體育館改建新冠肺炎方艙醫院的空氣傳播病毒隔斷處理方法探討

李亦琛

一、引言

自2019年12月新冠肺炎在武漢爆發以來，作為一個土生土長的武漢人，我也經歷了新冠肺炎疫情對社會的沖擊和對我個人生活的影響。電視上每天都有新冠肺炎疫情發展的情況及患者的救治報道，但是面對看不見摸不著的新冠病毒，我想該如何預防交叉感染？醫護人員如何救治大量的新冠肺炎患者呢？

疫情期間的一次晚餐上，全家人再次談論起疫情發展及新冠肺炎患者的救治問題，爸爸說電影《contagion》值得觀看，因此我們全家人聚集在一起觀看該電影。通過電影我初步了解到傳染病是如何傳播的;面對眾多患者是如何救治的;疫情對社會的穩定、人民的生命及財產產生了巨大的影響，其中在電影中采用方艙醫院救治眾多患者給我留下了深刻的印象。

隨著疫情在中國及全世界傳播越來越廣，新冠肺炎患者的人數也越來越多?？吹轿錆h市新建了許多方艙醫院救治患者，我想方艙醫院作用如何？如何保證方艙醫院內的醫護人員不被感染？因為只有他們身體健康才能保證病患者能夠得到充分的救治。這一切引起我對方艙醫院預防新冠肺炎傳播及交叉感染產生了濃厚的興趣。

二、病毒傳播機理及隔斷處理方法

由于我對新冠肺炎的相關知識了解甚少，因此上網查找新冠肺炎病毒的傳播機理、如何預防及其他相關知識。

1、病毒傳播機理

新冠肺炎主要傳播途徑為近距離飛沫傳播和接觸傳播，切斷傳播途徑主要依靠隔離、洗手、佩戴口罩及通風【1】。飛沫由病患者呼吸、說話、咳嗽等方式釋放到空氣中，如直接被近距離的人吸入或沉降于其眼、唇等黏膜上可造成感染，即構成飛沫傳染途徑感染。如飛沫在這個過程中蒸發失去水分形成飛沫核，他人可吸入呼吸道更深處，如造成感染，即為近距離空氣傳染途徑感染。病患者呼出飛沫的其他部分進入環境，大飛沫沉降表面，小飛沫蒸發為飛沫核，如攜帶的病毒仍具有活性，可分別構成接觸傳染途徑和長距離空氣傳染途徑感染。

由此可見病毒主要是通過人與人之間近距離直接傳播、遠距離空氣傳播和接觸含有病毒物體表面傳播三種方式。

2、空氣傳播病毒的隔斷處理方法

由于方艙醫院收治的是確診的輕癥患者，病區內的病毒數量非常高，為了確保醫護人員、工作人員不受感染及周圍環境不受污染，根據上面病毒傳播機理分析得到需要采用如下三種方式：

（1）對于依附在大飛沫沉降的病毒，可以通過物體表面消毒方式進行消殺，如采用醫用酒精進行噴灑消毒。

（2）對于近距離直接傳播的病毒，醫護人員、工作人員可以通過戴N95口罩、護目鏡、面屏及穿防護服進行隔斷。

由世界衛生組織（WHO）委托開展的一項研究證明【2】，社交疏離、口罩、護目鏡等個人防護裝備對病毒傳播的影響力，只要兩個人之間能夠保持至少3英尺（約1米）的社交距離（圖一、圖二），便可將傳播幾率降低 82%，醫用級 N95口罩已被證明在阻斷新冠病毒傳播上更為有效，對佩戴者的保護有效率高達96%，普通醫用外科口罩則是77%。此外護目鏡有助于進一步降低感染幾率，從16%降至6%。

（3）對于遠距離空氣傳播的病毒，其在空氣中停留時間很長，為了降低醫護人員及工作人員感染風險，通過干凈空氣的稀釋作用是降低交叉感染風險的有效手段。

人體平和狀態下呼吸空氣量約為6～9L/min，即0.36～0.54 m3/h，由于方艙醫院長時間存在病人，其室內空氣病毒含量較高。根據參考文獻在醫院病房內（室內高度3米），當病人存在160min時，病毒產生率達到4680quanta/h【3】，由圖三得出，增大通風量可以有效降低感染風險。大的通風量不僅能夠快速稀釋感染者所呼出的飛沫核從而降低感染率，而且能夠快速移除室內污染物使其濃度能夠迅速下降。

三、體育館方艙醫院

為了進一步了解方艙醫院救治患者預防交叉感染的情況，我對二座體育館改造為新冠肺炎方艙醫院進行調研，即：武漢市洪山體育館和黃石市體育館。

1、武漢市洪山體育館

武漢市洪山體育館是大型體育場館，建筑面積為2萬多平方米，座位數共計9000座。它是第一座改造為新冠肺炎的方艙醫院（武昌方艙醫院），改造時間為2020.02.03-05，共設置800張病床。由于當時新冠肺炎患者很多醫院收治不下，為了避免新冠肺炎患者在社會上引起更廣泛的傳播，因此在極短時間內改造為方艙醫院收治確診的新冠肺炎輕度患者。

2、黃石體育館

黃石體育館是集主體育館、運動員訓練館、配套體育健身場所為一體的體育綜合性場館。建筑面積為4萬多平方米，座位數共計6200座。該方艙醫院改造時間從2021.07開始，共設置約300張病床。建設目的主要用于新冠肺炎的預防救治。

四、二座體育館方艙醫院對比分析

通過對二座體育館方艙醫院的現場實地調研，發現他們二者之間存在共同點和不同點。

1、不同點

（1）設置通風換氣設備降低感染風險

根據現場調研，洪山體育館方艙醫院未能及時的設置通風系統。原因是當時新冠疫情突然發生，眾多確診的輕度新冠肺炎患者需要隔離救治;由于要在二天時間內進行工程改造，在當時的條件下現場缺乏通風設備、工人及施工器械，因此未能及時安裝通風換氣設備。黃石體育館方艙醫院作為預備醫院，施工時間充分、工人及施工器械充足，因此有條件安裝通風換氣設備。

安裝通風換氣設備究竟有何優點？根據上文分析：在醫院病房內（室內高度3米）當病人存在160min時，病毒產生率達到4680quanta/h，而在體育館方艙醫院內，由于室內空間高大，單個病人所占體積是醫院病房體積的10倍，因此同樣的病人存在160min時，病毒的濃度僅為醫院病房病毒濃度的10%，這也等值于病毒產生率僅為468quanta/h左右。根據圖三感染風險隨病毒產生率與通風換氣次數的關系可以計算得出如下結論（病毒產生率近似按500quanta/h）。

A、當沒有設置通風換氣設備時，盡管室內空間很大，但是室內全部為病人，呼出的空氣含有較多的病毒，長時間后室內病毒的濃度非常高，根據圖十其感染風險為100%，因此醫護及工作人員需要做好特別的防護才能保證不被交叉感染。

B、當沒有防護措施且換氣次數為5次/h時，此時感染概率約為30%，通風量計算如下（以洪山體育館方艙醫院為例）：

洪山體育館患者場館區可以近似看成一個倒置的四棱臺，其體積根據公式計算：V=1/3×h×（s1++s2）

h：室內高度;S1：上底面積;S2：下底面積;

V=1/3×16.7×（46×32++68×50）

=39573 m3

換氣次數為5次/h，因此其通風量為：

39573×5=197865? m3/h

C、當沒有防護措施且換氣次數為10次/h時，此時感染概率約為17%，同理計算所需要的通風量為395730m3/h。當沒有防護措施且換氣次數達到15次/h時，此時感染概率在8%以內，因此可以近似看成感染風險很低，但是通風量為593595m3/h實在太大，工程改造實施很困難。由于醫護及工作人員進入室內病區均做好了防護措施，為了以防萬一（如口罩未正確佩戴等），綜合來說采用10次/h的換氣次數是合理的，它既能滿足工程改造又能降低人員感染風險，此時感染風險約為17%。

D、通風設備包括送風機和排風機，由于室內患者呼出帶有病毒的空氣，為了防止這些病毒擴散到室外，因此室內需保持負壓，即排風機的排風量需大于送風機的送風量。這種通風方式也可以給新冠肺炎患者提供足夠多的氧氣以保證身體需求。

（2）排風采用高效過濾措施

黃石體育館方艙醫院室內排風機入口設置了高效過濾器，由于排除的室內空氣含有病毒，為了防止病毒擴散到周圍環境中，當有人通過該區域時引起感染，因此設置了過濾效率達到99.95%的高效過濾器。若1m3排風空氣中含有10000個病毒，當空氣流經高效過濾器后，被攔截下來的病毒數量達到9995個，僅5個病毒穿越過去，此時排風中的病毒濃度極低，同時經過周圍大氣的稀釋，因此不會對周圍環境造成污染，此時周邊區域是安全的。

（3）管理更規范

隨著科研人員對新冠肺炎的研究越來越深入，相關的防護措施越來越細致，管理也越來越規范。因此醫護人員進入病患區的入口有嚴格的穿戴程序，即須穿戴口罩、手套、護目鏡及防護服等。醫護人員出口也有嚴格的脫衣程序，即須按規定的要求進行脫防護服、護目鏡、手套、口罩及淋浴等。由于醫護人員的防護服表面存在較多的病毒，脫衣區域需進行酒精消毒而且采用排風機進行排風以保持負壓，避免病毒從污染區傳播到清潔區。這種管理方式能夠保證醫護人員的健康。

2、共同點

（1）室內分區

二個體育館內均分為清潔區和污染區，清潔區主要包括醫護人員的入口、辦公及休息區、貨物入口等;污染區主要包括病患休息區、診治區、醫護出口、患者出入口、衛浴區等。

（2）感染風險降低

二者都是采用體育館作為方艙醫院，體育館的主要特征是室內空間高大，相比于一般醫院病房的室內高度約為3米，體育館的室內高度達到17米左右。體育館室內有看臺，水平方向尺寸也擴展較大，因此在室內患者所占面積相同的條件下，體育館內患者所占空間體積大約是一般醫院病房患者所占空間體積的10倍左右，這也意味著其室內病毒的濃度僅為醫院病房病毒濃度的10%。由于病毒濃度降低，其感染風險也相應降低。

（3）路線分離

體育館方艙醫院存在人流路線和物流路線，其中人流路線包括醫護人員進出通道、患者進出通道及工作人員進出通道，物流路線包括物資進出通道。從圖五、圖八、圖九可以看出：以上所有的通道均互相分離不交叉，可以有效的避免交叉感染。

（4）體育館周邊狀況

體育館周邊比較空曠，可以方便停放醫用及工作車輛。場館周圍150m范圍內沒有居民區，由于居民區內人員極少在家佩戴口罩等防護措施，因此可以有效避免場館區內的病毒傳播到居民區，從而引起更廣泛的傳播。

五、結論

由于新冠肺炎為呼吸道傳染性疾病，其傳播能力特別強，當其爆發時會產生大量的病人。當體育館改造為方艙醫院時，其室內空間非常大，可以有效的收治大量的確診病患者，也可以防止病毒在人際間的傳播，同時也能夠救治病患者。為了保護方艙醫院內醫護人員及工作人員的健康，避免室內病毒溢出到室外，根據上文分析得出以下結論：

（1）室內經常采用消毒液對地面及物體表面進行消毒，可以殺死隨大飛沫沉降的病毒，降低室內病毒濃度減少感染風險。

（2）醫護人員、工作人員進入病區必須帶口罩、護目鏡、面屏及穿防護服，這樣可以避免交談時患者直接把病毒傳染給他們，通過規范醫護人員、工作人員、病患者、物資進出病區的流程可以充分隔斷病毒傳播。

（3）增加通風設施，稀釋室內空氣病毒濃度能夠有效的降低感染風險，病區內采用負壓，排風管上設置高效過濾器，可以避免室內病毒傳播到方艙醫院周圍環境中，避免對周圍環境產生影響。

（4）建議體育館方艙醫院室內通風換氣次數為10次/h，它既能滿足工程改造需要又能降低醫護人員的感染風險，而且也能提供病患者所需氧氣，在沒有防護措施的條件下其感染風險也僅為17%。

參考文獻：

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