负压洁净隔离单元环境控制要求与技术措施《医院洁净护理与隔离单元建筑技术标准》GB/T 51457解读（三）

原创 沈晋明 许钟麟等 净化空调网 2024年08月17日 07:30 上海

负压洁净隔离单元环境控制要求与技术措施

《医院洁净护理与隔离单元建筑技术标准》GB/T 51457解读（三）

沈晋明¹ 许钟麟² 曹国庆² 刘燕敏¹

1.同济大学，2.中国建筑科学研究院有限公司

摘要：经过两次疫情，我国建设了大量的负压隔离病房，取得了许多设计、施工与运维经验。本文依据我国《医院洁净护理与隔离单元建筑技术标准》，阐述负压洁净隔离单元的建设要求、对功能分区、平面布局、缓冲室设置、通风空调及技术参数等相关条文解读，明确了一些引起困惑或误解的技术要点。

关键词：负压洁净隔离病房　功能分区 平面布局　缓冲室 设计参数 条文解读

0 引言

    负压洁净隔离单元是《医院洁净护理与隔离单元建筑技术标准》GB/T 51457-2024（以下简称《技术标准》）的第三块内容，与《传染病医院建筑设计规范》GB 50849-2014不同，主要涉及空气传播的呼吸道传染病的负压洁净隔离单元。“负压洁净隔离病房”是医务工作者提出来的，这“洁净”是指室内环境洁净，要求达到IV级环境控制要求，利于保护医护与患者康复，是一个有级别的受控环境。

    尽管近年来我国经历过天花、霍乱、流脑、甲肝等疫情，但现在提及的疫情防控对策，实际是指呼吸道传染病疫情防控。特别是2002年爆发非典型肺炎（SARS）疫情以及2020年新型冠状病毒肺炎疫情给我们的经验教训深刻。对于新发呼吸道传染病，其特性是逐步认识的，如毒力、致病力、病死率，以及主要传播方式。如是病毒则要更要关注其变异，病毒在复制过程中，其遗传物质（如RNA或DNA）会发生的变化，导致病毒的特性或行为发生改变。早发现、早报告、早隔离、早诊断、早治疗是针对传染源管理和切断传播途径的具体要求，是防控新发传染病和阻断病毒传播流行的关键措施，避免形成公共卫生重大突发事件。负压洁净隔离病房建设是提高我国疫情防控与救治能力的重要设施之一。

    世卫组织2024年4月18日发布全球技术磋商报告^[1]，对空气传播/吸入、直接沉降、直接接触、非直接接触等术语进行了重新定义，达成共识。消除了不同学科的业内人士以不同的方式使用了“空气传播”、“空气传染”和“气溶胶传播”等术语导致了病原体在人群中传播引发的信息误导和混乱。这是一件十分有意义的事。认为空气传播是随气流运动或悬浮在空气中的病原体而发生感染性疾病传播。当感染性呼吸道微粒以呼气、说话、唱歌、吐痰、咳嗽或打喷嚏等方式排出到空气中，被另一个人吸入进入呼吸道，并可能引起感染时，这种传播方式可以发生在距离感染者或近或远的地方。理论上，感染性呼吸道微粒可以在人体呼吸道的任何部位侵入人体，但首选侵入部位（即病原体侵入免疫最薄弱的部位）可能取决于病原体特异性。认为感染性呼吸道微粒被呼出来，形成一团气云，先独立于环境空气而运动，然后在较远处被室内气流分散和稀释。还有一种空气传播方式被称为“直接沉积”方式，当感染者排出的感染性呼吸道微粒以短距离喷溅轨迹进入空气，然后直接沉积在另一个人暴露的面部黏膜表面（口、鼻或眼睛）上，然后经这些部位侵入人体呼吸系统并引起感染。

    除了病原体经空气传播，还有经直接接触（如经手）或间接接触（如触碰桌面）传播的病原体，或经侵入途径（如开放性伤口、锐器或针头伤害）进入人体的病原体，或具有偏好肺部环境（如军团菌和类鼻疽病）的病原体。

    WHO认为即使感染性微粒的传播方式相同，但呼吸道传染病防控可以根据感染源、环境和宿主因素的不同制定差异化的对策。在人居环境中针对所有已知或怀疑经此种方式传播的病原体，对具有任何感染风险水平的个体均应采取经空气传播疾病感染性微粒全套的控制措施。这也是我们对策措施的基点，不再采用“飞沫传播”、“气溶胶传播”、“飞沫核”等术语。

1. 解读《技术标准》负压洁净隔离病房相关条文

    重症监护病房、易感染患者病房和负压洁净隔离病房三者的防控对象，环境控制与技术措施等差异较大，有必要对《技术标准》负压洁净隔离病房相关条文做一解读。

1.1 统一功能分区名称

    由于《医院洁净护理与隔离单元建筑技术标准》主要涉及重症监护病房、易感染患者病房和负压洁净隔离病房，但是重症监护病房和易感染患者病房主要控制区域是无菌程度最高的清洁区，而负压洁净隔离单元的主要控制区域则是污染程度最高的污染区（包括污物处理区），而医学界习惯《医院隔离技术规范》WS/T 311规定的污染区、潜在污染区（或半污染区）、清洁区，是以污染程度进行功能分区。依据这种习惯分区难以对主要控制区域统一名称，会给设计、施工、验收运维造成困惑。美国医院设施指南协会（Facilities Guidelines Institute，FGI）颁布的“医院设计和建设指南”，是以限制区、半限制区与非限制区来统一不同医疗科室分区，以对进入区域的人与物限定措施的不同要求进行功能分区，也是一种方法。缺点是没有突出主要防控对象或目标。

    《技术标准》作为建设标准，主要为设计院、工程公司、运行维保单位服务。对于设计院、工程公司、运行维保单位来说，首先要明确防控对象及防控区域，重症监护病房、易感染患者病房和负压洁净隔离病房均是防控要求最高的区域。为之服务的有辅助防控区、普通工作区和污物处理区，受控程度逐次降低。《技术标准》提出防控区、辅助防控区、普通工作区和污物处理区的功能分区，是以防控要求划分功能分区的方法。可以明确受控目标与不同受控程度的区域，统一了设计院、工程公司、运行维保单位对不同防控分区的认识，想必医务界也容易接受。《技术标准》第3.0.4条再次明确负压洁净隔离单元的防控区和污物处理区、辅助防控区、普通工作区分别对应现行行业标准《医院隔离技术规范》WS/T 311规定的污染区、潜在污染区、清洁区。如果从防控对象以及相关区域的角度考虑就容易理解重症监护病房、易感染患者病房和负压洁净隔离病房的统一分区名称的意义所在。

1.2 负压洁净隔离单元的平面布局

    疫情中颁布的许多文件规定负压隔离单元采用“三区两通道”的平面布局，三区即清洁区、潜在污染区、污染区，两通道即清洁通道、污染通道。如前所述，这三区相对应于《技术标准》的防控区、辅助防控区以及普通工作区，其中防控区是患者接受诊疗的区域，主要是病房与污物处理；防控辅助区是治疗室、护士站、内走廊等为防控区进行辅助医疗活动的区域；普通工作区包括医务人员值班室、卫生通过、配餐间等无患者接触的医护人员活动区域。负压洁净隔离单元出入口应独立设置，有门禁设施。“三区两通道”的布局实现了洁污分区、洁污流线不交叉，三区的环境控制也较为理想。但三区两通道的布局形式占有的建筑空间较大，不是所有的负压隔离单元的建筑平面都能适应，催生出许多不同形式的适用平面布局，有的布局值得借鉴。通常，在负压洁净隔离单元中入住的患者，不允许离开病房，治疗活动与康复基本上都在病房内进行，只是住院、出院时要通过走廊。为此《技术标准》允许医院根据负压洁净隔离单元的自身实际，其平面布局可采用单走廊或双走廊布置。

    《技术标准》将防控区内负压洁净隔离病房分为三类：

①收治可经空气传播疾病疑似患者的负压洁净隔离病房的单人病房，使用面积不宜小于18 m²；

②收治确诊患者的负压洁净隔离病房的多人病房。多人病房不宜超过3人，每床单元使用面积不宜小于15m²，床间距不宜小于1.5 m。床头离墙布置时，离墙间距不宜小于60 cm。这是考虑到抢救仪器设备较多，床间距较大有利于医生开展诊疗工作。

③危重症患者负压洁净隔离病房应根据医疗任务的需要和风险评估结果设置，病房宜为单人病房。如抢救用单人病房内的病床应离墙设置。

    单元内每间负压洁净隔离病房内应设卫生间，卫生间内设卫生洁具清洁消毒设施。

1.3 明确缓冲室的所处位置与功能

    一般来说，缓冲室介于两个空间之间，通往两侧空间的门互锁，起着两侧空间之间的屏障作用。三者的静压差关系通常有三种：一是“序降串联”，三个空间从高清洁空间到次清洁空间或非清洁空间或污染空间的压差依次降低，这可以有效防止次清洁空间或非清洁空间对高清洁空间的影响。但是医护人员进出缓冲室，开门过程由于压差变化而导致的气流扰乱引起少量污染物的外泄，需在缓冲间停留一段时间，污染物在缓冲室内被稀释或排出，传递到另一侧空间的污染量会大大地降低。二是 “正压屏障”，缓冲室对两侧空间均为正压，这样可以有效防止两侧空间的相互干扰。三是“负压陷阱”，缓冲室对两侧空间均为负压，这样也可以有效防止两边的相互干扰。“正压屏障”与“负压陷阱”可消除开门扰动影响下一侧空间内污染物传递到另一侧空间，其污染风险甚至可以忽略不计。因此，缓冲室被广泛应用到负压洁净隔离单元。

    《技术标准》统一了负压洁净隔离单元中缓冲室的所处位置与功能。明确了负压洁净隔离单元普通工作区与辅助防控区之间、辅助防控区与防控区之间，应设置缓冲室。如果从人流过程来说，医护人员由普通工作区进入辅助防控区走廊经过的缓冲室，作为第一个缓冲室，应位于医护人员入口通道，对内对外均应为正压，成为“正压屏障”，确保走廊内气流不外溢，室外空气也不能进入走廊；由走廊进入病房的缓冲室，作为第二个缓冲室，成为“序降串联”空间，形成了向内的定向气流，保证病房气流不外溢。缓冲室对病房保持相对正压，对走廊保持相对负压；病房与其缓冲室之间设置传递窗，缓冲室内设置手卫生设施。患者进入辅助防控区走廊经过的缓冲室，作为第三个缓冲室，位于患者入口通道上，由于患者在缓冲室内停留时间很短，为使患者身上的污染不散向缓冲室两侧，所以要求该缓冲室对内对外都是负压，成为“负压陷阱”，使一侧气流不能流到另一侧，均进入负压陷阱而被高效过滤器过滤后排出。

    如上所述，对于有静压差要求的功能用房，门打开时静压差瞬间消失。若采用密闭推拉门，在开关门时可能会造成较大的压力波动。为减少开关门对室内气流的突然扰动，往往在建筑尺寸允许时两侧空间与缓冲室之间的门采用平移门。但难以避免医护人员进出缓冲室携带污染。传统理论似乎认为最有效的方法是加大压差、提高密封程度，才能保证有序的压差下污染控制。这种只认高负压和密封是“静态隔离理论”，是被动措施。《技术标准》采用了“动态隔离理论”，特地在缓冲室两侧的密封门底边与地面之间留有一定尺寸的缝隙，可实现有组织的定向气流，是主动措施，以保持稳定的压力梯度^[2]。计算表明，在5Pa压差下，10mm缝隙排风量仅比普通非密封门多出20m³/h以上。国外研究显示在门下留有12.5mm缝宽（0.5吋）的空隙时，可主动保持有效的“设计漏泄”。如缓冲室两侧门设有自动互锁开关的，必须做到“断电即开”，避免导致严重后果。

    要求负压洁净隔离单元独立设置，处于院区内全年最多风向的下风向，有两个接近最多风向时，处于其他风频最小的风向的上风向。可见独立设置负压洁净隔离病房加上三道缓冲室，特别是与外界相连的“正压屏障”与“负压陷阱”这两道缓冲室能将污染物外泄的风险降到最低。

1.4    负压洁净隔离病房通风空调

    1.4.1    允许采用循环风

    负压隔离病房可否可以采用循环风一直是争议的问题，尽管SARS疫情期间不少负压隔离病房工程案例成功应用了带自循环的空调系统，甚至采用有热湿处理的空调末端装置做自循环，为了防止冷凝水引起的病菌传播，采用热湿分控空调技术，实现隔离病房空调末端无凝水，也有利于隔离病房在平时转换为不同用途的病房^[3]。

    在新冠疫情期间大多文件要求负压隔离病房采用全新风全排风的净化空调系统，造价与运行能耗很高。许钟麟研究员^[4]根据国内的研究成果以及美、日、俄等国标准，表明只要回风设置了高效过滤器，是可以采用循环风系统的，但这种回风应仅是在该病房内回风，即自室循环回风，能有效除去患者呼出的感染性呼吸道微粒。根据国内实验研究成果，回风高效过滤器应采用现行国家标准《高效空气过滤器》GB/T 13554规定的40级高效空气过滤器（相当于GB/T 13554-2008版规定的C类高效空气过滤器）。

    2023年6月颁布的美国ASHRAE标准 241^[5]提出等效清洁空气量（equivalent clean airflow），以及进入不同使用区域的无病原体风量的要求。认为室内空气经机械过滤和杀菌紫外线等技术进行有效净化，就具有与室外空气（新风）风量的相同效果。可见等效清洁空气量是通风、过滤和空气净化的综合效果，能有效降低空气传播病菌的感染风险。

    《技术标准》规定收治可经空气传播疾病疑似患者的负压洁净隔离病房的单人病房，以及收治确诊患者的负压洁净隔离病房的多人病房均可采用循环风、新风集中处理的净化空调系统，成为循环风隔离病房。循环风负压隔离病房新风最小换气次数4次/h，排风8次/h，室内换气次数12次/h，这就说室内配置HEPA过滤器的净化空调机组自循环换气量必须达到8次/h。危重症患者负压隔离病房（或烈性传染病高危隔离）考虑出现非常特殊情况宜采用全新风全排风净化空调系统，成为全新风隔离病房。新风负压隔离病房新风最小换气次数12次/h，排风16次/h。

    1.4.2    最佳气流组织

    负压隔离病房的气流组织方案的选择对于实际通风效果具有决定性的作用。气流分布应满足以下三方面的要求：1）保证足够的稀释风量，强调送风的有效性；2）送风气流先经过医护人员再流向患者，最后由排风口排出；3）保证病人释放出的污染物快速、有效地排除。以此作为评价指标，许多文献认为隔离病房在床尾设送风口，在床头设置排风口的气流形式最佳^[6]，有些标准也推荐这种上送对侧下排风的气流组织，已在很多实际工程中应用实施。但是进入室内的医护人员虽然配有个人防护措施，医护人员被感染的事例仍时有发生。

    许钟麟研究员根据最新的科研成果给出了负压洁净隔离病房风口布置方式，在顶棚上贴近床边方向设置主送风口和次送风口（图2）。主送风口风速不宜大于0.3 m/s。床头一侧的下方设回（排）风口，吸风速度不应大于1 m/s。能有效的把患者呼出的感染性呼吸道微粒压向回风口，降低了房间病床以外大部分区域的气溶胶浓度。《技术标准》推荐的这种送回风口布置方式有利于进入室内和在床边工作医护人员的防护。送风口宽度宜罩住2人，风速不宜过大而导致医护人员有吹风感。在患者头部床面以上0.4m处风速不宜大于0.12m/s。

图2   风口位置

    1.4.3 排风要求

    负压隔离病房的核心措施是通过排风保持负压。关键设备首先是排风机，宜有备用。为了保证正在工作的排风机出现故障时，室内负压状态不被破坏，备用排风机应能自动启动，使系统正常运行不间断。负压洁净隔离病房的排风还须与送风联锁，排风先于送风开启，后于送风关闭，以防止病房内出现正压。保持有序的压力梯度和定向流是指整个切换过程气流从低风险区流向高风险区，由外向内保持定向流动，并且整个防控区对大气不能出现正压。

    其次，排风管出口应直接通向室外，伸出屋面（或平台）的排风立管出口宜高出屋面（或平台）地面至少3m，应有逆止阀、防雨措施。排风管应保持负压运行，经过高效过滤器处理过的排风，仍可能有“漏网”的有害气溶胶粒子，经理论计算，排风管出口应远离非负压洁净隔离单元的任何进风口和门窗至少20m，高于本单元集中新风口至少6m，水平方向距集中新风口至少8m，可达到对人无害的浓度。排风管出口应有明显标识，以防止人员无故接触负压洁净隔离单元的排风口。

    再者，负压洁净隔离病房及其卫生间回（排）风口上的高效过滤器是保障周围环境安全的核心设备之一，防漏是第一要素，而边框又是最主要、最常见的漏泄。须对回（排）风口上的高效过滤器进行检漏，即对过滤器自身及安装边框的检漏。可采用的措施：一种是采用可原位检漏的排风高效过滤器装置（主要应用于生物安全实验室或生物安全防护车间）；另一种是采用动态气流密封负压高效排风装置，该装置是防止安装边框漏泄的简便有效措施。《技术标准》推荐采用动态气流密封排风装置，不仅可实现无泄漏，而且符合现行国家标准《洁净室施工及验收规范》GB 50591的有关规定。

1.5 负压洁净隔离单元净化空调系统及设计参数解读

    负压洁净隔离单元宜采用全空气净化空调系统，分区设置，净化空调设计参数见表1。各类病房室内温湿度参数能在线监测控制。房间换气次数除应满足热湿负荷要求外，还应满足《技术标准》中对空气菌落数的最低要求。表中相邻相通场所之间有静压差要求时，相对压差绝对值均不应小于5Pa，且不宜超过20 Pa。病房与其卫生间之间可只保持流向卫生间的定向气流。病房门外目测高度应安装压差计，压差计上应给出压差绝对值降到标准值80%时的警示标识。

表1      负压洁净隔离单元净化空调设计参数

2. 结语

    经过两次疫情的考验，已经认识到负压洁净隔离病房对传染源管理和切断传播途径的作用，是防控新发传染病和阻断病毒传播流行的关键措施，早发现、早隔离能有效避免形成公共卫生突发重大事件。

    在新冠疫情期间颁布的许多文件、指南与标准对负压隔离病房单元及相关设施建设要求不同、提出的设计参数不一，在实施过程中造成了一些困惑。《技术标准》总结了负压洁净隔离病房单元的建设、施工与运维的经验教训，针对空气传播传染病的特性，提出了负压洁净隔离病房单元建造与环境控制具体要求，明确了一些引起困惑或误解的技术要点。希望通过本文的解读，能有利于推进负压洁净隔离病房的建设健康发展。

参考文献

1.WHO，global technical consultation report on proposed terminology for pathogens that transmit through the air, file:///C:/Users/lenovo/Documents/WeChatFiles/wxid_8puogj4m8itq22/ FileStorage/File/ 2024-04/global-technical-consultation-report-on-proposed-terminology-for-pathogens-that-transmit-through-the-air.pdf.

2.许钟麟，张益昭，王清勤，隔离病房隔离效果的研究(1) [J].暖通空调,2006,36 (3):1-9

3.沈晋明，多用途隔离病房和无凝水空调技术[J].建筑热能与通风空调,2005(3):22-26

4.许钟麟，曹国庆，张益昭等, 关于负压隔离病房可以使用循环风的讨论——国标《医院洁净护理与隔离单元技术标准》编制组系列探讨问题之三[J].暖通空调,2019,49 (8):45-48

5.沈晋明，刘燕敏，开创性标准 ASHRAE 241，降低室内传染性气溶胶传播风险，[EB/OL]．(2023-10-29)，http://www.chinaacac.cn/chinaacac2/news/?1020.html

6.邓伟鹏，医院建筑内防止SARS病毒传播与感染的综合措施及对策研究[D].同济大学博士研究生论文，2005.1