医疗建筑暖通设计中空气洁净度控制策略研究

医疗建筑作为人员密集、功能复杂的特殊空间，对室内空气质量有严格要求。近年来，公共卫生事件频发，暴露出医疗建筑在空气洁净控制方面的不足，尤其是高风险区域的空气流向、压差及污染物排放问题。通过科学的暖通设计，优化洁净控制系统，是降低院内感染、保障患者与医护人员安全的重要手段。同时，空气洁净度的提升也是医疗建筑实现绿色低碳发展的必要途径。因此，针对空气洁净度的有效控制与技术优化具有重要的研究与应用价值。

一、医疗建筑空气洁净度控制的基本要求与标准

（一）不同医疗功能区空气洁净度等级划分

医疗建筑内部空间因功能用途和感染风险不同，对空气洁净度的要求存在明显差异。手术室、重症监护室、无菌病房、负压隔离病房等高风险区域，需采取严格的洁净控制措施，确保悬浮颗粒物和微生物浓度维持在安全范围内 [1]。以手术室为例，高等级洁净区可实现微粒和细菌含量大幅降低，保障手术过程安全。普通病房、门诊大厅、走廊等公共区域虽然洁净度要求相对较低，但仍需通过新风供应和合理通风控制室内空气质量，避免交叉感染。对于传染病隔离病房，需通过维持室内负压，防止污染空气外泄，降低传播风险。

（二）空气洁净度控制的基本原则

医疗建筑空气洁净控制的核心在于根据不同功能区域的使用特点，合理划分洁净等级，优化气流组织，形成有效的空气隔离屏障。通过送风、排风与气压梯度配合，确保洁净空气有序流动，污染物及时排出。同时，需关注各区域之间的空气流向，防止高风险区域的空气扩散至公共空间，保障整体环境的洁净与安全。

（三）医疗建筑空气洁净控制的设计目标

医疗建筑空气洁净控制不仅要求降低空气中悬浮颗粒物、细菌和病毒的浓度，更需通过合理的气流组织、防止污染回流、有效的排风措施，建立有序的洁净环境体系。核心设计目标包括：防止院内交叉感染、保障高风险区域空气洁净度等级稳定性、提升诊疗环境舒适度、确保医疗设备运行环境的稳定性及延长其使用寿命。

二、医疗建筑暖通设计中的空气洁净度控制策略

（一）空气流向与压差控制策略

合理的空气流向组织是实现医疗建筑洁净度控制的首要措施。通常采用洁净区→半洁净区→非洁净区的单向气流流动原则，通过正压、负压、自然过渡区的设置，防止污染物逆向扩散。在手术室内，洁净区内部宜保持正压（ +15Pa 至 +25Pa ），相邻辅助区保持略低的正压（ +5Pa 至 +10Pa ），外部公共走廊相对负压，确保洁净空气由高洁净区流向低洁净区。

负压隔离病房设计中，室内维持 -10Pa 至 -15Pa 负压，污染空气经专用排风系统高效过滤后集中排出，防止病原微生物泄漏。压差控制通常依赖于独立送排风系统、气密性良好的建筑围护结构、自动压差监测装置共同作用，确保压差梯度稳定可靠。

（二）送风系统设计优化

送风系统作为洁净空气的主要供应途径，其设计直接决定空气洁净度水平。高效过滤器（HEPA，效率 ⩾99.99%@0.3μm ）或超高效过滤器（ULPA，效率 ⩾99.9995%@0.12μm ）为高洁净区的标准配置，通常设置在送风末端或洁净天花内，确保空气进入室内前达到理想洁净度 [2]。在 I 级手术室、洁净实验室常采用垂直单向流层流送风，送风面风速控制在 0.25m/s 至 0.35m/s ，有效覆盖手术台或操作台，形成向下、定向的洁净气流，快速稀释污染源。其他区域多采用紊流或混合流送风模式，通过适当布置送风口与回风口，避免空气短路与涡流区产生，保障室内整体空气洁净度。

（三）排风与污染物控制设计

高风险区域的排风系统需具备高效、可靠的污染物控制能力。排风系统末端应配备高效过滤装置，必要时采用双级过滤，防止病原微生物外泄。对于负压隔离病房、传染病门诊、微生物实验室等场所，排风系统独立设置，风机应具备不间断运行能力，确保负压状态持续稳定。

污染物排放路径设计应远离进风口、公共活动区及周边敏感建筑，排风口宜设置在屋顶，排放高度不低于距屋面 2 米以上，必要时加装排气消毒设备或高温灭菌模块，降低环境污染风险。

（四）通风换气与新风系统设计

适宜的通风换气是维持医疗建筑空气洁净度的重要保障。手术室、ICU 等区域最小换气次数一般不低于 15 次 /h，部分高洁净区要求 ⩾25 次 /h，以确保快速稀释污染物。新风系统设计中，应优先考虑室外新风的多级过滤与预处理，减少室外污染物对室内环境的影响。

新风系统普遍配置中效（F7）与高效（H13 及以上）过滤器，部分重要区域需设置恒温恒湿设备，确保新风品质与温湿度稳定。近年来，热回收新风系统在医疗建筑中广泛应用，有效平衡洁净度控制与节能需求，减少冷热负荷，提升系统整体运行效率。

（五）系统运行与智能控制技术应用

现代医疗建筑广泛引入智能监控系统，通过空气洁净度实时监测、压差控制、系统联动调节，保障室内环境稳定 [3]。典型配置包括粒子计数器、浮游菌检测仪、压差传感器、中央控制平台等设备，实现对关键参数（如悬浮颗粒数、温湿度、压差）的实时监测与数据记录。

智能暖通系统可根据人员流动、区域使用状态自动调节送排风系统运行模式，降低能源消耗同时确保洁净度要求。部分高端医疗项目已应用基于物联网的空气质量大数据平台，实现远程故障诊断、系统维护预警及运行优化，有效提高空气洁净度控制水平与系统可靠性。

三、医疗建筑空气洁净度控制的工程案例分析与优化建议

（一）典型项目案例分析

在某三甲医院手术部项目中，采用垂直层流送风系统，HEPA 过滤器末端送风，送风面风速 0.3m/s ，手术室内压差 +20Pa ，空气洁净度长期稳定维持在ISO 5 级，显著降低了术后感染率。另一传染病专科医院负压隔离病房设计中，设置独立送排风系统，室内负压 -12Pa ，排风经两级 HEPA 过滤后由屋顶高空排放，院内监测数据显示污染物未出现外泄现象，有效遏制病原传播。

（二）常见问题与成因探讨

部分医疗建筑项目中，因暖通设计不合理、施工环节控制不到位、设备选型偏低，出现空气短路、局部死角、压差波动大等问题，导致洁净度无法达标。此外，部分医院运维管理薄弱，缺乏系统性检测、滤网更换不及时，亦是洁净度不稳定的重要原因。

（三）优化设计与管理建议

建议在暖通系统设计阶段，综合考虑空气洁净度、节能、运行可靠性，优选高效过滤设备、合理布置送排风口，确保气流组织科学高效。施工过程中应严格控制密封性能与设备安装精度，关键节点应进行专项验收与功能测试。在运维阶段，建立完善的监测与维护机制，定期开展洁净度检测、设备保养与滤网更换，结合智能控制技术，实现系统的动态优化与故障预警，全面提升医疗建筑空气洁净度控制水平。

总结：医疗建筑空气洁净度控制是保障患者安全、降低院感风险的重要技术手段。通过科学的暖通设计，合理组织气流、压差和送排风系统，结合高效过滤与智能监控，可有效提升关键区域的空气洁净水平。未来应强化系统优化与运维管理，推动洁净控制技术与智能化手段融合，全面提升医疗建筑环境质量与运行效率。

参考文献

[1] 徐志建 . 医疗建筑中净化区域空调系统设计与实践 [J]. 居舍 ，2021，（20）：96-97+99.

[2] 崔永刚 . 医疗建筑空间设计策略探讨 [J]. 鞋类工艺与设计 ，2024，4（07）：91-93.

[3] 郑晟 ， 金冠楠 ， 陈诗超 . 新型环保建筑材料在医疗建筑施工中的应用分析 [J]. 居舍 ，2024，（02）：41-44+145.