合理的气流组织是感染控制的关键,特别是现在疫情的大背景下,在隔离酒店、感染病房、发热门诊都对气流组织提出了严格的要求。合理的气流组织包括两方面。其一,宏观方面,整栋建筑的通风是如何的,需要搞清楚的是房间与房间之间气流的形式,是集中式通风还是半集中式通风,房间之间的气流会不会存在交叉,这个至关重要。其二,微观方面,需要搞清楚的是房间内的气流组织是如何的。
日常的通风主要分为自然通风和机械通风,机械通风根据作用范围分为全面通风和局部通风,在医院内洁净手术室是全面通风的代表,细菌室的生物安全柜是局部通风的代表。
(一)自然通风
主要是室内外空气的温度差引起的热压或室外风力所形成的风压使空气流动,它的优点是不需要动力设备,投资少,管理方面,这就是为什么很多规范提倡优先自然通风,但其缺点是热压或风压均受自然条件的束缚,效果不稳定,对于气流组织要求严格的场所,像发热门诊、隔离病房有其局限。
1)风压作用下的自然风
当风吹过建筑,在建筑的迎风面一侧压力升高,产生了正压,在背风侧产生涡流以及在两侧空气流速增加,压力下降,产生了相对负压。
通风效果与自然条件、建筑前有无障碍物等相关。
2)热压作用下的自然通风
通风效果与室内外的温度差、空间的高度相关,温差越大、建筑空间越高,通风效果越好。
3)风压和热压综合作用下的自然通风
按照上述综合所示,如果发热门诊使用自然通风,首先我们发热门诊建筑高度不够、和室外的温差不大,热压引起的通风效果很局限,只能靠风压的自然通风,那么中间的半污染区是接受不到自然风的,那么就不符合发热门诊气流组织即从清洁区——半污染区——污染区的设置。实际上的气流风向要依据该地区的风玫瑰图,搞清楚什么是常年主导风、最小频率风。发热门诊要位于常年主导风的下风向、最小频率风的上风向。
(二)机械通风
最常见的就是空调系统。它由空气处理设备、热源、冷源、输送管道以及调节设备等组成,其中空气处理设备是整个系统的核心,相当于人体的心脏,送风、回风管道相当于动静脉,搞清楚各个房间的空气是如何循环至关重要。不同的空调系统分类,各个房间的空气循环都不一样。
(1)按照空气处理设备的集中程度:可分为集中式系统、半集中式系统、分散式系统。集中式是指所有空气处理设备和风机等集中在空调机房内,通过送回风管道与各个房间连接。半集中式系统,兼顾集中式与分散式,水气系统就是该类系统,把一次空气处理设备和风机、冷水机组集中在空调机房内,而把二次空气处理设备设在空气调节区。分散式系统的典型就是家居的壁挂机。
(2)按照冷热负荷的介质分类:可分为全空气系统、水——气系统,全水系统以及冷剂式系统。就全空气系统而言,房间内的冷热全由空气负荷,由于空气比热小,需要较多的空气才能消除余热、余湿,所以所需要的管路较大,占用建筑空间也大。全水系统,室内负荷全部由水承担,由于水的比热比空气大,因此占用空间比全空气要小很多,但是存在通风换气的问题,无新风的风机盘管就是代表。水气系统就很好的兼顾了全空气和全水系统,其中代表就是独立新风加风机盘管系统。
(3)就全空气系统而言,按照处理空气来源,可分为封闭式系统(回风循环、无新风),直流式系统(全部新风无回风),混合式系统(部分利用新风、回风)。而混合式系统又分为一次回风和二次回风。
搞清楚这些系统之后,大致就能分辨出这栋建筑里面各房间的气流组织是如何循环的。除此之外,房间内的气流组织也是至关重要。这与送风口的形式(散流器、喷口、百叶窗等)、位置(上送风、中送风、侧送风、地板下送风)、送风射流的参数(出口风速、送风量、送风温度等)、回风口的位置、房间的几何形状、热源在室内的位置等相关,其中送风口的形式、位置和送风射流的参数是主要影响因素。
按照驱动空气在房间中流动的动力可分为混合通风和置换通风。其中混合通风常见的气流组织形式,包括上送上回、上送下(侧)回、侧送侧回,中送下(测)回,下送上回。不同的组织形式适合于不同场所,像上送下(侧)回适用于洁净要求的场所,比如手术室、发热门诊等,上送上回由于施工方便适用于办公场所,中送下(测)回适用于大空间,比如火车站、飞机场等空间大、人员密集、停留时间较短的场所。还有送风射流的参数对于气流影响也至关重要,有兴趣的可以研究一下《流体力学》。