传染性隔离病房的气流组织与负压控制数值研究

【摘要】：医院内传染性呼吸道疾病患者通过喷嚏、咳嗽等剧烈的呼吸活动释放带致病菌的飞沫,如不加以控制,致病菌会通过空气传播导致医院传染。传染性隔离病房是控制传染源,切断空气传播途径的关键设施,本文从病房的气流组织和压差控制两个方面进行数值研究。 根据污染源的释放特性,建立有瞬态污染源和稳态污染源的病房模型。模拟一次性释放污染物的排除过程,比较换气次数、气流组织对该过程的影响。模拟稳态释放污染物的浓度分布,从气流组织、送风温度和采暖方式等方面比较,对气流组织进行优化。对不同气流组织下气态污染物和颗粒污染物的分布进行模拟,分析两种污染物分布差异及其原因。对病房气流组织的排污效率进行评价,考察气流组织和污染源的相互影响,在此基础上提出污染源指标,评价污染源对某位置的污染程度。 通过模拟计算,得到不同缝隙下渗透风量和通过缝隙压降之间的函数关系式,以及函数关系中流量系数和缝隙几何特性之间的关系。模拟计算病房开启状态下开门断面上气流速度的分布,为在开门断面形成定向气流,通过调节通风系统送、排风量增加通过开门断面流入病房的空气量,比较不同调节气流方式对形成定向气流的效果。采用动网格技术,主要采用二维简化病房模型,模拟不同开门方式(内开、外开或推拉)引起的流场、压力场变化。模拟病房内有污染物时,人员进入全过程污染物的扩散,评价不同开门方向对污染物扩散的影响。 在某部队传染性隔离病房进行一系列试验,以验证所采用的模型及相关参数的可靠性。模拟病房门关闭和全开启状态的流场、压力场,与实测值吻合较好。在病房内释放示踪气体CO2,稳定时测点的浓度和停止释放后浓度的衰减过程,测试值和模拟值吻合较好。用三维病房模型模拟门撤去后示踪气体的扩散,以及用二维简化模型模拟开门过程污染物的扩散,两者的结合和实测的前室浓度变化值吻合较好。 对病房气流组织和压差控制相关方面的研究结果,对隔离病房的通风方式的设计具有一定的指导意义。