负压隔离病房高效过滤器

由于新冠病症前所未有，并且危害严重，因此在全世界迅速扩散后对人们的健康造成很大危害。据世界卫生组织公布的统计数字表明，截至2003 年8 月7 日，全球累计SARS病例共8422 例，涉及32 个国家和地区，其中SARS 死亡人数919 人，病死率近11%。像SARS 这样的突发性传染病不但给世界各国人民身心带来了巨大的伤害，而且也给我国造成了上百亿元的经济损失，有必要引起重视，避免再次发疫情爆发之后，全国各地纷纷对病患者采取了隔离、观察和治疗，在此过程中，就有医护人员、健康人群被感染成为新的SARS 患者。

我国洁净技术起步于上世纪60 年代，1965 年，我国研制的带波纹隔板的高效空气过滤器通过鉴定，标志了我国洁净技术正式起步。在近几十年里，我国颁发了若干洁净技术规范、医药行业规范，并根据技术发展，推出相关规范的新版本或者意见征求稿。近几年我国对传染疾病防治问题的十分重视，我国的洁净病房、隔离病房技术的发展十分迅速。

70 年代，我国试制成功洁净室配套的净化设备，净化设备的生产在国内形成了初步的规模与布局，我国先后设计制造了多种型式的洁净工作台（clean bench）、吹淋室、气闸室、物料传递窗、余压阀等相关设备。

1979 年1 月我国出版了《空气洁净技术措施》，起到了规范与推动洁净室技术发展的重要作用，为日后国家标准的制定奠定了基础。

1984 年12 月我国颁发了《洁净厂房设计规范》（GBJ73-84），2002 年又颁发了

修订版（GB50073—2001）。

1989 年我国颁布了《综合医院建筑设计规范》（JGJ 49-88）。

1990 年我国颁发了《洁净室施工及验收规范》（JGJ71-90）。

1994 年美国疾病预防和控制中心(CDC)发布了《卫生保健设施中防止结核分支杆菌传播指南》。

1997 年我国国家药品监督管理局颁布了《医药工业洁净厂房设计规范》（GMP-97）。

1998 年我国国家药品监督管理局颁布了《药品生产质量管理规范》（GMP-98）。

2001 年我国修订并颁布了《洁净厂房设计规范》（GB 50073-2001）。

2002 年我国颁布了《医院洁净手术部建筑技术规范》（GB 50333-2002）。

2003 年协和医院研制成功了“呼吸器整面防护面罩”、完成了“负压层流净化灭病毒装置”和“负压净化病床”的设计工作，向国家申报了“针对烈性呼吸性传染病的物理防护产品的研制和产业化”课题项目。

2004 年我国推出了《综合医院建筑设计规范(2004 版征求意见稿)》。

2005 年我国推出了《传染病医院建筑设计规范（讨论稿）》。

2006 年8 月，我国出版了系统介绍隔离病房的专著《隔离病房设计原理》。

2006 年，美国生物安全专家提出传染病患者看护单元（biocontainment patient care

unit）的概念，并整理和归纳设计要求[iii]。

2006 年12 月由中国建筑科学研究院空气调节所、解放军３０２医院以及广东申菱公司共１４名科研人员组成的研究小组进行的“隔离病房隔离效果的研究”通过了建设部科技发展促进中心组织的科技成果评估。该研究的成果有：提出了缓冲室隔离效果的表达式和设计要求，对传染病隔离病房换气合理次数进行实验和模拟研究[1]。提出双送风口的模式，通过模拟、验证明比单送风口能够改进气流组织，降低医护人员工作区域内细菌浓度[iv]。通过理论分析和实验论证，温差对污染传播有一定影响[v]，高效过滤器滤菌效率的实验研究，说明循环利用回风也可以得到洁净度高的送风[8]，为隔离病房的节能降耗提供了依据。这一系列成果标志着我国对传染隔离病房的设计已经形成了完备的理论。

1.3 主要内容、目的及研究方法

可见，为了在疫情爆发时期尽量控制疫情、避免扩散、减少损失，医院传染性隔离病房的隔离效果需要改善，相关的隔离措施值得探讨和研究。患者被安置在独立的传染性隔离病房内，新风经过过滤处理后送到室内，排风经过过滤、消毒等净处理，然后排到室外。

洁净室（Cleanroom）传染性隔离病房高效空气过滤器的作用

(非典型性肺炎）疫情

高效空气过滤器,高效过滤器,空气过滤器

爆发,该疾病在在2003 年2 月首次发现于中国广东、香港以及越南的河内等地, 并迅速蔓延到世界27 个国家和地区。

2002 年底爆发的SARS 疫情，引起了我国对传染性隔离病房的高度。如何提高传染性隔离病房空调的隔离效果和如何改进传染性隔离病房空调的设计。对于今后新建或改造的传染病医院具有重要的指导意义。传染隔离病房的空调通风设计中应当满足以下几个要求：提供病患者舒适环境，提高污染空气的净化效果，保护医护人员不受感染，避免形成涡流及换气死角，兼顾节能的环保要求。基于以上原则，笔者对传染隔离病房设计进行了探讨，说明了传染性隔离病房空调通风设计的任务和办法。设计中应注意的事项包括：为防止病菌逸出，传染隔

离病房应有良好的隔离措施，如保持室内外压力梯度（负压控制）、设置缓冲室；

同时应改善气流组织、提高换气次数、考虑局部排风的设计，降低室内的污染物浓度，保证医护人员工作区空气清洁度，降低医护人员感染风险。计算流体力学使用计算机辅助计算，是计算机技术的发展和应用，数值模拟分析，有助于迅速得到结论，能减少实验费用和投入，为设计和施工提供参考。

参考国内外文献和相关理论，笔者对采用两个送风口时，送风口和排风口的不同组合的几种方案进行讨论，利用Fluent 软件进行数值模拟研究。首先建立一个隔离病房的模型，然后模拟送风口、排风口设在不同位置时的空调通风情况，分析医护人员工作区内的污染物浓度、风速、温度分布，通过比较，得出最佳的通风方案。 传染性隔离病房属于洁净室（Cleanroom）的一种，为了治疗传染病患者、防止疾病扩散，及防止不同病患者间相互感染，它应具有如下三种功能

（1）为传染病患者提供良好的室内环境；

（2）保证室内污染空气不会逸出到室外；

（3）减少医护人员感染上传染病的风险。

可见，隔离病房的设计、建造和使用应尽可能减少引入、产生和滞留粒子等，减少渗出污染有利于防止病菌扩散到室外的洁净环境中。洁净空调的设计，不但要有效排除病房内产生的污染空气，而且要有效阻止室内的污染物逸出到室外。保证空调的良好效果，提高清除污染空气的效率，防止污染物逸出到病房外，保持医护人员工作区空气的清洁度，都是传染性隔离病房空调通风设计中需要考虑的问题。

综合以上几点要求，笔者对传染隔离病房空调通风进行探讨，以期达改善空调通风效果的目的。

1.2 国内外的研究现状

根据洁净室（区）的定义，洁净室（区）指空气悬浮粒子浓度、含菌浓度受控的房间（空间）[i]。传染性隔离病房的空调通风需要控制含菌浓度和防止细菌逸出，属于洁净室的范畴。18 世纪60 年代的欧洲医学率先有了洁净室的概念，当时对洁净室（cleanroom）的理解限于经喷洒消毒后可以控制创部感染率的处理室、手术室这类灭菌处理的工作环境，这也是最初的洁净病房。

二战期间，美国军工产业中产品返工率、返修率居高不下，军方和厂商研究得出了生产环境清洁度不高的原因。

1951 年，美国研制出了高效空气过滤器（HighEfficiency Particulate AirFilter）应用于生产车间的送风过滤，具有现代意义的洁净室由此真正诞生了。

1961 年美国提出了层流（laminar flow）（现正名为单向流（unidirectional flow））的洁净空气流组织方案，并应用于实际工程，层流（单向流）洁净室诞生了。同年美国空军制订、颁发了世界上第一个洁净室标准《洁净室与洁净工作台的设计与运转特性标准》。

1963 年美国颁布了洁净室第一个军用部分的联邦标准209。至此形成了完善的洁净室技术雏形。

1967 年美国又颁布了美国航空宇宙局标准，通常称为生物洁净室标准。

1965 年前，多用于航空工业，1968 年起开始应用于部分医院，并在各种行业推广，军工、电子、光学、微型轴承、微型电机、感光胶片、超纯化学试剂等行业均有应用，对当时科学技术和工业发展起了很大的促进作用。

70 年代初洁净室的建设重点开始转向医疗、制药、食品及生化等行业。除美国而外，其它工业先进国家，日本、德国、英国、法国、瑞士、前苏联、荷兰等也都十分重视和大力发展了洁净技术。

20 世纪80 年代以后，美国和日本分别研制成功过滤对象为0.1μm，捕集效率达99.99%的新型超高效过滤器。最终建成0.1μm 10 级和0.1μm 1 级的超高级别

净室，它使洁净技术的发展又进入一个新时期。1966 年美国新墨西哥州建成了世界上第一个垂直单向流的生物洁净技术室（Biological Clean Operating Room）。同年又在美国明苏达大学建成了世界上第一个水平层流的无菌室。1967 年美国德州的M.D.安德逊病院建成了世界上最早的生物洁净白血病室。1964 年美国食品药品管理局（FDA）开始实施《医药品的制造和质量管理规范》（Good Manufacturing Practice），为确保药品的安全性、有效性提供了规范。1969 年世界卫生组织（WH0）颁布了GMP，规定了为保证药品无菌生产，对生产环境和用水质量的要求