔離病房隔離效果的研究”通過(guò)了建設部科技發(fā)展促進(jìn)中心組織的科技成果評估。該研究的成果有:提出了緩沖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(jìn)行實(shí)驗和模擬研究[1]。提出雙送風(fēng)口的模式,通過(guò)模擬、驗證明比單送風(fēng)口能夠改進(jìn)氣流組織,降低醫護人員工作區域內細菌濃度[iv]。通過(guò)理論分析和實(shí)驗論證,溫差對污染傳播有一定影響[v],高效過(guò)濾器濾菌效率的實(shí)驗研究,說(shuō)明循環(huán)利用回風(fēng)也可以得到潔凈度高的送風(fēng)[8],為隔離病房的節能降耗提供了依據。這一系列成果標志著(zhù)我國對傳染隔離病房的設計已經(jīng)形成了完備的理論。
1.3 主要內容、目的及研究方法
可見(jiàn),為了在疫情爆發(fā)時(shí)期盡量控制疫情、避免擴散、減少損失,醫院傳染性隔離病房的隔離效果需要改善,相關(guān)的隔離措施值得探討和研究?;颊弑话仓迷讵毩⒌膫魅拘愿綦x病房?jì)?,新風(fēng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾處理后送到室內,排風(fēng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾、消毒等凈處理,然后排到室外。
潔凈室(Cleanroom)傳染性隔離病房高效空氣過(guò)濾器的作用
(非典型性肺炎)疫情
高效空氣過(guò)濾器,高效過(guò)濾器,空氣過(guò)濾器
爆發(fā),該疾病在在2003 年2 月首次發(fā)現于中國廣東、香港以及越南的河內等地, 并迅速蔓延到世界27 個(gè)國家和地區。
2002 年底爆發(fā)的SARS 疫情,引起了我國對傳染性隔離病房的高度。如何提高傳染性隔離病房空調的隔離效果和如何改進(jìn)傳染性隔離病房空調的設計。對于今后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(fēng)設計中應當滿(mǎn)足以下幾個(gè)要求:提供病患者舒適環(huán)境,提高污染空氣的凈化效果,保護醫護人員不受感染,避免形成渦流及換氣死角,兼顧節能的環(huán)保要求?;谝陨显瓌t,筆者對傳染隔離病房設計進(jìn)行了探討,說(shuō)明了傳染性隔離病房空調通風(fēng)設計的任務(wù)和辦法。設計中應注意的事項包括:為防止病菌逸出,傳染隔
離病房應有良好的隔離措施,如保持室內外壓力梯度(負壓控制)、設置緩沖室;
同時(shí)應改善氣流組織、提高換氣次數、考慮局部排風(fēng)的設計,降低室內的污染物濃度,保證醫護人員工作區空氣清潔度,降低醫護人員感染風(fēng)險。計算流體力學(xué)使用計算機輔助計算,是計算機技術(shù)的發(fā)展和應用,數值模擬分析,有助于迅速得到結論,能減少實(shí)驗費用和投入,為設計和施工提供參考。
參考國內外文獻和相關(guān)理論,筆者對采用兩個(gè)送風(fēng)口時(shí),送風(fēng)口和排風(fēng)口的不同組合的幾種方案進(jìn)行討論,利用Fluent 軟件進(jìn)行數值模擬研究。首先建立一個(gè)隔離病房的模型,然后模擬送風(fēng)口、排風(fēng)口設在不同位置時(shí)的空調通風(fēng)情況,分析醫護人員工作區內的污染物濃度、風(fēng)速、溫度分布,通過(guò)比較,得出最佳的通風(fēng)方案。 傳染性隔離病房屬于潔凈室(Cleanroom)的一種,為了治療傳染病患者、防止疾病擴散,及防止不同病患者間相互感染,它應具有如下三種功能:
(1)為傳染病患者提供良好的室內環(huán)境;
(2)保證室內污染空氣不會(huì )逸出到室外;
(3)減少醫護人員感染上傳染病的風(fēng)險。
可見(jiàn),隔離病房的設計、建造和使用應盡可能減少引入、產(chǎn)生和滯留粒子等,減少滲出污染有利于防止病菌擴散到室外的潔凈環(huán)境中。潔凈空調的設計,不但要有效排除病房?jì)犬a(chǎn)生的污染空氣,而且要有效阻止室內的污染物逸出到室外。保證空調的良好效果,提高清除污染空氣的效率,防止污染物逸出到病房外,保持醫護人員工作區空氣的清潔度,都是傳染性隔離病房空調通風(fēng)設計中需要考慮的問(wèn)題。
綜合以上幾點(diǎn)要求,筆者對傳染隔離病房空調通風(fēng)進(jìn)行探討,以期達改善空調通風(fēng)效果的目的。
1.2 國內外的研究現狀
根據潔凈室(區)的定義,潔凈室(區)指空氣懸浮粒子濃度、含菌濃度受控的房間(空間)[i]。傳染性隔離病房的空調通風(fēng)需要控制含菌濃度和防止細菌逸出,屬于潔凈室的范疇。18 世紀60 年代的歐洲醫學(xué)率先有了潔凈室的概念,當時(shí)對潔凈室(cleanroom)的理解限于經(jīng)噴灑消毒后可以控制創(chuàng )部感染率的處理室、手術(shù)室這類(lèi)滅菌處理的工作環(huán)境,這也是最初的潔凈病房。
二戰期間,美國軍工產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)品返工率、返修率居高不下,軍方和廠(chǎng)商研究得出了生產(chǎn)環(huán)境清潔度不高的原因。
1951 年,美國研制出了高效空氣過(guò)濾器(HighEfficiency Particulate AirFilter)應用于生產(chǎn)車(chē)間的送風(fēng)過(guò)濾,具有現代意義的潔凈室由此真正誕生了。
1961 年美國提出了層流(laminar flow)(現正名為單向流(unidirectional flow))的潔凈空氣流組織方案,并應用于實(shí)際工程,層流(單向流)潔凈室誕生了。同年美國空軍制訂、頒發(fā)了世界上第一個(gè)潔凈室標準《潔凈室與潔凈工作臺的設計與運轉特性標準》。
1963 年美國頒布了潔凈室第一個(gè)軍用部分的聯(lián)邦標準209。至此形成了完善的潔凈室技術(shù)雛形。
1967 年美國又頒布了美國航空宇宙局標準,通常稱(chēng)為生物潔凈室標準。
1965 年前,多用于航空工業(yè),1968 年起開(kāi)始應用于部分醫院,并在各種行業(yè)推廣,軍工、電子、光學(xué)、微型軸承、微型電機、感光膠片、超純化學(xué)試劑等行業(yè)均有應用,對當時(shí)科學(xué)技術(shù)和工業(yè)發(fā)展起了很大的促進(jìn)作用。
70 年代初潔凈室的建設重點(diǎn)開(kāi)始轉向醫療、制藥、食品及生化等行業(yè)。除美國而外,其它工業(yè)先進(jìn)國家,日本、德國、英國、法國、瑞士、前蘇聯(lián)、荷蘭等也都十分重視和大力發(fā)展了潔凈技術(shù)。
20 世紀80 年代以后,美國和日本分別研制成功過(guò)濾對象為0.1μm,捕集效率達99.99%的新型超高效過(guò)濾器。最終建成0.1μm 10 級和0.1μm 1 級的超高級別潔凈室,它使潔凈技術(shù)的發(fā)展又進(jìn)入一個(gè)新時(shí)期。1966 年美國新墨西哥州建成了世界上第一個(gè)垂直單向流的生物潔凈技術(shù)室(Biological Clean Operating Room)。同年又在美國明蘇達大學(xué)建成了世界上第一個(gè)水平層流的無(wú)菌室。1967 年美國德州的M.D.安德遜病院建成了世界上最早的生物潔凈白血病室。1964 年美國食品藥品管理局(FDA)開(kāi)始實(shí)施《醫藥品的制造和質(zhì)量管理規范》(Good Manufacturing Practice),為確保藥品的安全性、有效性提供了規范。1969 年世界衛生組織(WH0)頒布了GMP,規定了為保證藥品無(wú)菌生產(chǎn),對生產(chǎn)環(huán)境和用水質(zhì)量的要求。