综合医院公共卫生应急能力提升专项改造项目实践与探索

■ 刘 倩 吕 翼 唐文明 吴贤国

新冠肺炎疫情是我国公共卫生应急管理体系改革的重要契机，构建分层分级的传染病救治网络，医院基础建设需要适度超前[1]，这类转变主要体现为新建应急医院、在远城区扩建分院方案中融入防疫设计和对现有综合医院进行应急能力提升专项改造。北京小汤山医院是典型的应急医院，2003年用于集中收治SARS患者，2020年经过改造、扩建后又用于收治新冠肺炎患者，期间因长期空置，面临拆除和变更用途的风险。远城区扩建分院模式可以从规划设计、机电配置阶段综合考虑疫情防控需要，为大规模收治传染病患者做好战略储备，但通常建设周期较长。2020年疫情暴发，武汉共有44家综合医院紧急改造后收治重症患者[2]，其中华中科技大学同济医学院附属协和医院（以下简称“武汉协和医院”）接诊发热患者2万余名，收治新冠肺炎患者5200余人次。随着疫情防控工作日趋常态化，零星病例和疫情反弹威胁不容小觑，综合医院医疗资源集中、交通便利、诊疗量大，是公共卫生应急能力提升和应对突发疫情的主力军[3]。

1 感染风险

1.1 Wells-Riley方程

医院是患者和易感人群大量聚集、停留时间较长的地方，存在院内交叉感染风险。医疗建筑有严格的空间秩序和功能分区，布局复杂，房间数量多，常形成大面积的建筑内区，自然通风不畅，室内空气主要依靠空调通风系统进行调节。新冠肺炎是典型的呼吸道传染疾病，存在通过空调通风系统进行传播的风险。目前公共建筑空气传播感染风险研究中最常用的数学估算模型是Wells-Riley方程[4]，该模型给出了室内人员接收到带有病毒颗粒的概率P：

式中：I=感染人数；q=每个感染者产生的quanta值（数量/h）；p=人的呼气量（m3/h）；t=暴露时间(h)；Q=通风量（m3/h）。

依据上述模型可知，医院降低室内空气传播风险的主要途径：（1）减少误入门诊、医技、住院楼的潜在感染患者人数I：加强楼栋入口管控和交通流线引导，完善发热门诊功能建设，实现发热患者一站式就诊。（2）减少暴露时间t：优化诊疗流程减少病人等待时间，加强对感染患者的筛查、隔离和转诊能力。（3）改善通风量Q：优化空调通风系统。清华大学李先庭教授在专题报告《新冠肺炎病毒密闭空间传播规律研讨会总结》中运用Wells-Riley模型，估算了在10个相邻房间出现1名感染者，中央空调在不同通风条件下室内人员接收到带病毒颗粒的概率情况，其研究数据表明，通过加大新风量、对回风进行过滤处理、特殊情况下关闭回风、正确佩戴口罩等措施都可以有效降低感染风险[5]。

1.2 应急能力提升

2021年，国家卫生健康委对北京、上海、武汉等9个城市28家委属（管）医院公共卫生应急能力提升项目给予财政支持。武汉协和医院在此契机下，对疫情防控中存在的薄弱环节和突出短板，做出了切实可行的应急能力提升改造方案。本文将重点阐述与空气传播和院内感染密切相关的发热门诊改造、负压隔离病房建设和门诊空调通风系统优化项目。

2 发热门诊改造

武汉协和医院发热门诊面积约300 m2，毗邻室外道路，与普通门（急）诊、住院楼相对独立，院内设有醒目的交通流线指示标志，门诊等人流量大的楼栋入口设有温度检测和健康码核验闸机，方便将发热患者引导至发热门诊。

我院距离发热门诊最近的CT检查室位于体检中心，疫情期间，因发热患者人数暴增，正常体检人数锐减，医院将体检中心CT检查室调整为发热门诊专用。随着武汉复工复产，正常体检人数增多，发热患者人数趋于平缓，上述方案不再可行，在发热门诊局促的空间内新增CT检查室困难。后经方案讨论和政府协助，决议将原用于江汉方舱医院的方舱CT转战至我院发热门诊门口。对方舱CT底板基座进行加固处理、线缆安装后，该机房实际占地面积约21.3m2，完成环境影响评价后即可投入使用，短平快地实现了发热门诊配置独立CT检查室需求。

对原肠道与肝病门诊、体检中心部分区域进行布局改造，进一步完善发热门诊功能分区，新增3间核酸采集室，增加诊室、留观室、缓冲间若干，确保发热门诊患者能一站式完成就诊、检查、取药、入院等流程，减少其院内其他区域活动轨迹。

3 新增负压隔离病房

3.1 负压隔离技术

空气传播类疾病防控可固化的最佳方式是负压隔离技术[6]，与洁净手术室通过正压技术保护易感患者不同，负压隔离技术通过设置压力梯度使空气单向流动，隔离传染患者和传染源，保护医护工作者和其他易感人员。其中，清洁区为正压（送风量大于排风量），污染区为负压（排风量大于送风量），各区域房间压差大于等于5Pa。疫情发生后，负压隔离病房、负压生物安全实验室的新建和改造需求显著增加。本次应急能力提升项目中包含负压隔离病房、病理科P2+尸体解剖实验室、检验科P2+ PCR实验室，这些项目均采用了负压隔离技术，本文以负压隔离病房改造为例进行阐述。

3.2 负压隔离病房

3.2.1 改造选址。负压隔离病房宜设在相对独立的区域，能直接对外开门，方便患者转运。同时对建筑物层高有一定要求，空调系统室内机安装完毕后，室内净高宜不小于2.6米且不大于3米。经综合考虑，最终选定将位于院区端部的某普通留观区改造为负压隔离病房，改造区域面积约60 m2。

3.2.2 技术要求。普通病房的空调通风一般使用风机盘管+新风系统（各房间风机盘管承担冷热负荷，新风系统提供洁净空气），负压隔离病房要求采用全新风直流式空调系统（新风经处理达到参数要求后送入室内，不使用室内空气作为回风），换气次数需达到12次/h，新风和送风安装粗效+中效+亚高效过滤器，排风安装高效过滤器，见表1。按照《新型冠状病毒感染的肺炎传染病应急医疗设施设计标准》T/CECS661-2020，负压隔离病房送风口应设在医护人员常规站位的顶棚处，排风口设在与送风口相对的床头下侧。各区域房间有明确的气流流向要求，通过设置压力梯度，让空气由清洁区向污染区定性流动[7]。

表1 普通病房与负压隔离病房空调系统对比分析

3.2.3 改造局限性。标准的负压隔离病房宜按单人间设计，带独立卫生间，给水、排水系统单独设置，3～6间病房合设一套净化空气机组较为经济合理。本次可供改造的场地面积有限，若严格按照带独立卫生间的3间负压隔离病房和三区两通道设计，空间局促，医用推车和常规医疗设施进出缓冲间存在困难。最终方案不得以取消独立卫生间，简化施工方案，但采用负压隔离技术使带病毒的空气无法通过门窗、围护结构缝隙等向清洁区传播，提高了原普通留观区的安全等级。同时，直接对外开门且靠近医院车辆出口，方便确诊病人快速转诊至定点医院接受进一步治疗，整体改造方案符合加强早期筛查、隔离和转诊能力的目的。

4 门诊空调系统

4.1 基本概况

大型综合医院实际门诊量通常是设计值的2～3倍，暖通设计中人员密度取值被严重低估。武汉协和医院日均门诊量约1.84万人次，人员密度大，就诊高峰期较难保证安全距离，需优先对门诊空调通风系统进行改造，改造面积约5000m2。

目前门诊主要区域如诊室、常规检查室等独立小房间均采用风机盘管+新风系统；门诊大厅、候诊区等公共区域采用全空气空调系统（通过风管和送风口将集中冷、热处理后的空气输送至室内），见表2。这两种医院最常见的空调通风系统，前者因占地小、安装灵活、便于分室调节温度及价廉等优势占据主流地位，但存在风机盘管易藏污纳垢、冷凝水造成吊顶渗水及空气品质较差等问题[8]。后者送风量大、噪音小、空气除湿和过滤能力强，但管道和机房占用空间大、支路复杂、造价高及回风运行时有交叉感染风险[9]。

表2 医院常用空调通风系统适用范围及特点分析

4.2 优化方案

2020年7月，国家卫生健康委《关于印发综合医院“平疫结合”可转换病区建筑技术导则（试行）的通知》（以下简称“导则”）中，建议门急诊区域的最小新风量为平时3次/h，疫情时6次/h，且通风、空调风管按疫情时的风量设计布置[10]，原暖通设计方案不能满足疫情防控最新要求。有学者研究指出，采用洁净新风对室内进行通风换气是降低感染风险最有效且经济的方式[11]。

（1）本次改造方案优先对门诊空调通风系统进行重新选型设计，依据实际人员密度和导则相关要求，加大空调机组送风量和风管管径，配套更换动力设备设施，平时可改善空气品质，疫情时可稀释空气中病毒颗粒浓度，降低感染风险。医院运行常态是服务平时，综合考虑节能降耗和模式转换需求，改造中更换原系统故障阀门，增设风阀、密闭阀和联动装置，方便灵活切换风量，调整运行模式。

（2）原风机盘管+新风系统中，房间新风管接入混合箱，新风与回风混合，经风机盘管冷热处理后送出，这种模式下新风处理能力有限（新风比例约为15%），不利于新风送至室内。本次改造将新风送入方式改为直入式，经新风空调机处理后送入室内，保证新风送风量且由独立风口送出（图1），有效消减风机盘管藏污纳垢、空气品质差等负面效应。在改造中充分考虑后期清洗、消毒频次，为日后维护保养提供便利。

图1 改造前和改造后新风送入方式

（3）回风可能引起交叉感染，理论上可通过关闭回风和在回风口增设过滤装置解决。但在武汉这类夏热冬冷地区，关闭回风后，室温很难维持在理想区间，且能耗更大。实际方案中可将有限的高风险污染区改为独立、洁净空调系统，如将检验科做核酸样本检测的实验室（面积约255m2）改造为全新风直流式空调系统。其他区域可依据风险等级酌情选择在回风口加装初效、中效过滤器或为后期加装预留余地。本文并不建议大量区域回风处都加装过滤器，特别是高效过滤器，一方面是施工困难、维护保养成本高，另一方面，如同佩戴N95口罩会感到呼吸不顺畅，加装高效过滤器会导致空调系统阻力变大，风量无法满足换气需求。

综合门诊空调通风系统运行特点、导则和暖通专家建议，最终制定优化设计和改造方案，见表3。

表3 A医院门诊空调通风系统主要改进措施

5 结语

（1）综合医院公共卫生应急能力提升是一项系统工程，改造项目涉及临床科室多、专业知识覆盖面广，对技术方案决策者和现场管理者要求高。了解医疗建筑最新标准规范，掌握前沿技术方法，因地制宜地运用于改造项目中，是医院综合管理水平和疫情防控能力的重要体现。

（2）医院改造项目的难点是既要保证工程质量和交付时间，又不能影响正常诊疗秩序。门诊空调通风系统改造只能在空调短暂停用的春季、秋季施工，医疗用房白天接诊、夜间施工的模式要求管理者合理安排工序，避免二次施工。

（3）本次改造中采用负压技术的急诊隔离病房、检验科P2+实验室、病理科P2+尸体解剖实验室与常规门诊改造项目相比，单位面积增量投资幅度约为30%～40%，门诊空调系统改造后，运行能耗也将增加，但感染风险和空气品质会显著改善。与新建应急医院潜在的空置成本和院内感染造成的经济损失相比，这部分增量投资可以承受，宏观角度也将产生更大的社会效益。