综合医院门诊区域气流路径分析及空间压力管理

摘要

综合医院门诊区域病种复杂、人流量大，是一个易感人群高度集中、多种感染源同时存在的场所，一旦其内部发生交叉感染，既会影响患者恢复，也会影响医护人员的健康。空气传播是发生交叉感染的重要途径之一，因此，维持门诊部清洁区与污染区应有的压差以控制合理的气流路径，可以降低院内交叉感染风险，从而保障室内环境安全。本文主要对综合医院门诊区域气流路径与空间压力的设计要求和现状进行研究，并通过数值模拟给出对现状的调试方案。　　首先，通过美国、日本、德国和中国的医院规范标准与文献调研得到综合医院门诊区域相关科室的空间压力要求与室内环境设计参数；结合综合医院门诊区域的功能与组成、诊疗流程与人员流向，对各科室进行洁污分区，得到其内部合理的气流路径与各房间的压力要求。　　然后，分别在夏季、过渡季和冬季，对重庆市6家综合医院门诊区域各类房间的室内温湿度、CO2浓度和门洞压力情况进行现场测试；将测试结果与美国、中国和日本的医院规范标准进行对比分析，发现在实际运行过程中，大部分房间室内温湿度不能满足对应季节的设计参数；人员密集的房间CO2浓度均超过1000ppm；部分需要进行压力控制的房间不符合压力要求，导致区域内气流路径混乱，增大交叉感染的风险。　　最后，以F医院门诊区域儿科诊疗区为研究对象，利用ICEM 16.0软件，按实测参数建立该区域物理模型，在Fluent 16.0软件中选取RNG k-ε湍流模型与SIMPLEC算法进行数值求解，并利用冬季运行工况下实测室内平均温度和门缝气流流速，与模拟结果对比来验证数学模型的正确性。采用夏季实测通风空调参数为风口边界条件，模拟该工况下的室内环境参数，发现实际运行中该区域内气流路径与空间压力均不满足设计要求。从而提出两种调试方案，模拟分析发现：门诊区域在冬夏季和过渡季均应开启通风空调系统并关闭房间门窗来进行压差控制；当区域内房间洁污分区合理并按设计风量运行时，可以维持设计压力；当不能避免正压要求房间（清洁区）与负压要求房间（污染区）相邻时，需要根据实际情况考虑正负压差渗透风量，才能维持应有的压力，保证气流路径的合理性，降低交叉感染的风险。

目录

1 绪 论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 医院建筑门诊区域通风空调设计规范

1.2.2 医院建筑门诊区域压差控制设计现状

1.2.3 CFD软件辅助气流组织设计应用现状

1.3 本文研究内容

2 综合医院门诊区域气流路径设计与空间压力控制

2.1 门诊区域感染概述

2.1.1 感染源

2.1.2 易感人群

2.1.3 感染途径和传播方式

2.1.4 气流路径和空间压力与交叉感染的关系

2.2 门诊区域气流路径设计

2.2.1 门诊部功能与组成

2.2.2 门诊部诊疗流程与人员流向

2.2.3 门诊区域洁污分区

2.3 门诊区域空间压力控制

2.3.1 压差与渗透风量

2.3.2 门诊区域各类房间压力要求

2.3.3 门诊区域空间压力控制方式

2.4 本章小结

3 综合医院门诊区域室内环境测试与分析

3.1 测试目的

3.2 测试方案

3.2.1 测试对象

3.2.2 测试内容

3.3 测试过程

① 测试时间

② 测试仪器

③ 测点分布

3.4 测试结果与分析

3.4.1 夏季测试结果与分析

3.4.2 过渡季测试结果与分析

3.4.3 冬季测试结果与分析

3.5 本章小结

4 门诊区域气流路径与空间压力分布现状数值模拟

4.1 数值模拟的可靠性验证

4.1.1 物理模型

4.1.2 数学模型

4.1.3 边界条件

4.1.4 数值求解方法

4.1.5 可靠性验证

4.2 实际运行工况下儿科诊疗区的压力分布

4.2.1 实际运行工况的边界条件

4.2.2 实际运行工况的模拟结果与分析

4.3 本章小结

5 门诊区域气流路径及空间压力管理调试方案及分析

5.1 各房间门关闭并按规范设置风量

5.1.1 第一种调试方案的边界条件

5.1.2 第一种调试方案的模拟结果与分析

5.2 各房间门关闭并考虑压差渗透设置风量

5.2.1 第二种调试方案的边界条件

5.2.2 第二种调试方案的模拟结果与分析

5.3 门诊区域各诊疗单元的调试管理方案

5.4 本章小结

6 研究成果与展望

6.1 研究成果

6.2 展望

参考文献

附录

A 作者在攻读学位期间发表的论文目录

B 学位论文数据集

致谢