作者：Nadine M. Post

虽然已经有几个团队在会展中心和公共集会场所迅速建立了与新冠肺炎相关的野战医院——这被认为是安置新冠肺炎病患应急床位的替代场所——但其他团队正在幕后为医院、酒店和宿舍进行更长时间的翻新和改造。其中许多措施旨在加大新冠肺炎患者重症监护室和空气传播感染隔离室的供应，目的是保护医护人员不被传染生病。

由于病毒在传播中不断变异，医疗建筑师和工程师们正在寻找最佳方法来快速设计符合规范且安全的重症监护室和空气传播隔离室及病房。设计空气传染隔离室，而不只是重症监护室的主要原因，是为了防止医护人员感染新冠肺炎。

RWDI公司的领导也是工程师邓肯·菲利普斯说：“关于通过飞沫和气溶胶的传播有一个微妙的变化，在医疗保健环境中，人们对气溶胶的关注程度更高，因为需要进行医疗干预，例如插管，医护人员需要帮助病人。”邓肯·菲利普斯是设计空气传染隔离室的负责人，他通过计算流体力学对空气流动进行建模。

会展中心改造的临时医院，甚至那些带有空气传染隔离室医院的设计、建造和入住，已经花了两周到一个月的时间。即使快马加鞭，十分复杂的重症监护室或带有空气传染隔离室的病房完成也可能需要一到六个月的时间，这取决于变量。设计师说，变量包括项目规模和范围、新冠肺炎护理水平、设备的交付周期、空间的原始容量、改造空间的需求，这通常意味着升级火警和生命安全系统、批准过程、区域设置，还有更多的方面。

为了加快速度，许多设计公司与承包商合作，组成由承包商领导的设计—建造团队。与业主、承包商、供应商和用户的合作对于快速交付项目至关重要。工程师诺兰·罗马是WSP设计公司美国卫生保健部主任。他说：“每个人都在第一线，尽自己的一份力量。”

美国建筑师学会、美国医疗保健工程学会及其提供的新冠病毒指导文件为新冠病毒临时治疗空间的快速设计提供了帮助。

世凯汉尼斯集团有限公司的卫生保健部高级主管蒂莫西·克拉维兹表示，对于会展中心和公共集会区以外的空间，人们更倾向于入住重症监护室，而不是空气传染隔离室床位。然而在新冠病毒肆虐下，重症监护室开始模仿空气传染隔离室的房间，尽管重症监护室的规范并不要求提供负压舱。

负压舱原理通过通风引导室内空气流动，通风产生的压力低于隔离室的周边空气。空气自然地从高压区流向低压区。在空气传染隔离室里，由于负压系统，空气停留在房间里，并被机械地排出。

空气传染隔离室或带有空气传染隔离室的重症监护室的设计并没有什么神秘之处。这场大流行病给医疗保健设计和社区带来了压力，要求他们尽快设计、审批、建造和运营这些病房。罗马说，他们的目标是保持简单的设计，这样就可以用最少的维护人员高效地部署和维护它们。

WSP公司正在南卡罗来纳州设计一所临时医院。罗马说：“我们要像设施运营商而不是设计工程师一样思考。”

其中一个障碍是设备交付周期，期限从三个月到六个月不等。美国德理公司的工程总监金伯利·R·科曼说，呼吸机有三到五周的准备时间，负压设备有四到六个月的准备时间。

世凯汉尼斯集团的克拉维兹说，医院等级的空气处理设备有30天的送货时间。该集团正在进行一个为期一个月的重症监护室项目——全过程的项目——该项目包括拆除纽约市一栋17层公共医院大楼的两个住宅楼层，这两个楼层以前是给护士用的。在设计过程中，客户要求将房间改造成负压状态。克拉维兹说，这个项目的一部分挑战在于设计过程中不断变更。

世凯汉尼斯集团花了15天的时间，一周中每天工作15到18个小时，完成了项目所需的66幅图纸。克拉维兹说，设计工作通常需要六个月。

施工正在昼夜不停地进行。克拉维茨说，入住时间在4月15日左右。对于空气传染隔离室空间，目标是通过气流管理所有污染物，以气体或液滴的形式。尽管较大的液滴落下，可能污染物体表面，但较小的液滴会漂浮于空气中并被吸入设备。

RWDI公司的菲利普斯说，空气传染隔离室最常见的空气处理策略是混合通风系统或混合空气分配系统。这个原理通常是将空气输送到房间的上层，并利用吸入空气的动量将空气分布到房间的各个角落，从而将房间内吸入的干净空气和室内污染物混合在一起。排气管，通常在天花板上或病床后，抽取混合空气，并将其通过HEPA过滤器，然后释放到室外或走廊。过滤器不能捕获新冠病毒，但它能捕获附着病毒的微粒。

菲利普斯反对混合通风系统，因为新鲜空气受到了污染，污染物在房间里被搅动。相反，他提倡置换通风系统，这可以最大限度地减少混合。置换通风系统通过地板上的穿孔管或地板上的几个通风口，将较冷的空气输送到房间的底层。

置换通风系统之所以有效，是因为由病人和设备将较冷的通风空气加热后，污染物就会上升，然后将污染物带走。新鲜空气与受污染的空气混合不多。由于上升的新鲜空气速度较低，较大的水滴仍会落到地板和其他物体表面。

因为较小的气溶胶液滴很轻，会随着空气移动，所以当排气将它们从房间中排出时，它们会在天花板上分层。菲利普斯说，这将把房间的上层变成了细小水滴的储存区。此外，由于污染物没有被混合稀释，所以在天花板区域的废气能够以更高的浓度提取污染物，使得废气处理更有效。

菲利普斯说，指导文件中提供的混合方法没有描述如何将空气送入房间，相反，文件专注于如何从空间中抽取空气。

菲利普斯说：“你不能仅仅通过选择如何从室内排气来正确控制空气传播。”他坚持认为，排气必须放在正确的地方，但供气也同样重要。“花太多时间担心排气问题就像试图用嘴吸出一支蜡烛一样做无用功。除非当蜡烛燃烧到了嘴唇，你才会成功。”

斯坦特公司的建筑施工负责人、机械工程师塔里克·阿姆拉尼赞同置换通风系统可以降低室内整体污染浓度，但他提醒说，尽管置换通风系统的定向气流有助于控制空间内的污染物流动，但该策略“高度依赖”低层送风格栅和高层排风格栅的位置。

阿姆拉尼说，单独使用置换通风“可能没有帮助，实际上可能会有害于感染控制，如果你没有正确安置送风和排风处的位置的话”。“不管有没有置换通风，考虑到目前新冠病毒的情况，我不认为在这些病房里的医护人员对个人防护装备的要求会有什么不同”，他补充道。

阿姆拉尼也关心穿孔管消毒的问题。此外，在置换通风系统中，供气有低温的限制，而不会造成不舒适的问题。

通常高架通风系统的送风温度可以达到55华氏度（约12.8摄氏度）——不考虑舒适问题的话。阿姆拉尼说，根据美国医疗保健工程学会规范，在置换通风情况下，送风温度的下限约为65华氏度（约18.3摄氏度）。他补充道，可能还有其他方面的担忧。置换通风系统依靠冷空气在地板上“汇集”，然后随着冷空气在热源处变暖而“堆积”。阿姆拉尼补充道：“如果你的房间有一扇可以接收直射阳光的窗户，这可能是一个很大的问题。”

阿姆拉尼还说，“如果你的房间处于建筑周边，并且你正在使用置换通风系统，你将需要一个二次供暖系统，比如辐射板或辐射地板，以抵消围护结构的热损失。这可能并不适合在所有的建筑和项目中实施。”

其他人同意置换通风系统是有潜力的，但只有在正确执行的情况下可行。TLC工程公司的首席执行官迈克尔·P·希林说：“这是一个独特的挑战。”一个原因是低壁空气扩散器需要在占据病人房间有效区域的通道中布线。他补充说，由于输送的空气温度是可调的，这有别于室内的供暖、通风和空调支持。

希林认为，置换通风的基本原理——在入口和病床的医护人员护理的一侧供气，在床头附近排出空气——这是“一种由来已久的、明智的方法，可以促使空间内气流清洁，在隔离空间尤其重要”。

美国德理公司的科曼认为，虽然RWDI“支持置换通风系统，但这种系统的布局在实践中存在固有的设计挑战。”

科曼说，送风扩散器的位置以及确保扩散器前方区域远离设备，这将要求与建筑、设备规划和医院运营商进行额外的协调，以确保设计按预期进行。

她建议对气流的最佳设计和分布进行研究，以便为病患隔离室提供服务，保护医护人员。她说：“在任何情况下，精心布置供气和排气位置都是有价值的，这样可以将干净的空气输送到受污染的环境中。”

美国纽约市曼哈顿地区雅各布·k·贾维茨会议中心改造的临时医院

图片来源：路透社