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一、 現(xiàn)狀

負(fù)壓病房是指經(jīng)周密設(shè)計(jì)、在凈化空氣處理系統(tǒng)控制下，病房?jī)?nèi)氣壓低于病房以外其它區(qū)域氣壓、形成負(fù)壓的病房。病房?jī)?nèi)被患者污染的空氣通過(guò)專門(mén)的管道，經(jīng)加強(qiáng)過(guò)濾處理，排放到外界。

2018年12月29日，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布《醫(yī)院負(fù)壓隔離病房環(huán)境控制要求》（GB/T35428-2017），并于2018年7月1日正式實(shí)施。要求中明確提出：

4.2.2 不同污染等級(jí)區(qū)域壓力梯度的設(shè)置應(yīng)符合定向氣流組織原則，應(yīng)保證氣流從清潔區(qū)->潛在污染區(qū)->污染區(qū)方向流動(dòng)。

4.2.3 相鄰相通不同污染等級(jí)房間的壓差（負(fù)壓）不小于5Pa，負(fù)壓程度由高到低依次為病房衛(wèi)生間、病房房間、緩沖間與潛在污染走廊。清潔區(qū)氣壓相對(duì)室外大氣壓應(yīng)保持正壓。

4.2.4 有壓差的區(qū)域，應(yīng)在外側(cè)人員目視區(qū)域設(shè)置微差壓計(jì)，并標(biāo)志明顯的安全壓差范圍指示。

4.3.3 宜采用全新風(fēng)直流式空調(diào)系統(tǒng)，如采用部分回風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)在回風(fēng)段末端設(shè)置高效空氣過(guò)濾器，系統(tǒng)并可在需要時(shí)，切換為全新風(fēng)直流式空調(diào)運(yùn)行。

4.3.3 送、排風(fēng)系統(tǒng)中，每間病房的送、排風(fēng)支管上應(yīng)設(shè)置電動(dòng)或氣動(dòng)密閉閥，并可單獨(dú)關(guān)斷。

4.3.4 污染區(qū)排風(fēng)應(yīng)經(jīng)過(guò)高效過(guò)濾器過(guò)濾后排放。應(yīng)可在原位對(duì)排風(fēng)高效過(guò)濾器進(jìn)行檢漏和消毒滅菌，確保過(guò)濾器安裝無(wú)泄漏，更換過(guò)濾器應(yīng)先消毒，由專業(yè)人士操作，并有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。

4.3.5 送、排風(fēng)機(jī)應(yīng)能夠根據(jù)風(fēng)管內(nèi)壓力變頻調(diào)節(jié)。宜在送、排風(fēng)系統(tǒng)上的設(shè)置測(cè)量風(fēng)量的裝置。

4.3.6 送、排風(fēng)系統(tǒng)的過(guò)濾器宜設(shè)置壓差監(jiān)測(cè)裝置。

4.3.7 排風(fēng)機(jī)位置的設(shè)置應(yīng)確保在建筑內(nèi)的排風(fēng)管道內(nèi)保持負(fù)壓。排風(fēng)機(jī)吸入口應(yīng)設(shè)置與風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)的電動(dòng)或氣動(dòng)密閉閥。

普通病房在自然通風(fēng)時(shí)，室內(nèi)氣流只能隨季節(jié)風(fēng)向，由一側(cè)門(mén)、窗流向另一側(cè)門(mén)、窗。負(fù)壓隔離病房根據(jù)污染等級(jí)分為清潔區(qū)、潛在污染區(qū)和污染區(qū)，不同污染等級(jí)區(qū)域壓力梯度的設(shè)置應(yīng)符合定向氣流組織原則，應(yīng)保證氣流從清潔區(qū)、潛在污染區(qū)、污染區(qū)方向流動(dòng)。因此，相鄰、相通的不同污染等級(jí)病房的壓差（負(fù)壓）不能小于5Pa，負(fù)壓程度由高到低依次為病房衛(wèi)生間、病房房間、緩沖間與潛在污染走廊，清潔區(qū)氣壓相對(duì)室外大氣壓應(yīng)保持正壓。

醫(yī)院負(fù)壓隔離病房示意圖如下所示：

因此，在實(shí)際應(yīng)用中，建設(shè)傳染病醫(yī)院的負(fù)壓隔離病房是很有必要的，是落實(shí)“防、控”最重要、最關(guān)鍵的措施之一。

二、需求

依據(jù)《醫(yī)院負(fù)壓隔離病房環(huán)境控制要求》要求，必須保證氣流從低污染區(qū)向高污染區(qū)流動(dòng)。為保證氣流流向，必須使各區(qū)之間維持一定的壓力梯度。因此，各區(qū)域之間的梯度壓差是負(fù)壓隔離病房能否真正實(shí)現(xiàn)氣流流向的關(guān)鍵指標(biāo)。

目前負(fù)壓隔離病房壓力梯度的實(shí)現(xiàn)有兩種方式：其一，對(duì)病房送風(fēng)口、回風(fēng)口與排風(fēng)口位置合理設(shè)計(jì)，形成一定的壓力梯度；其二，由通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)對(duì)不同區(qū)域的送風(fēng)量、排風(fēng)量進(jìn)行控制，在不同級(jí)別區(qū)域之間產(chǎn)生氣壓差，形成壓力梯度。兩種方式均通過(guò)控制源頭如通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，使空氣從較高壓力區(qū)域流向較低壓力區(qū)域，從高級(jí)別區(qū)域流向低級(jí)別區(qū)域，有效預(yù)防交叉污染，保護(hù)病人和醫(yī)護(hù)人員。

但是，在實(shí)際應(yīng)用中卻很難保證合理、準(zhǔn)確的壓力梯度。負(fù)壓隔離病房在建設(shè)初期，各區(qū)域壓差保持良好，能夠保證壓力梯度；但整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，空調(diào)機(jī)組過(guò)濾器機(jī)及風(fēng)機(jī)保養(yǎng)不到位、磨損導(dǎo)致機(jī)械縫隙加大等原因，各環(huán)節(jié)壓力損失將導(dǎo)致無(wú)法保證各區(qū)域之間壓差、無(wú)法形成有效壓力梯度問(wèn)題，污染空氣可能逆向流動(dòng)，不能保證有效隔離。

綜上所述，必須對(duì)負(fù)壓隔離病房各區(qū)域梯度壓差進(jìn)行過(guò)程控制。因此，如何對(duì)負(fù)壓隔離病房關(guān)鍵部位的壓力指標(biāo)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、并根據(jù)壓差動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)、控制風(fēng)機(jī)或變風(fēng)量末端對(duì)送風(fēng)量、排風(fēng)量實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，保證負(fù)壓隔離病房壓力梯度，是我們要面臨的新課題。

本方案以梯度壓差安全保障單元控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對(duì)負(fù)壓隔離病房實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制，即氣流組織與壓差的控制。對(duì)于空調(diào)機(jī)組的在線監(jiān)測(cè)與控制，另行詳述。

三、技術(shù)實(shí)現(xiàn)

杜威智能安全保障單元控制系統(tǒng)由智能差壓計(jì)、量傳感器、閥執(zhí)行器等硬件以及控制軟件組成。該系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)負(fù)壓病房相鄰房間的壓力梯度數(shù)據(jù)，經(jīng)上位機(jī)軟件采集數(shù)據(jù)、運(yùn)算并反饋給空調(diào)機(jī)組和閥執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償并調(diào)整機(jī)功率和閥開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)各區(qū)域之間梯度壓差的精準(zhǔn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、并根據(jù)壓差指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)各區(qū)域之間壓差的精準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制，達(dá)到阻斷細(xì)菌、病毒外泄的效果，確保負(fù)壓隔離病房各區(qū)域梯度壓差，實(shí)現(xiàn)負(fù)壓隔離病房有效隔離。

說(shuō)明：

數(shù)據(jù)采集

負(fù)壓隔離病房現(xiàn)場(chǎng)部署差壓、溫濕度、光照、塵埃粒子、噪聲、浮游菌等在線測(cè)量設(shè)備，通過(guò)RS485數(shù)字量信號(hào)傳輸給微控單元。

控制

在潛在污染走廊和病房各部署一臺(tái)杜威智能DW254差壓變送器，作為測(cè)量壓力的核心設(shè)備，實(shí)時(shí)采集、顯示負(fù)壓隔離病房壓力指標(biāo)。

兩臺(tái)DW254差壓變送器指標(biāo)形成壓力梯度值，通過(guò)4~20mA模擬量傳輸給變風(fēng)量末端，結(jié)合變風(fēng)量末端內(nèi)部風(fēng)量變送器，計(jì)算出風(fēng)機(jī)功率和風(fēng)閥開(kāi)度。同時(shí)控制變風(fēng)量末端內(nèi)部的補(bǔ)償風(fēng)機(jī)和風(fēng)閥執(zhí)行器。

在壓差梯度出現(xiàn)偏差后，聯(lián)合風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥及房間高效上的變風(fēng)量末端調(diào)整參數(shù)，迅速增壓，保證壓差梯度，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警及遠(yuǎn)程報(bào)警告知相關(guān)負(fù)責(zé)人員，及時(shí)檢查，排除隱患。

處理結(jié)果通過(guò)數(shù)字量反饋給微控單元，形成閉環(huán)。

傳輸

每個(gè)病房部署一臺(tái)微控單元，數(shù)字信號(hào)傳輸給DW-IIoT-Gate智能網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)一路信號(hào)傳遞給云平臺(tái)，另一路信號(hào)傳遞給醫(yī)院數(shù)據(jù)中心的時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)主機(jī)，集中存儲(chǔ)，用于大數(shù)據(jù)分析、處理。

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