医院传染病房应急隔离智能转换技术控制研究

李晓利，陈元超，许志刚，宋海鹏，赵俊杰

（山西四建集团有限公司，山西 太原 030012）

0 引言

赤峰市敖汉旗医院新院区新建的“传染病房楼”，主要手段是通过两个层面进行处理。①楼层板结构和结构保护层的不渗透性技术处理，达到能保障医学隔离传染病的效果，为此研究总结一套统一的楼层结构隔离施工工法。②通过将大楼的建筑智能化系统进行数字化改进深化，编制1 套整合的集中控制平台软件，获得《建筑设备物联网联动控制运行管理系统V1.0》软件著作权，将大楼的几种管控模式设置为选择性的自由切换模式，实现智慧化切换控制。

1 研究背景

赤峰市敖汉旗医院新院区新建的“传染病房楼”是继住院楼和门急诊楼之后的重要功能建筑。项目设计根据《传染病医院建筑设计规范》（GB 50849—2014）中“各类传染病门诊科室包括候诊、诊室等均应分别自成一区，相对独立；传染病医院的平面布局可采用双通道布置方式，即病患者与医务人员分别使用不同通道”等设计要求，建设的发热门诊、观察病房和传染病区及配套相关附属工程。建设过程中，相关方提出将该楼建设成为，在重大疫情发生时，通过简单的技术转换，可以成为高标准应急隔离病房区的要求。我们在原有隔离措施的基础上，对集中控制平台空调系统和建筑智能化系统进行优化，达到应急隔离要求。

2 研究的必要性

在肆虐全世界的新冠疫情来临之际，全国大部分地方都是采用的建专门医院或临时方舱的形式，紧急投入大量人财物为集中隔离和医治群众。对于普通县市来讲，如果投入的隔离场所过大，财力支撑水平面临巨大压力；如果投入的隔离场所不足，可能会有需要将隔离人群拉到临县（区）安排场所的窘境。

如果能将每一所医院的病房楼都能建设成可以在普通病房和隔离病房功能之间进行快速切换，那么将会节省很多的投资，也能更快速的解决隔离需求问题。

3 方案研究过程

3.1 确认需要研究对象

3.1.1 建筑结构首先要达到满足隔离的基本要求

本病房楼已经通过对楼层板结构和结构保护层抗渗透性技术处理，达到能保障医学隔离传染病的效果。通过结构浇筑达到自防水和楼层板附加全覆盖的防水层，达到楼层之间气密性物理隔离效果的施工技术，从而阻断楼层间可能的传染病传播途径[1]。

3.1.2 考虑集中控制平台空调系统使用可能带来的传染风险

通过深化设计方案，在项目部处于设计交底（设计图纸会审）阶段把这个问题进行讨论，最后确定将设计的集中控制平台空调系统变更为多联机节能空调系统。在室内外机组进行匹配的时候，要将空调系统按照楼层完全分开。再加上每个楼层的新风系统相对独立设置，所以能实现每一层楼的空调可以单独正常运行，以免出现国内某机场集中控制平台空调系统传播疫情的争议。

3.2 对建筑智能化系统的深化设计进行调整

（1）让安防系统，特别是出入门禁管理系统；要满足分层控制精准控制要求。

（2）建筑设备监控（BA）系统要满足分区控制的IP精准控制要求，比如智能照明控制，全部实现每层可以完全分开控制。

（3）把背景音乐设计成数字IP 广播，可以实现点对点精准对应寻呼功能，每层之间可以完全独立控制。

（4）通过集中控制软件的调整，将正常状态和紧急隔离状态设置需要的各种场景分别设置好，在遇到需要调整控制状态的时候，实现在智能控制平台上一键调整，智慧切换管控。

（5）对于空调系统和新风系统，全部按照楼层进行分区独立控制，相邻楼层之间不联动运行。

4 解决方案

4.1 结构楼板

为实现结构隔离，结构楼板进行满足防水要求的技术处理。

在混凝土浇筑时严格执行无裂缝控制措施，楼层板结构要求严密、坚实，达到结构自防水功能。

对于像敖汉旗这种当地的日照时间长，温差大的地方。为了保证楼层板浇筑的质量，楼层板结构的最终浇筑均需要设定在夜间，或者设定在一天中外界气温较低的时间段完成。

尽量选择晚上或阴天天气气温相对较低时浇筑混凝土，防止出现气温过高的情况，以此规避混凝土过分水分流失过快或者蒸发太快导致混凝土结构出现裂缝问题；混凝土初凝后立即上磨光机收面找平，找平后再上磨光机压光精平一次，有效控制混凝土裂缝。

混凝土坍落度控制在180±20 为宜。夏季混凝土浇筑终凝后及时跟进养护，最好选择在上午9：00—12：00时间段、下午17：00—19：00 的时间段洒水养护，务必避免在全天气温最高时间段养护。

结构实体过程中，检验工作可以使用同标准的试块（检验部位需要由监理方与施工方进行协商选定、项目施工单位对各部位混凝土结构强度的等级试块样品留置数量需要在10 组以上）。在经过同养护标准处理的试块拆模以后，需要将其放置在更加接近主体结构或者工程的适当区域，同时为其提供与试块相同的养护，保证外部影响因素的一致性。其中，同体检养护龄期值需要以日平均温度为基准，逐日累计并在温度上升到600℃后，此时龄期标准即为最终的标准龄期值，其中，在0℃及其以下温度的龄期可以不统计，设定的等效养护龄期需要在14d 以上，但是，不可超过60d。现场混凝土标准结构试块的制作、后续养护以及最终试验，均需要严格按照设计要求完成，对每一种构件模板设定专门的拆模时间，期间，还需要制作强度不同的工程混凝土结构，保持与试块同制作条件，以此为基础，在现场制作铁笼子，并将其放在施工层上，提供同条件养护措施，最后，可将其作为最终拆模的施工依据。

在楼层板结构表面，施作严密的防水覆层包裹，加强楼层的隔离效果。实际上，就相当于把每个楼层的隔离效果达到一级防水效果的原理，隔绝与其他楼层的渗透；在楼层病房、手术室、实验室、放射科、诊疗室、走道等无涉水房间，采用聚合物SBS 改性沥青防水卷材进行防水层保护隔离施工；在管井、设备间、卫生间、更衣室、开水间等小平面，可能涉水场所，采用1.5mm 聚氨酯涂料进行防水保护层饱和隔离施工。

每层结构楼板终凝后，及时进行淋水试验，检测结构自防水的效果，不渗不漏为合格。

工艺流程如下：楼层板钢筋混凝土浇筑→多次收面→保湿养护→楼板结构自防水淋水试验→防水层施工→闭水试验→施作上层结构（地暖安装和块料装饰地面等）。

4.2 穿楼板管道

穿楼板管道局部需要采取加强防水（隔离）层的保护措施。

穿楼板管道应事先预埋套管或做出混凝土翻边高出建筑面层50mm。管道安装后穿楼板之管道与套管之间，用沥青麻丝填实，再用建筑密封膏封堵，最后用防水材料进行包封。各层管道井楼板等处，均采用相当于楼板耐火极限的混凝土封堵。防水层施工完成并验收合格后，及时施作防水层的保护层或地暖层及地暖保护层。

凡可能涉水的房间设有地漏，房间防水层楼地面应低于相邻房间；凡设计地漏的可能涉水房间，均在地漏周围做1%~2%坡度坡向地漏；穿楼顶立管应预埋防水套管；房间隔墙下部均做300 高C20 混凝土挡水槛，与楼板一起浇筑，地面防水层需沿墙上卷300 高，与内墙防水层搭接。

4.3 建筑智能化相关子系统深化设计调整

（1）出入门禁管理系统调整为满足每层分别管控的数字化系统，其核心就是将每层的门禁控制器单独设置，与其他楼层相对独立，消防报警控制模块分别在门禁控制器就近设置。系统主要由管理工作站、发卡器、网络门禁控制器、读卡器、出门按钮、电控锁等设备组成[1]，管理工作站与门禁控制器通过智能化设备网进行通讯。每层的禁控制器均分别设置于对应楼层弱电间，数字门禁控制器采用6 类UTP 线缆接入智能化设备网。

门禁控制器由各自楼层的安防电源箱统一供电，楼层间相互独立。门禁控制器配电回路具备消防联动辅助触点，可以接收消防联动信号，当发生火灾时联动打开电锁满足消防疏散要求，所有电锁具备断电开锁功能。

（2）建筑设备监控（BA）系统也按照出入门禁管理系统一样的原理，每层可以单独实现控制和独立运行，全部实现每层可以完全分开控制。

（3）将原来的总线制背景音乐（公共广播）系统设计成数字IP 广播系统，可以实现点对点精准对应寻呼功能，每层或每台背景音乐天花音箱可以实现点对点寻呼广播，能实现完全独立控制。

广播控制中心设置在新院区门急诊楼一层消防监控室；公共IP 广播和消防广播主机和功放分别设置，共用末端线路和扬声器，广播信号线采用耐火型线缆，扬声器选择耐火型扬声器设备。空间内的广播区域设定，需要满足消防广播要求，符合IP 独立定点需求。

（4）通过集中控制软件的调整，将正常状态和紧急隔离状态设置需要的各种场景分别设置好，在遇到需要调整控制状态的时候，实现在智能控制平台上一键调整，智慧切换管控。

系统配置需满足智能化系统信息传输要求，并具备将来扩容和升级的条件[2]。

（5）汇聚交换机设置在传染病房楼一层弱电进线间，采用万兆端口上联到院区网络机房的核心交换机上，起到承上启下作用，可以有效处理好接入层设备产生的所有通信任务，并保证核心层上行链路有效性，实现多种策略控制；接入交换机分别独立设置在1~3 楼层的弱电间内，支持虚拟化、IPV4/IPV6 业务等；智能化设备网用于视频监控系统、出入口控制系统、楼宇自控（BA）系统、IP 数字化广播（背景音乐）设备的数据传输及系统管理；系统设定需要遵循分散采集原则和集中管理原则，包括管理层结构和监测层网络架构；在集中控制平台可以对所有的空调末端设备进行远程遥控操作，对现场设备启停调速、热回收水泵手自动启停、空调水阀开度等进行操作，送风温度设定、季节模式温度节点等参数设定。

（6）对每个楼层的设备监控系统线路的路径、穿管方式、桥架进行合理调整，每层独立敷设。系统满足与将来扩容的其他楼座楼宇自控系统的无缝对接，并预留电梯控制接入网关[3]。

（7）管理层由建筑能效监管平台及管理工作站组成，集中控制平台、管理工作站、数据采集器之间分别通过每层智能化设备网分别接入进行通信。建筑能效监管系统通过数据采集器采集各楼层配电箱内的远传电表数据。系统通过数据采集器采集前端水表数据，对楼层用水量进行计量。

（8）各科室分别在门诊设置排队叫号系统。由各自楼层的护士站分诊台护士根据实际情况为患者刷卡列入排队队列。各候诊区设置叫号主显示屏，各候诊区设置吸顶广播喇叭，各科室门口设置诊室信息显示屏，各科室医生工作站设置虚拟叫号软件。医护对讲系统是由各自楼层的医护管理主机，护士站主机，门口分机，床头分机，卫生间呼叫器，走廊显示屏，信息看板，线路组成，护士站主机安装于各楼层护士站工作台，不跨层设置。

5 通风空调系统优化设计

通风空调系统实现分区独立控制需求，只要将控制模块分层设置，通过建筑设备监控系统就可以实现分层分区控制。

还有一种解决办法，就是将大楼的空调系统设计成节能效果更为突出的多联机空调系统[4]。

任意一台室外机设备通过冷媒管道，可以直接与多个室内机进行连接，按照室内机控制板给出的反馈信号，可以准确控制内机设备的输送质量，并对制冷剂流量和实施状态做出有效判断，以此为基础，还可以有效满足不同空间具有差异性要求；借助对压缩机装置的控制，制冷剂循环量在进入室内不同换热器装置后的制冷剂流量也可得到有效控制，充分满足室内操作面板设定的冷、热负荷标准需求[5]。

每层的室外机都只和本层的室内机组对应匹配设计，不同楼层的楼宇设备监控系统控制模块全部分层设置，便于实现各自控制。多联机空调相较于常规的中央空调系统，不需要建设空调机房，室外机组设置在建筑屋面即可；不需要有冷却和冷冻水系统，没有漏水或屋面冷却塔的受冻隐患；系统可以根据需要启用的室内机组，开启对应的室外机组即可，所以更节能环保；多联机空调系统建设成本低，维护或更换维修的成本都远低于常规中央空调系统。

6 结语

为了达到尽量节省和充分利用现成医疗资源的目的，作为地方的综合性大型医院（比如县区级人民医院、中医院等），可以在承担各种医疗服务业务的同时，将指定区域根据突发疫情需要转换为高标准隔离区使用的功能。经过对一般病房楼的建筑结构、智能化系统、通风空调系统进行适当的优化整合就可以满足一般隔离需求，而不需要增加大量的建设投资。这种模式值得大力推广应用。