2003年SARS在国内爆发,无疑给了人类一个警示。从此,我国传染病学和相关学科研究,以及传染病隔离病房建设等得到人们越来越多的重视。然而,在当前医院改扩建热潮中,许多医院由于对隔离病房认识不足,存在着好大喜功,盲目建设的趋向;其结果是不仅浪费了财物、人力,也浪费了资源。隔离病房应当如何设计施工?在疫情和非疫情期间如何管理维护?如何在设计、建造、管理、维护隔离病房中做到人性化、高效、低成本?记者就这些疑问,采访了中国建筑学会暖通空调分会副理事长,中国洁净技术分会副主任,同济大学机械工程学院教授,博士生导师沈晋明先生。
隔离病房建设新思路
王瑞嵚
沈晋明先生是我国著名暖通洁净专家,在隔离病房研究方面有很多独到的成果。如“非典”期间,为上海传染病总院隔离病房应急改造时发明的“隔菌器”,以及最新科研成果《多用途隔离病房及其无凝水空调末端与系统》等。他还有多项科技发明成果获奖。近年来主持的项目主要有:上海教委课题“空气洁净屏送风系统”,上海自然科学基金课题“上海室内空气品质及其对策”,上海科委课题“医院空调系统防范非典传播与感染应急措施与今后对策”、“上海市传染病SARS病房通风空调改造的研究与实施”。
1 病房设计与施工
1.1 人性化设计
据报道,SARS疫情期间,暴露出许多对患者缺乏人性化关怀的问题,如个别工程技术人员在设计患者输送车时,体积做得很小,又是密闭式的;在病床上方设排风罩,病床周围布置排风口,患者头后设很大的吸风口,使患者易受强风吹等。这些设计或许对隔离、排除病毒有效,但对患者来讲,显然不够人性化。针对隔离病房,各国标准都提出了居住条件和面积要求,这充分体现了对患者基本的人文关怀。那么,我国在设计医院的隔离病房时,到底该在人性化方面做何种考虑呢?
沈晋明说:“隔离病房从广义上讲应是一个病区,在建造传染性隔离病房时,应从两个方面考虑:对外,要把传染病人隔离起来,把传染源控制住,这对疫情的控制起到最大作用。对内,要保证医护人员的安全,防止病人和医护人员之间互相交叉感染。就隔离病区中的病房来说,它是一个考虑生活设施的放大隔离罩,无需通风罩或围帘把病人罩起来。因此,从工程角度要做的是:在隔离病房内,用同样的措施(如风量、冷量)下,怎么能使污染控制更合理。即采用送、回、排风口的不同布置让房间污染浓度分布不均匀,室内形成一股定向流动。使医护人员活动在污染浓度比较低的送风区(上风侧),而病患处于污染浓度相对高些的回(排)风区(下风侧)。”
沈晋明表示:不同控制思路产生不同控制方法,如新加坡和香港采用通风罩罩在病人头上;广东早期用新鲜空气通风;而同济大学采用定向流方式,使病患处于下风侧;中国建筑科学研究院认为应在定向流的基础上于病床边再加个送风罩,该措施也值得推荐。
1.2 最佳隔离效果
对于如何保证隔离病房的最佳效果,国内外工程界争议颇多。
沈晋明指出:疫情控制关键在于病区隔离,隔离病房要针对疾病的传染特性,根据病菌类型、传播途径与危害程度来实现隔离效果。该效果的体现主要从工程方面着手:一、平面设计;二、人流、物流控制;三、通风控制;四、污染物的处理。这几个方面措施要适度,做得不够,影响隔离效果;太过,又造成运行浪费而且造价也高,一般医院承受不起。这四项技术哪样都不能轻视,香港淘大花园发生的疫情,就是下水道污物处理不善,而导致病菌从下水道干枯的水缝和通气孔翻上来的。
1. 3 医院急诊室要起到分流作用
其实,在不明疫情发生的初期,医院首当其冲的是急诊科和急诊病房。医院急诊科和急诊病房应对不明疫情时的作用不可小视,如若处理不好,就会造成医护人员和病人之间的交叉感染,导致疫情扩散。这方面惨痛的教训,在SARS初期屡见不鲜。鉴于此,在当今的医院改扩建大潮中,个别医院把急诊病房都改成传染性负压隔离病房。但是,新的问题又出现了:传染性负压隔离病房的维护费用颇大,在非疫情期间,无疑是资源浪费。
对此,沈晋明告诉记者:“急诊一般来说是要起到一个分流的作用。对待传染病的最佳办法,就是在急诊时能将病人分诊、安顿好。分诊;就是把传染源给分开,这是最有效的控制。在急诊处理后,应及时把病人转到传染病专科医院去。而且,呼吸道感染一个最大特点就是发高烧,发热门诊就要抓住这个很主要的特点。我以为,不要把整个急诊室都做成隔离病房,而应在分诊一开始,就把高热(或疑似)病人安置到一个专门的区域。如此一来,感染控制就简便得多、有效得多。”
1.4 隔离病房多用途应当是趋向
据报道:现在有些医院建造了可转换的‘负压病区’,平时是正压,作普通病房用;疫情来时,只需转换成负压,使正压普通病房转变成传染性隔离病房。
沈晋明认为:这也不失为一种办法。但应用起来,并不简单;因为气流组织与换气次数不一样,病房改变用途并不是单纯的正压和负压的转换,而是一个系统的转换。根据我国的国情,在非疫情期间,通常不可能把那么多的房间,全都建成负压隔离病房。负压病房在平时空置、其维护也是一笔不小的费用。因此,隔离病房多用途应当是我国建造传染病隔离病房的一个新趋向。这种病房在设计施工时按负压病房要求建造,建成后,可根据需求转换成正压、普通或负压病房、可以收治不同类型的病人,有疫情随时改成传染病负压隔离病房。
1.5 负压隔离病房施工要格外小心
据了解传染病负压隔离病房施工设计的依据是:《洁净室施工及验收规范》(GBJ71-90)、“生物安全实验室建筑技术规范”(GB50346-2004)、《医院洁净手术部建筑技术规范》(GB50333-2002)、《通风与空调工程施工及验收规范》(GB50243-2002)、《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003),还有《综合医院建筑技术规范》(报批稿)等,而《医院隔离病房建筑技术规范》尚在编写之中。
沈晋明告诉记者:“负压比正压更难控制;在隔离病房里,负压使得渗漏无孔不入,无处不在,到处都渗透着。在施工中如果不注意,就很容易把负压破坏掉;哪怕是常见的接线端子、开关扳后的穿线孔,壁橱框架缝隙等不小心处理都不行。常规施工很难去注意这些小地方,可是往往是这些细节,能轻易地把负压破坏掉。”
2 病房装置与管理
2.1 高效过滤器除菌最有效
据了解,传染性负压隔离病房主要功能是:一是,收治患有通过空气传播的疾病的病患;二是,防止交叉感染。为防止对环境的污染,隔离病房的排风必须进行处理,其方法有多种:如空气过滤、紫外线消毒、化学消毒、高温灭菌等等,可哪种方式最优呢?业内对此,尚无定论。而且,负压隔离病房内被患者污染的空气,必须经过彻底除菌处理才能排出室外,又用哪种措施合适?
沈晋明为记者释疑道:“尽管传播途径有飞沫核传播、气溶胶传播、接触传播、公用媒介传播和带菌生物体传播,从隔离病房工程措施上讲主要分为两种控制:一是防止接触途径传染;一是防止空气途径传染。但病菌致病性不同,控制措施也不同。如接触性传染肠道传染和肝炎、艾滋病;如呼吸道传染普通流感和SARS、肺结核等。具体情况具体分析,应根据不同类型的传染病菌,采取不同的措施。针对空气中SARS那样的烈性传染病菌,唯有高效过滤器除菌最有效。这也是国内外相关标准唯一认可的,实践证明的确能百分之百除掉悬浮菌。”
当记者问道:针对传染性隔离病房消毒除菌,目前,有普通型紫外线灯管、活性碳过滤器、负离子发生器、静电过滤器、高效紫外线杀菌管、高效离子净化器、以及同时具备净化,灭菌,消毒的复合装置等;您认为结合隔离病房的具体环境和排风系统,应选哪种?
沈晋明斩钉截铁地回答说:“对于高致病性悬浮菌,还是高效过滤器最好!”
2.2 直流式全新风有效而造价高
目前学术界对隔离病房通风空调措施有争议,有人建议用经过滤器处理的回风,有人说用经过滤器处理的新风,还有人建议病房应用直流式全新风热泵空调机。这些都涉及到投资、能耗和运行费用。
沈晋明说:“对一般性传染病房只是要求开窗通风,不需要什么空气过滤。但对用高效过滤器排风的隔离病房,或病人体质比较弱时,则应对送风进行过滤。因为,过滤有助于保护排风装置中的高效过滤器,使其使用寿命更长。一般地说,如果新风对除菌要求很严格,最好不要对新风进行高效过滤,这主要是考虑到成本问题。所以,只有室内存有高危害程度致病菌的情况下,才宜采用直流式全新风空调系统,因其造价很高,运行费用更高。如三级生物安全实验室就是用全新风。一般情况,则应允许自室回风。在SARS期间,世界卫生组织发函,也是允许自室回风的。根据美国肺结核菌感染控制标准也允许自室回风,只是要求回风口要设置高效过滤器。”
2.3 热泵式热回收机冬天效果好
有人曾建议在负压隔离病房安装直流式全新风热泵空调机,采用热回收装置来回收排风中能量以达到节能。
对此,沈晋明说:“这应根据传染病的类型、病毒危害程度来决定可否采用。由于全热交换器总有渗透率,存在着排风中带菌空气对新风渗漏可能,对烈性传染病菌无论转轮式或板式热回收都不能用,如三级生物安全实验室绝不能采用。但一级、二级生物安全实验室因为排风中不存在致病菌,就可允许采用。传染病房最好采用热回收型热泵,或热回收型耦合盘管。这种机器在冬天由于送排风温差大热回收效果好,而在夏天则差些。”
2.4 隔菌器----传染性多用途隔离病房“速成”器
SARS期间,沈晋明为上海传染病总院应急改造隔离病房发明了“隔菌器”,该产品当时报价仅一千元多人民币,只需安置两个‘隔菌器’即将普通病房迅速改成一间隔离病房。而国外同样一间隔离病房,造价则需近十万美元。
谈及此事,沈晋明告诉记者:“当时要求我们一个星期内改造好上海传染病总院隔离病房,连验收的时间都在内。为此,我构思出一个不需检漏的负压排风器,这种装置可以作为送风器,也可作为排风器,还能当作普通空调除菌器;于是,“隔菌器”的思路也就出来了,当时只作为临时改造措施。在疫情期间,一间普通病房里放两个隔菌器,就成负压隔离病房。疫情过去后,拿掉就行,十分简便。这种隔菌器,可以在我国偏远和经济落后地区、隔离要求不高的病房中推广使用。
2.5 多用途隔离病房及其无凝水空调末端与系统
2004年4月10日,上海市科学技术委员会组织中国洁净技术分会、中国建筑科学研究院空调所、上海现代建筑设计集团、华东建筑设计研究院、石化集团医药设计研究院、上海卫生建筑设计研究院等单位的七位专家学者对科技成果《多用途隔离病房及其无凝水空调末端与系统》进行了技术鉴定,结论是:无凝水空调末端设备与系统用于多用途隔离病房是一种创新理念。由于系统中不存在积水,彻底消除了微生物滋生源,并实现了空气途径传染隔离病房、接触传染隔离病房、普通病房等多种用途的转换,具有造价低、运行费用小、使用简便、无化学污染、适合我国国情等特点,该项目主持人就是沈晋明。
他对记者说:“‘多用途隔离病房及其无凝水空调末端与系统’是同济大学开发、上海新晃公司研制的,已用在上海市公共卫生中心,该中心是我国第一个较为现代化的传染病总院。这套系统的发明思路是:要彻底消除隔离病房空调末端滋菌,关键在杜绝一切产生凝水的可能,如冷却除湿、加湿液滴、管路结露等,尤其空调末端的冷凝水滋菌,贯通整幢大楼的冷凝水管道系统又是病菌传播通路。如果空调机组在全年运行过程中不出现水分,病菌失去了孳生必要条件,那交叉污染问题就迎刃而解了,也不存在凝水处理问题。”
2.6 负压隔离病房换气次数和负压级数
有关隔离病房换气次数问题,国内外意见不一。美国ASHRAE与AIA建议肺结核病隔离病房和治疗室的最小换气次数为6次/小时,中国制冷学会空调热泵专业委员会委员、天津工业职业技术学院教授何耀东认为隔离病房应达到每小时10次以上。还有人提出,隔离病房换气次数应为15次/小时。
沈晋明则认为:普通隔离病房换气次数一般情况下和空调差不多,但对高致病性呼吸道传染的隔离病房应是12次/小时。如果是负压,就要根据病菌类型与危害程度来调整负压。一般是-5Pa ~ -8Pa。
资料链接:
传染性隔离病房隔菌器
同济大学机械工程学院,工学博士,教授,博士生导师沈晋明发明
由于家用空调器价格便宜、安装方便、使用简便等优点,被大量应用于医院、各卫生机构。但是医疗场所各种疾病的患者与易感人群云集,大量致病菌被这种家用空调器吸入、繁殖又被送入室内,容易引起交叉感染。普通家用空调器由于体积小,无余压,难以安装任何附件,加上送风量小,又无新风,无法满足换气的要求。特别是在SARS疫情期间被禁止使用。如果全国几千家医院及其它卫生机构全部更换空调器,将会造成极大的损失。传统的净化除菌装置是在空调出风口处安装高效过滤器,或室内设置自净器、无菌器等,无法阻止致病菌通过回风口进入空调器。传统机械密封方式难免病菌渗漏,加上空调器内风机吸入段的负压作用难以防范致病菌通过空调器箱体接缝渗入,无法彻底消除空调器内滋菌风险。
在SARS疫情期间发明了空调器的隔菌器,一周内完成了上海传染病总院的隔离病房的改造。已被授予专利。
隔菌器吸入隔离病房内含菌空气,经除菌器除菌后,由风机送入室内空调器,风机风量按房间要求配置,由于是软连接可与空调器风量无关。隔菌器也可用作排风,室内形成负压。如疫情需要时安上,平时不需要时就撤下,十分简便。
- 本专利只注重阻止致病菌进入空调器,滋生、繁殖与传播,不顾及非致病菌。
- 本专利是与空调器软连接(不作机械性硬连接),不像相关专利直接与空调器硬连接或做成独立自净器。
- 本专利风机与净化装置是直接加装在家用空调器的进风口,可有效形成除菌隔离(如图1),同时也消除空调器内部的负压。
- 本专利主要是控制室内致病菌,用于隔离病房或其他感染控制科室,而其他相关专利用于无菌病房或改善室内空气品质。
- 本专利在一些场合可以与普通家用空调器配合使用(如图2),适用面更广。
- 本专利可用作房间送风口、回风口和排风口(如图3),充分除菌后排出。
- 本专利也可用于中央空调系统,当某个空间发生突发微生物污染事件,只要在该空间所有回风口加装本专利隔离器,整个中央空调系统照常可以运行,不必使整幢大楼中央空调系统停运,造成很大损失。
- 本专利要求与空调器连锁,必须先开隔菌器才能开空调器,关机时必须先关空调器,最后才能关隔菌器,并保证不开隔菌器不能开空调器的连锁。
图1 隔菌器用于疫情期间SARS隔离病房紧急改造时作空调器进风装置
图2 隔菌器用于疫情期间SAR隔离病区化验室分体空调器紧急改造
图3 隔菌器用于疫情期间SARS隔离病房紧急改造时作排风口
隔菌器也可用于控制有害微生物发生的,但控制要求不太高的房间包括各类的传染病隔离病房、生物安全实验室、感染动物房、细菌库等有空气途径传染可能的所有房间改造。
沈晋明简介:
同济大学机械工程学院工学博士,教授,博士生导师。中国建筑学会暖通空调分会 副理事长,中国洁净技术分会 副主任,上海建筑学会理事 暖通空调委员会主任,上海建委科技委员会委员,《医用工程》杂志顾问、《暖通空调》《洁净与空调技术》《建筑热能通风空调》《中国卫生工程》编委。主要研究方向:空调通风技术,微污染控制,室内空气品质和洁净技术。近年来主持的项目主要有:“空气洁净屏送风系统”;“海上医院关键科室环境控制”;“海上医用空调机组与系统”;上海科委课题:“上海室内空气品质及其对策”,“医院空调系统防范非典传播与感染应急措施与今后对策”;“上海市传染病SARS病房通风空调改造的研究与实施”等。