传染性隔离病房门全开状态污染空气外泄的数值

发布时间：2022-10-09 09:42 热度：

摘要：传染性隔离病房利用压差形成定向气流防止病房内污染空气传播。本文建立负压隔离病房开门模型，利用CFD技术模拟门全开状态下开门断面上的气流分布，及病房内污染空气泄漏状况，并进行相关试验验证。利用该模型对减少污染空气泄漏的几种方法进行比较研究。
关 键 词：压差控制；CFD技术；开门状态
1 前言[1]
传染性隔离病房应维持负压，在门窗关闭的情况下，气流由门窗缝隙流入病房，防止病房内的污染物通过缝隙扩散到病房外。
负压通过送风量与回风量、排风量之间的差值实现的，大小由渗透风量及门窗缝隙的几何特性共同决定。在门关闭时，只要室内密封性良好，在较小的渗透风量下就能形成足够的负压，保证在围护结构的缝隙处形成稳定的流向室内的定向气流。但一旦门开启，在开门断面上的气流流向较难控制，病房内的污染空气容易向外泄漏。由于隔离病房通常采用乱流通风方式，开门断面面积大，开门断面上的气流分布较为复杂。因此，借助CFD模拟技术，建立相关模型，有利于分析影响开门断面气流分布的因素和研究开门状态下减少病房污染空气外泄的措施。

2 开门状态的模型建立和试验验证
根据某负压隔离病室建立模型，该病室由病房、前室、卫生间和走廊组成，病室的结构如图1所示。门全关闭时，压力值分别为：病房-45Pa，前室-15Pa，厕所-30Pa。病室和前室门打开，门与门框90°，排风风机变频调速，病室排风加大，病室和外部走廊之间维持压差为-45Pa。模拟开门断面上的气流分布。
2.2测点布置
在开门数秒后房间压力达到稳定，测试开门断面上的气流分布。在开门断面上选择离地面0.4m、1m和1.5m高度处水平方向在门框之间拉上直线，选择四个等距离点，测点布置如图2，每个测点粘上丝线显示气流方向，并采用热线风速仪测试风速值，速度值读数时每隔5s读一次数，读30s，共6个读数，取平均数作为该点的速度值。
2.3开门断面速度的模拟和测试值的对比 
图3中的3个图是不同水平高度上模拟值和实测值的对比，可以看出，数值上存在一定的差异，但是速度分布相似，三个不同高度之间的关系也基本一致，1.5m高度上的速度值较高，其次是1m高度上的，0.4m上的速度值相对较低。  
     

图4  丝线方向
图4照片是不同水平高度上测点的丝线的状态，在离地1.5m高和1m高处，丝线的方向是飘向病室内的，而在0.4m高度以下，丝线飘向前室，可以认为门的中上部气流流向室内，而门的下部，气流流向室外。图5中是开门断面中气流向外流出的断面，可以看出，流出区域在开门断面的下方。这和实测的结果基本一致。                   

                                  
实测结果和模拟值的比较表明采用该开门模型对开门后断面上的气流分布进行模拟是可行的。
3.减小病房内空气外泄的措施
门开启后断面上气流的分布主要由通过断面的风量决定的，但开门断面附近的气流组织的影响以及室内外温差的影响也不能忽略。
（1）加大病房内排风量和送风量的差值，可加大开门断面的通过风量，减少通过开门断面外泄的污染物。
（2）采用增加病房排风量和前室送风量的方法或减小病房送风量，增加前室送风量的方法都能增加通过开门断面的流入风量，减小流出风量，并能保持前室和走廊之间的渗透风量一定。前一种方法要借助余压阀实现，而且运行风量相对较大。
参考文献
 [1]传染病医院建筑规范 &