雷神山医院负压隔离病房通风系统施工调试及维保技术
0 引言
武汉雷神山医院是武汉抗击新型冠状疫情建立的呼吸道传染病应急医院,隔离区及医护区各区域须控制合理压差,采取有效措施确保气流有序定向流动,采用压力梯度控制措施有效避免污染区内带病毒空气进入洁净区,减少及杜绝病毒传播,故需做好病房区域施工、调试和维保,确保实现物理隔离。
1 系统概况
雷神山医院空调系统划分及空调方式确定以平面区域划分及各区域功能为基础,为防止交叉感染,污染区、半污染区、洁净区均设置独立空调系统,气流从洁净区→潜在污染区→污染区方向流动,相邻相通不同污染等级房间的压差≥5Pa。负压程度由高到低依次为病房卫生间、病房房间、缓冲前室与半污染走廊,洁净区相对室外大气应保持正压。房间压差通过控制送、排风量的差值形成。
病房及卫生间设机械送、排风系统,每间病房送风量500m3/h,排风量700m3/h。病房设侧送风口和下排风口,风口底部距地面≥100mm。病房卫生间设侧排风口。各排风口设高效过滤器,送、排风支管密闭阀可单独关闭,进行房间消毒。送排风机均设置在屋面,机械送风总管设初、中、高效3级过滤器。
缓冲间设机械送、排风系统,送风换气≥6次/h,风口侧送。送、排风机均设置在屋面,机械送风总管设初、中、高效3级过滤器,排风总管设高效过滤器。
医护洁净走道设机械送风系统,风口侧送或顶送,送风换气≥6次/h。送风机设置在屋面,送风总管设初、中、高效3级过滤器。
2 负压隔离病房通风系统施工
2.1 排风口施工
病房排风口施工存在以下技术要点:(1)保证高效过滤器按设计高度离地100mm安装;(2)高效过滤器与PVC风管方便快捷密封连接。
项目采用40mm×40mm角铁制作100mm高的平台,同时平台四脚均往上延伸100mm起限位作用。高效过滤器出风口与PVC管道采用160mm带筋铝箔软管相连,用自锁抱箍压紧,风口侧用塑料薄膜包裹,待病房各专业施工完成并清洁病房后安装滤芯,同时将单层百叶风口使用自攻螺钉固定在高效过滤器上(见图1)。
图1 高效过滤器与PVC风管密封相连
2.2 送风口施工
病房标准间送风口设计2150mm PVC管道,管道间距100mm,入墙深度300mm,距顶板50mm。设计安装为YFK-150圆形风口,风口喉部外径149mm,可直接嵌入公称内径150mm的PVC管道中,用4颗自攻螺钉固定管道与风口。
走道、送风管道设计向4个方向送风,无成品配件满足快速安装要求。项目部利用现有材料快速施工,使用3150mm T形三通拼接成型,既满足利用现有材料快速施工要求,又满足设计要求。4个方向送风管均设有DFF-150定风量风阀,管道末端安装YFK-150圆形风口。病房送风管及送风口安装如图2所示。
图2 病房送风管安装
2.3 PE主管与PVC支管接驳
屋面主管经深化设计后,主管为500mm或400mm PE管,支管主要为160mm PVC管,传统连接方式为主管设三通后连接支管,PVC支管与PE管使用不锈钢卡箍连接。从医护单元屋面风管系统平面图中可以看出,主管有大量支管。传统施工工艺中,PE主管存在大量切割工作,主管接三通会增加大量热熔焊接工作,传统工艺耗时费力,必须进行优化。
优化后的施工工艺如下:主管上开口,安装马鞍件接口,PVC支管插入马鞍件接口后,以自攻钉固定,以结构胶嵌缝防水。
2.4 风阀与PVC风管连接
1)电动密闭阀因材料货源原因,与支管相连的电动密闭阀有圆形和方形2种。方形电动密闭阀需定制方变圆连接口,接口方形端与电动密闭阀铆接。圆形端外径140mm,因160mm PVC管内径153.6mm,直接插入PVC管缝隙较大,无法保证连接强度和严密性。
优化后的施工工艺如下:圆形端先插入1段100mm长160mm PE管(内径144.6mm),PE短管再与PVC管以直接头连接,保证连接强度。方形电动密闭阀连接如图3所示。
图3 方形电动密闭阀连接
2)定风量阀医护单元屋面通风系统支管只有定风量阀,圆形定风量阀外径为142mm,160mm PVC管内径153.6mm,为加快医护单元屋面通风系统施工进度,需进一步优化定风量阀与PVC支管连接工艺。
优化后的施工工艺如下:定风量阀接口包裹防水卷料,PVC管插入压紧,自攻钉固定,内外两侧密封胶嵌缝。
同时,完成以上预制工作后,产生带阀门的PVC短管,后期安装PVC短管进行黏结施工,方便、快捷、安全。
3 负压隔离病房通风系统调试
为使隔离病房的负压达到设计要求,现场每个区域都要进行相应负压调试。因工期紧张,现场未安装BA系统,故调试过程没有相应联动调试。隔离病房负压调试流程如下:调试前准备→调试前检查→风机单机调试→负压测试及调整→数据记录及验收。
3.1 调试前检查
1)检查并确保调试区域的通风系统和配套电气系统施工完毕,管路、部件安装正确,施工质量基本合格,符合设计要求。
2)按设计数值预调整所有定风量阀。
3)检查各密闭阀、调节阀,保持处于打开状态。
4)送风机的电辅热段未设计自控系统,为安全起见,确保不接线。
5)病房区送风机和排风机设计为一用一备,控制箱已具备一用一备功能,接线时同一系统的2台风机应接在对应互锁的2个回路上。
3.2 风机单机调试
1)对风机进行相关绝缘和电阻测试。
2)测试供电电压是否正常,偏差值应在规定范围内。
3)检查风机正反转,测量风机风速、风量。需注意离线风机反转时,排风口也有风排出,而不是反向吸风。
4)确认风机运转方向正确后,测试运行电压电流,根据电流值整定风机控制柜内继电器、电流开关等整定电流。保护风机的同时,也不因电流整定值设置过小而显示故障。
3.3 负压测试及调整
本项目在送、排风支管上均设置高精度定风量阀,定风量阀宜采用压力无关型,风量控制精度控制在±10%,定风量阀可较好补偿高、中效过滤器阻力变化引起的系统风量变化,无须进行常规风平衡工作,大大减小调试工作量,缩短调试周期。
负压病房是梯度压力环境(见图4箭头,方向为高压到低压),区域间需一段时间形成稳定压差,一般需关闭负压病房门(见图4中门1~7)和传递窗,待系统参数稳定后开始测试。
图4 病房单元压力梯度
缓冲间与医护走廊墙面上装有显示不同区域间压力差值的压力表,便于医护和维护人员实时观察房间压力梯度,并由此推断送、排风系统是否运行正常。但因测试过程中,医护走廊还处于施工状态,且人来人往,故调试过程中主要测试缓冲间与隔离病房间的压差。
3.4 数据记录及验收
当某病区所有负压病房负压值达到要求,完成最终测试记录表,并邀请甲方和监理进行复验,最后签字移交。
3.5 调试过程重难点
在隔离病房负压调试过程中,最常见的问题是各种缝隙对压差测试结果的影响。压差建立与建筑物气密性、送风量、排风量三者相关,相同缝隙下压差大的门窗处缝隙渗透风量大,同样,相同压差下门窗缝隙大的渗透风量亦大。缝隙分类及对应处理方法如下。
1)建筑围护结构的缝隙医院护理单元为集装箱拼接式建筑,在压力控制中更应高度关注房间气密性,同时也应关注管道穿越围护结构处的防水密封处理。需保证围护结构的气密性,特别注重风管、制冷剂管等管道穿越屋面及侧墙等围护结构的防水与密封处理,病房拼接处的缝隙也需保证不留死角。负压隔离病房污染区内围护结构所有缝隙和贯穿处的接缝都应可靠密封,为维持合理的室内压力梯度创造条件。
2)通风系统缝隙通风系统连接处(包括风管、风阀、风机间的接管)的严密性是通风系统送风量和排风量是否达到设计要求的重要因素。故调试前需对各缝隙进行修补和打胶,确保通风系统的风量满足要求。
具体缝隙处理措施如下。
1)各板块拼缝采用聚氨酯发泡嵌缝,表面采用铝箔胶带贴面。
2)病房吊顶板块间的拼缝贴铝箔胶带密封,增强气密性。
3)密封管道、风管穿墙处缝隙,套管内外均采用密封胶、防火泥进行密封处理。
4)缓冲间向病房门开启时,开向正压方向,即向缓冲间开启,防止门关闭瞬间将病房气体带入缓冲间。
5)缓冲间洗手盆、卫生间地漏、卫生洁具的水封必须高于50mm,水封是隔绝排水管道与室内环境的有效手段,为防止地漏缺水破坏水封,应与洗手盆共用水封。
6)空调凝结水接入排水系统应在水封前接入,防止排水系统气体通过凝结水管窜到室内。
4 负压隔离病房通风系统维保
施工阶段调试完成后,调试未完全结束,因项目周期短,故设计图纸与实际系统有所差异。针对此情况,需考虑将维保作为调试工作的延续,故项目编制针对隔离病房的维保手册,方便维保人员遇到病房负压相关问题时有据可依。
1)为确保各区域间的压差,调整好密闭阀和定风量阀门。无特殊情况,不二次调整已调整密闭阀和定风量阀门;如有特殊情况,需记录各阀门开启角度(可拍照留底),后期按同样开启角度进行复原。
2)工作人员进入各区域时需随手关门,保持各区域压差稳定。
3)微压表在门开关瞬间或产生较大读数波动时有可能不归零,因此每隔1周应校正并记录压力表。
4)不能随意移动排风箱过滤器位置,排风箱500mm内不堆放杂物遮挡,以免影响病房排风效果。
5)每间病房下部排风口处的高效过滤器应留出足够空间,便于安装和更换。
6)每天定时巡检送排风机配电柜,检查风机运行状态是否正常,做好巡查记录。
7)每周定期巡检屋面送排风管道,检查风管接口有无脱落、漏风情况。
8)负压波动时还需检查是否有门变形、密封条脱落等导致房间不密闭情况,并及时修复。
5 结语
隔离病房负压保护是应急传染病医院的核心功能之一,病房负压的形成是系统性工程,不仅对结构和风管密闭性要求非常严格,同时送排风设备运转状态、通风系统气流组织、送排风量都需进行科学调试,后期运营维保也至关重要,需专业人员维护保养,方能达到预期效果。
[2] 吕欣豪,游天亮,孙长武,等.大型医疗建筑基于需求与品质的建设管控技术[J].施工技术,2020,49(6):38-40.
[3] 吕欣豪,游天亮,蒋阳阳,等.BIM技术在大型医疗建筑施工中的应用[J].施工技术,2020,49(6):41-43,87.