门诊大楼房间压差控制的要求研究

■ 隋文君

1 引言

医院是病人就诊、治疗和康复的场所。门诊部作为医疗部门的三个重要组成部分之一[1]，是医院对外联系最频繁的部门，而绝大多数病人都是在门诊部中得到诊断和治疗，住院病人也多是通过门诊或急诊而入院。由于门诊部就诊的病种复杂，人流量大，在医疗流程、功能配合、防止交叉感染、卫生条件等方面均具有较严格的要求。目前，净化室内空气以及维持各个不同房间的合理压差以控制空气的流向，是降低医院交叉感染的重要手段。但由于门诊部建筑结构的特殊性及功能组成的要求，维持门诊建筑的压力设定值成为目前设计施工的难题。

2 房间压差的产生

当相邻的空间之间有门窗或任何形式的孔口存在时，在这些孔口处于关闭的情况下，压差即是空气通过关闭的门窗的缝隙从高压的一侧流向低压的一侧的阻力[2]。理想状态下，将缝隙两边压力值分别表示为P1、P2，则满足下列关系式：

式中hw是指通过缝隙的沿程阻力，一般可以忽略；ξ1是指突然收缩局部阻力系数，ξ1≈0.5；ξ2是指突然放大局部阻力系数，ξ2≈1。由上式得

其中φ成为流速系数，0.82是缝隙理想状态下的取值。则缝隙漏风量的计算公式为：

式中μ是流量系数，一般取0.3～0.5；F是缝隙面积，单位为m2。

理论上压差应保证两个作用，一是在门窗关闭的情况下，防止相邻空间的空气相互渗透；二是在门窗开启时，保证足够的气流削减临室空气的侵入或室内气体外流。但经过学者们的研究发现第二点作用实现起来非常困难，因为压差产生的门洞风速非常小，气流量很小，不足以抵挡污染的外泄或者入侵，所以此时压差防止污染传播的作用非常有限。在我国只有比100级洁净度更高的洁净室才必须执行第二点的作用[3]。

3 压差及压差风量的确定

人在室内以1m/s的速度走动时引起的最大风速为0.34m/s，空调送风在室内引起的空气流动速度一般不大于0.3m/s，正常的室内气流自然流动速度一般不大于0.2m/s，也就是说在缝隙处引起的气流速度不会超过0.5m/s，所以压差控制设计就是要保证有足够的空气经门缝进入或渗出，以阻挡室内或者室外的污染气体通过门缝外泄或入侵。

气密性越高的门窗，缝隙阻力ξ越大，流速系数φ则越小，从公式计算可以看出，为了能得到不小于0.5m/s缝隙风速往往需要更大的△P值。以往学者经过研究发现，门窗的流速系数的实际取值范围在0.2～0.5，取0.5计算得到的理论最小房间压差不小于3Pa。5Pa即可满足大于最小压差要求且是可测量到的最小的单位，而超过30Pa或50Pa，人和动物会有不舒服的感觉，我国《医院洁净手术部建筑技术规范》规定30Pa是不宜超越的界限，所以一般房间常规采用绝对值在5Pa～30Pa之间的设计。

当压差不便于计算或尚未计算时，工程上多采用换气次数来作为压差风量。一般设计中当采用换气次数法时，保持室内正压所需的换气次数见表1[4]。对于气密性差的房间可取上限，气密性好的房间可取下限。

房间压差风量值还可以采用缝隙法来计算，可按Lw＝α∑(q·l)进行，其中，Lw是维持压差所需风量，m3/h；α是安全系数，由围护结构的气密性决定，一般可取1.1～1.2；q是当洁净室为某一压差值时，维护结构单位长度缝隙渗透风量，m3/（h·m），参见表2；l是洁净室围护结构的缝隙长度，m。

表2给出了国内洁净室内多种常用门窗在5Pa～50Pa压力范围下的单位长度小时漏风量的试验数据[4-5]。

表1 保持室内正压所需的换气次数（次/小时）

4 影响压差的主要因素

维持空气压差的稳定都是靠送风、回风、排风以及渗漏风等所维持某种状态的动态平衡。但维持压差稳定要对设计、施工、调试、运维和监测多个环节认真处理才有可能达到目的。分析对压差产生直接影响的因素主要有以下几个：（1）建筑构造形式的设计与建造工作；（2）门窗开启及围护结构气密性；（3）空调方式及调节与控制方法；（4）电梯、提升机、楼梯间等竖向建筑交通的设计；（5）人员进出房间对气流的影响；（6）温度对压力的影响；（7）风量调节装置和自动控制系统的可靠性、灵活性等。

以上因素中，应首先关注维护结构的渗透情况，一旦漏风量达到一定程度或渗透面积过大，实现相邻区域压差控制便是空谈。我国医院门诊建筑的特点是多连通区域、多缝隙、多开门窗情况、多人员流动，这四多是门诊气流压差控制的最大难题，也是门诊建造中确保气密性不易保证的主要原因。目前房间压差的控制措施多是围绕解决好上述影响因素与压力控制的矛盾而设计的。

表2 围护结构单位长度缝隙的渗透风量 单位：m3/（h·m）

表3 日本《医院空调设备的设计与管理指南》门急诊部各室条件[1]

5 国内外规范标准中对门诊的压差要求

5.1 日本标准中门急诊的压差要求

医院空调设计中比较著名的国外医疗建筑标准有澳大利亚标准、英国标准、美国CDC标准、ASHRAR标准和日本标准，其中以日本标准对我国医院的标准和设计影响程度最大，影响时间最长，表3给出了日本《医院空调设备的设计与管理指南》中门急诊部压力值。

该指南中对于散发有害气体、有菌的房间、粉尘烟尘等产生的房间均采用负压控制；急诊房间多为正压，确保无外部细菌污染；而大厅、门厅部分采用正压，这样做主要是为了起到隔离作用，一方面隔离外部不洁空气，另一方面是防止厅内未经处理的气体扩散到外界感染健康人群。

5.2 美国标准中门急诊的压差要求

各国标准中美国标准对世界医疗建筑通风设计影响最大。不同于我国[6]，它的门诊由小型（街道）初级门诊部、（各社区）初级门诊中心和急症医院的门诊服务部组成。初级门诊满足了那些尚未诊断病痛的病人的需要，每位病人都有特约医生，且绝大多数的需要和问题可以在这里解决。急症医院相当于我国医院的急诊，其中主门厅、接待部、候诊室和门诊服务的部分被划分在行政管理区域。《ASHRAE的医院空调设计手册》中对大型医院门急诊给出了设计方法和参数要求，较好的是它对一些房间的正负压值也给出了确定参考值。

从规范中可以看出美国门急诊的要求要比日本的严格的多，分析原因主要是初级门诊承担了大部分的非紧急患者，来到大型医院中的病人大都是急症或需住院治疗的病人，所以压力控制标准高。虽然美国各个州政府的医疗卫生组织都有自己的规范与指南，但其中两部较为权威，即《ASHRAE Handbook—HVAC Applications，Health Care Facilities》和美国建筑师学会医疗建筑标准《Guidelines for design and consturction hospital and health care facilities》，各州都作为参照的标准。表4的数据和注释均摘自这两本规范。

5.3 我国标准中门急诊的压差要求

我国医院房间压力设定中给出了必须遵守的原则[1]：凡是洁净的、无菌的、无臭味、无粉尘、无湿热产生的房间，室内应该为正压；凡是污秽的或者散发有害气体、有菌的房间，室内必须保持负压，以避免有害的空气散发到其他房间；室内卫生条件要求不高，并且不产生有害气体、细菌的房间，室内可保持等压，即这类房间由其他房间进来一些空气或由本室排除一些空气，都不会造成影响。目前国内医院暖通空调设计常参照《综合医院建筑设计规范》与《传染病医院建筑设计规范（讨论稿）》。表5给出了目前国内医院门诊室内通风设计的常用标准数据。

表4 门急诊部各室条件

表5 国内门诊室内环境设计的常用标准

表6 医院门诊部门的压力关系和换气量

《医院建筑与设备设计》也对急诊室、观察病房、处置室、放射科、理疗室、污染操作室、解剖室等含有细菌、病毒、余热、余湿、臭气有害气体或粉尘的房间有控制带菌或带有有害气体的污染空气流到洁净的房间的要求。表6给出了该手册对门诊部建筑压力要求。

国内标准中对急诊室的要求较明确，主要由于手术室等洁净等级要求高的部分已有大量研究实验和著作等结论支持，对于门诊部分，除对医技部分有放射性物质产生的房间有要求外，一般没有压力要求。

6 小结

除美国标准给出部分推荐值外，门急诊部通风标准中对压力的要求情况，均未给出明确的压力设定值或设定范围。美国标准之所以要求严格，是因为街区门诊的分流作用减轻了门诊压力，大医院主要接受急、重症患者，这点不同于我国情况。无论国内还是国外，对门诊部非急诊部分的要求都不十分明确，只给出了气流流向建议和正负压设计原则。如何解决好门诊“四多”情况与压力控制的矛盾，还需要进一步研究。

[1]涂光备.医院建筑空调净化与设备[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[2]许钟麟.空气洁净技术原理[M].上海:同济大学出版社,1998.

[3]中国建筑工业出版社.洁净室施工及验收规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[4]中华人民共和国信息产业部.中华人民共和国标准洁净厂房设计规范[S].2002-01-01.

[5]符济湘,余渭雄.洁净技术与建筑设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1985.

[6]美国供热、制冷与空调工程师学会.医院空调设计手册[M].北京:科学出版社,2004.