新冠疫情下既有建筑负压病房及ICU改造设计路径浅析

新冠疫情下既有建筑负压病房及ICU改造设计路径浅析

苏兴全，汪杨，张天文

云南省设计院集团有限公司，云南省 昆明市，650238

摘要：云南省重大传染病救治能力提升工程（改造部分，全文均指改造部分），以现有医院建筑物为场地进行改造提升，改造设计面临较大的困难和挑战，本文通过多个实际改造案例，尝试探索各地人民医院负压病房和ICU从改造场所选址到具体设计全过程相关实施情况的一般经验，探索既有建筑负压病房及ICU改造的一般性路径。

关键词：新冠疫情；负压病房；ICU；既有建筑改造；路径

1.项目背景

新冠疫情的爆发，凸显了我省医疗卫生领域在传染病救治能力方面的短板。根据国务院有关精神，云南省卫生健康委启动了云南省重大传染病救治能力提升工程建设，由于时间紧迫、任务重大、数量众多，因此该提升工程均以现有医院建筑物为场地进行改造以提升重大传染病救治能力。当时条件下，卫健委和相关规范主要针对新建传染病医院的负压病房和ICU设计，而关于根据现有建筑物场地进行改造的项目，并无明确的相关准则和标准。

《云南省重大传染病救治能力提升工程实施方案》对建设内容、投资、布点等做了规定，《云南省重大传染病救治能力提升工程新建及改扩建传染病医院建设项目设计导则》根据设计实施情况，对建筑技术标准提出了相应的要求。但上述指导意见均没有对改造类项目的开展提供清晰的改造路径，本文通过多个实际改造案例，尝试探索各地人民医院负压病房和ICU从改造场所选址到具体设计全过程相关实施情况的一般经验，探索既有建筑负压病房及ICU改造的一般性路径。

云南省重大传染病救治能力提升工程的设计，遵循了这一改造路径，为项目的顺利实施起到了良好的指引作用。

2.项目概况

云南省重大传染病救治能力提升工程，主要是针对全省129个县区的医院的既有建筑，进行负压病房和ICU的改造，以快速、有效应对呼吸道、消化道重大传染病的诊、治为目标，建立健全省、市、县传染病医疗救治体系，加强和完善资源配置，实现传染病预检分诊、隔离、留观、诊断、治疗及康复一体化管理，有效提高传染病医疗救治能力，最大限度收治传染病病人，減少传染病的传播和交叉感染。

本项目涉及医院众多，但根据各县情况基本标准为两种：（1）、2间负压病房+2间ICU；（2）、4间负压病房+4间ICU

本次改造项目的两个重要基本概念和要求：

负压病房：负压病房是指采用空间分隔并配置通风系统控制气流流向，保证室内空气静压低于周边区域空气静压的病房[1]。

图1：负压病房示意图（来源：中海（山东）净化工程有限公司网站http://zhjh.com.cn/cfuyagel

）

ICU：是英文 Intensive Care Unit 的缩写，意为重症加强护理病房，是向由各种原因导致一个或多个器官与系统功能障碍，危及生命或具有潜在高危因素的患者，及时提供全面、系统、持续、严密的医学监护和救治技术，利用先进的抢救仪器设备对危重症患者进行救治的专业科室[2]。此项目涉及传染病救治，ICU的设计需充分考虑保护医护人员不受感染，配置通风系统控制气流流向，保证室内空气静压低于周边区域空气静压，保证病人呼吸区域空气压力低于医护工作区域。                             

                                                        图2：ICU病房示意图                                            

3.改造基本路径

云南省重大传染病救治能力提升工程，由于时间紧迫、任务重大、数量众多、改造条件严苛、现场条件复杂，因此设计之初，项目组通过分析研究建设内容、建设要求、建设时效、建设场地条件等因素，整理总结出开展项目改造的基本路径，即：（1）确定既有建筑踏勘选址要求并作现场调研收资（2）明确负压病房和ICU的设计要求（3）确定负压病房和ICU的分区和流线设计（4）制定改造的标准化功能平面（5）参照标准化改造平面开展所有项目具体设计（6）确定产品配置、选型选材等关键技术要求（7）确定关键构造技术（8）成果确定输出 。

其中既有建筑踏勘选址需要结合负压病房和ICU的设计要求、以及分区和流线设计的基本要求，踏勘选址前需要熟悉这些内容和要求，以便在踏勘现场进行场地选址合理性的判断，提高踏勘选址的有效性。

4.基于“既有建筑负压病房及ICU改造路径”的设计

（1）确定既有建筑踏勘选址要求并作现场调研搜资

根据项目特点，选址的核心要求及优先级分别为：1）有传染病楼的优先考虑在传染病楼选址；2）没有传染病楼的在传染病科选址；3）没有传染病楼，也没有传染病科的，在住院楼选址，选址与医院内外其他建筑的卫生间距需满足20m；4）选址应在大楼内能自成一区的区域进行改造，分三种情况：a）当垂直交通条件能满足洁污分流、医患分流时，选用大楼的顶层端部进行改造有利于污染空气的排放、扩散。b）垂直交通条件不能满足时，宜在首层端部进行改造，但半污染区、污染区的排风应在大楼屋顶高空排放。C )当选择在其他楼层改造时，应布置在病区的尽端,半污染区、污染区的排风应在大楼屋顶高空排放。

既有建筑踏勘选址除基本的收资外，还要注意考察以下的主要内容：

1）判定场地面积是否满足改造的面积指标；

2）平面区域能否满足功能、洁污分区要求，场地能否适应医疗流程和流线布局要求；明确改造建筑物的基本概况；

3）结构必须为框架结构，不得在砖混结构房屋内进行负压病房及ICU的改造，调查清楚楼面结构荷载，对不满足要求的构件进行加固;

4）建筑层高不得低于3.9m，建筑物层高净高在考虑设备空间之后，是否满足使用空间的高度要求；

5）用电条件是否能满足双路电源+柴油发电机，不具备时是否有条件完善改造，院区内、改造楼用电负荷是多少，柴油发电机容量是多少；

6）医院是否有条件设置专用的化粪池；改造场地能否满足同层排水的需要，不能改造成同层排水时，污水排放区域的下一层是否存在不可穿越区域（如病房、核磁共振室、洁净用房、CT室等）；

7）暖通空调考察是否有条件设置独立的氧气和压缩空气气源的位置，条件不允许时，可与医院现有气源共用，但要确定医院是否具备气源。

此外，由于项目特殊，建设方为并非医院方，而场地又在各个医院，设计方在没有建设方参与的情况下，极易引起医院方的不解，踏勘前特意做了以下准备工作：1）准备一份卫健委的红头文件，作为政策文件；2）提前与医院联系人取得联系确定踏勘时间地点；3）准备好清单式踏勘收资表格。

通过以上踏勘工作准备，踏勘工作开展得比较顺利，为项目顺利开展设计打下了良好的基础。

（2）明确负压病房和ICU的设计要求

基本的医疗流程设计原则：（1）短捷方便，（2）导向明确，（3）洁污分流，（4）医患分流，（5）相关就近，（6）就诊有序[3]。

而感染科病房的设计要求更高，一般为：（1）感染科病房平面布局应采用三区双通道布置方式，即清洁区、污染区和半污染物区，双通道是指医务人员通道和患者通道。（2）医务人员经医护通道进入半污染区（病房走廊）及清洁区（办公室），按防护要求更衣后方可进入污染区（如右图所示）。诊疗活动结束后需脱去污染的防护用品并洗手后方可离开。因此设置过渡区，形成缓冲室。设洁衣柜、污衣柜、洗手盆(感应式水龙头）[4]

                  图3：负压病房布局示意图

结合相关的政策、卫健相关的指导文件和传染病的相关要求，本次改造的基本要求为：

（1）改造区域严格按照传染病医院的流程进行布局，严格实施医患分区分流，结合卫生安全等级分为清洁区、半污染区和污染区，相邻区域之间应设置相应的卫生通过或缓冲间。

（2）各区通风分别设置独立系统，并设计联锁，各区之间风机启动先后顺序为污染区、半污染区、清洁区；需严格控制空气压力梯度，使空气从清洁区、半污染区、污染区单向流动。病房与其相邻、相通的缓冲间、走廊压差应当保持不小于5Pa 的负压差。病房内卫生间不做更低负压要求，只设排风，保证病房向卫生间定向气流。

（3）负压病房和ICU的污水不能穿越到下一层不可穿越区域（如病房、核磁共振室、洁净用房、CT室等）。当负压病房和ICU的污水需要穿越到下一层且下一层有不可穿越区域时，第一种方法是排水应在板上走管汇集到能穿越区域再往下走管；第二种方法是在不影响层高和结构安全的条件下，楼面整体抬高250mm，做成同层排水。

（4）配电间、弱电间等设备房间需设置在清洁区内，负压病房和ICU的缓冲间、淋浴间等房间的门应具备互锁功能，并应设置出、入人员的识别功能，识别须采用非接触方式。当出现消防等紧急情况时，所有设置互锁功能的门都必须处于可开启状态，所有处于疏散通道上的门禁自动打开。

（5）功能房间及面积要求： 负压病房净尺寸≥3100mm（开间）x3000mm（进深）、净面积≥9.3㎡、净高≥2.60m，负压隔离病房应采用全新风直流式空调系统；ICU单间净尺寸≥3700mm（开间）x4100mm（进深）、净面积≥15.1㎡、净高≥2.60m，应采用全新风净化空调系统；

（6）通行推床的通道净宽不低于2.4m，净高不低于2.4m。

（7）半污染区应设置：护士站、治疗室、医生办公室、库房、被服间、清洁间。污染区应设置：病房、处置室、污物暂存间、污洗间。

图4：ICU设计示意图

在上述基本要求的前提下，各专业按照各自专业对负压病房和ICU的相关详细要求开展设计。

（3）确定负压病房和ICU的分区和流线设计

负压病房和ICU应按三分区进行设计。

清洁区——医护辅助区，包括医护会诊室、休息室、备餐间、医护开水间、值班室、医护集中更衣淋浴、医护卫生间等用房；

半污染区——医护工作区，包括护士站、治疗室、处置室、医生办公室、库房等与负压病房相连的医护走廊；

污染区——病房区，包括负压病房、ICU病房、病房缓冲间、病房卫生间、患者走廊、污物暂存间、污洗间、患者开水间等用房。

各相邻区域之间应设置相应的卫生通过空间或缓冲间，并考虑医护人员穿脱及存放工作装备的合理位置和空间。

负压病区应严格划分医务人员与患者的交通流线，流线应相对独立、避免相互影响，应合理划分清洁物品与污染物品流线。

医护人员工作流线按：清洁区更衣换鞋缓冲间半污染区负压病房或ICU的缓冲间负压病房或ICU（污染区）污染区走廊卫生通过回到清洁区的顺序开展工作，不能交叉；患者救治流线按：患者入院后经专用通道（污染区走廊、楼电梯等）患者更衣换鞋负压病房或ICU（接受治疗）康复后经专用通道（污染区走廊、出院更衣淋浴、楼电梯等）离开；清洁物品流线基本随同医护人员流线；污物流线基本随同患者流线，但须经过专门处置。

图5：三分区及流线设计示意图

（4）制定改造的标准化功能平面

负压病房和ICU医疗设施按传染病医疗流程进行布局，根据新型冠状肺炎传染病治疗流程进一步细化功能分区。基本要求是三区两通道，即洁净区、半污染区和污染区，相邻区域间设置相应缓冲间。

负压病房和ICU空调通风系统设计按洁净区、半污染区和污染区设置独立空气环境的机械通风系统，实现各区域不同的空气压力梯度，污染区( 病房及病员通道) 为负压区，半污染区( 护士站、处置治疗室) 为微负压区，洁净区( 办公室、值班室) 为正压区。保证气流沿洁净区→半污染区→缓冲区→污染区→室外顺向流动，杜绝逆向流动或乱流。

图6：三分区标准化功能平面

（5）参照标准化改造平面开展所有项目具体设计

由于该工程涉及子项目较多，每个子项目的情况都有其各自的特点和条件，在开展设计时，均参照前述制定的标准化的改造平面进行拓扑设计，均能在较快的时间内获得较为合理的改造设计方案，且都顺利通过医疗流程专项评审。

（6）确定产品配置、选型选材等关键技术要求

该项目涉及的产品选型较多，各专业均有自己特定的一些产品配置、选型要求，建筑设计中主要考虑的是以下各方面的专业配合协调：1）负压病房：有创呼吸机、无创呼吸机、转运呼吸机、输液工作站、输注液泵、肠内营养泵等、中央监护站及监护仪、心电图机、ECMO、血液透析机、床旁血滤机、吊塔、专用病床；2）ICU负压病房：有创呼吸机、无创呼吸机、转运呼吸机、输液工作站、输注液泵、肠内营养泵等、中央监护站及监护仪、心电图机、便携式超声等、ECMO、血液透析机、床旁血滤机、ICU吊塔；3）室内装修材料选材按易清洁、耐消毒液擦洗、耐燃烧、抗菌耐腐蚀的总要求选材。

图7：塔桥+LED检查灯

         图8：转运监护仪                        图9：输注泵  

    图10：重症病人监护仪                            图11：呼吸机

本设计为达到理想的室内效果，针对室内专门提出室内色彩搭配方案：墙面、顶棚和门窗框料主体色调为浅白色，地面根据污染分区进行标识：污染区PVC地面以浅红色为主（代表污染区）、地砖区域选择相近颜色，半污染区PVC地面以浅黄色为主（代表半污染区）、地砖区域选择相近颜色，清洁区地面PVC地面以浅绿色为主（代表清洁区）、地砖区域选择相近颜色

    图12：污染区走廊（建成实景）                  图13半污染区（建成实景）

    图14：三分区（建成实景）                     图15：ICU（建成实景）

（7）确定关键构造技术

改造类项目有其自身的构造特性，特别是传染病用房，对材料、水、暖、电、结构等都提出了具体的构造要求，且需同步考虑绿色建筑的相关要求。改造设计中主要关键节点构造为：同层排水的地面轻量化构造；防水、防火与洁净抗菌同步要求的轻质墙面构造；ICU塔吊的结构构造设计；排水横管包覆同层走管（不提高地面标高）构造；密封性关键构造要求：1）位于非传染病楼内的改造区域，外窗仅作为平时非传染病时使用，收治传染病病人之前、疫情发生之初必须密封锁闭，窗缝加强密封，避免对相邻及上下楼层非传染病区的影响；2）污染区和半污染区内的管道井、配电间等的检修门，需做密闭性处理，防止污染性空气逸散至其他区域；3）建筑改造区域特别是负压病房和ICU的室内应密封严实，墙体与门窗、楼板和顶板的缝隙应填实密封；4）负压病房和ICU病房顶棚上不应设置人孔、管道检修口。

以上关键构造技术在每个项目中均需所有专业共同协作配合，方能推出合理、经济的解决方案。

（8）成果确定输出

根据前述步骤完成各自专业设计，且每个步骤均应提交相应的确定成果，即踏勘阶段确定踏勘成果和踏勘结论，并获得各方确认；方案设计完成必须经过专家医疗流程专项评审，并需专家和使用方签字确认；各专业根据制定的技术标准进行成品设计完成后统一输出设计成果。

5.结语

云南省重大传染病救治能力提升工程，在时间紧迫、任务重大、数量众多、改造条件严苛、现场条件复杂的条件下，因设计之初研究确定了基本的改造设计路径，在设计阶段起到了很好的指导作用，迅速有效的完成了设计任务。

从建设实践来看，由于设计做了管控，施工过程中极少出现变更，且从建成的效果来看，本次的改造设计路径对最终的效果也产生了良好的影响。

参考文献：

[1] 中国中元国际工程有限公司. 新冠肺炎传染病应急医疗设施设计标准 :T/CECS661-2020[S]. 北京 : 中国建筑工业出版社 ,2020.

[2] 北京睿勤永尚建设顾问有限公司.  医疗功能房间详图详解I [M]. 南京 : 江苏凤凰科学技术出版社 ,2018.1:84.

[3]  李建广、凡开伦.医疗流程与空间组织. 北京 : 中国建筑工业出版社 ,2019.12:15

[4] 北京睿勤永尚建设顾问有限公司.  医疗功能房间详图详解I [M]. 南京 : 江苏凤凰科学技术出版社 ,2018.1:89.