能源管理

Q:呼吸道傳染隔離病房空調系統設置指針?

摘錄台灣區冷凍空調工程同業公會發行 "冷凍空調會訊34期" (92.6.15)

一、前言

SARS的疫情在世界各國迅速地漫延,台灣疫情也甚為嚴重,因此很多醫院為了因應SARS疫情將舊有的病房改作成SARS負壓隔離病房,在對SARS之傳染性與途徑缺乏充份了解下,只能依現行呼吸氣道負壓隔離病房之標準下設計。當前疫情已獲得控制顯示之隔離病房之效果。現有隔離病房設計標準為供呼吸道病患使用,但因缺乏空調之設計及施工指引,及各病房因應其環境動線關係,設計施工與運轉維護大不相同。為確保負壓隔離病房能發揮其功效,應付SARS及未來高傳染性之病毒,空調界針對此提出系統指針,以進一步提升呼吸道傳染隔離病房的性能並提供操作維護之指導方針。

美國各界對負壓隔離病房的設計標準不一,且有更改既設病房與新建之不同考量,本案以隔離病毒及保護醫護人員之需,經分析綜合後提出本指針供政府與空調產業參考。本方案之研訂乃彙集產學研各方之研究與建議,可作為設計、施工及驗證之指針,期能對我國在控制SARS或其它院內感染疾病有所助益。

二、基本規劃

對於負壓隔離病房整體平面、立面、醫護人員、物質運送、病人路徑的動線必須事先規劃詳盡,並在圖面上模擬討論。由於動線之安排與空調負壓設計有相當的關係,業主應邀請冷凍空調工程技師配合感染科醫生討論相關路徑找出最佳方案。基本規劃階段中對設計數據與系統說明,均應以書面資料詳細敘述之,性能要求要明確化、標準化、合理化及合法化。系統之說明中對於不同的系統如何配合、工作界面、相關性能均應在不同的設計類別中特別註明(例如:對建築門與門縫要求的標準等)。

由於SARS是新病毒,為呼吸道病症,因而在醫療機構內現在對應原則是以應付TB病菌方式辦理。對於防止SARS傳播主要對策為:

1. 以行政手段將可能帶病者使其不會暴露於他人(如居家隔離)。

2. 利用工程工藝減少病毒濃度與降低其擴散速率(如負壓隔離病房的空調系統)

3. 對會與帶病接觸者,應提供防護設施減少感染機會(如隔離衣)。

其中第二項是屬於醫院空調硬體工程部份,其規劃必須考慮下列項目:

a.控制進入室內之空氣流動方向,及各部門間之空氣流動方向,以避免疾病之相互感染。

b.沖淡及消除空氣中之臭味、微生物、病毒、有害化學及輻射性物質等,故特別要求其換氣量及空氣過濾器。

c.避免病房內的污染物擴散到其他房間或區域,病房內要維持適當負壓。

d.不同的區域皆能滿足其各自需求之不同溫度及濕度。

e.要設計能正確控制環境空氣之系統。

f.系統應具有較高之安全性及信賴性。

g.長期使用必須考慮其節能性。

h.適合病人居住的噪音與振動條件。

三、設計及監造階段

技師在設計及監造階段的要求與基本規劃階段相同,但內容為更明確與更詳細,其範圍如下:

1. 設計參數與計算數據。

2. 負壓系統概述,包括功能性說明、施工方式計算依據。

3. 對於書面資料之需求要列出,並列出施工廠商之義務與責任,尤其是界面部份之說
    明要清楚與詳細。

4. 對測試計劃書、人力編排、儀器校正與規格資料、測試進度表、測試報告等之規定。

5. 認證程序說明。

6. 運轉測試之各種報表需求。

負壓隔離病房除了依據以上所列按步就班規劃設計外,應該還要考慮以下幾點要項:

1. 醫療人員、物品及廢棄物的動線問題:隔離病房的動線應儘量避免與一般區域共用,
    要嚴格管制隔離區人員、物料及廢棄物進出,儘可能減少污染物擴散或傳遞的機會。

2. 負壓隔離病房前須有前室,最好每一個病房有一個前室,前室與護理站之間可有不
    同的緩衝區。

3. 空調外氣吸入口:外氣吸入口應儘可能遠離燃燒爐之煙囪、醫院或建築物之排氣口
   、外科醫療真空系統、衛浴排水排氣管等至少要距離9公尺以上,並遠離其他可能
   吸到車輛排氣或其他有害物質之地方。外氣吸入口開口處之底部至少要高出地面
   1.8公尺以上,設置於屋頂時也應高出屋頂0.9公尺以上(ASHRAE Handbook)
  (12)

4. 進氣空氣過濾器:外氣進入醫院隔離病房區之空調系統前,必須依據ASHRAE建
    議裝置二道過濾器,第一道空氣過濾器之效率需為25%,第二道為90%,所有空
    氣過濾器之效率皆應依照ASHRAE 52.1標準之不同測試規定(第一道gravimetric
    第二道dust-spot)(ASHRAE Handbook)(12)
5. 隔離病房內的空氣必須全部由排氣系統排到室外,但排放前必須加以過濾或輔以
    殺菌處理,處理方式可為:
   (1)以HEPA過濾(對於0.3μm粒子具有99.97%之過濾效率,或用酵素HEPA)

(2)以ULPA過濾(對於0.12μm粒子具有99.9995%之過濾效率)

(3)以HEPA或ULPA過濾並輔以UVGI殺菌

(4)以HEPA或ULPA過濾並輔以Burner燃燒方式

(5)以HEPA或ULPA過濾並輔以其它經許可的殺菌設備

排氣系統必須採用二套排風機與二套空氣處理設備,排風機盡量採露出型,不設在
空調箱內以利維修。如果經費許可,可採用核能廠規格之Bag-in&Bag-out型式過濾
網組。

6. 排氣系統之排氣口:排氣口之裝設應高出地面或屋頂3公尺以上(誘導風車系統
    不再此限),且距離自身或附近建物新鮮空氣入口8公尺以上,並儘量遠離空調
    使用區及可能開啟之門窗,向上排氣必須遠離建築物週邊之空氣循環區,排氣口
    的出風速度不得低於15公尺/秒。並應考慮風向及風速及鄰近建築物等,必要時
    應做電腦模擬。(ASHRAE Handbook(12) and OSHPD)

7. 排氣系統必須視環保署對醫療機構排氣之規定配合修正。

8. 排氣系統換氣率至少要12次(12ACH),且排氣量至少要比送風量多10%或
    50cfm(取大者)。(USA CDC, 1994)(12)

9. 排氣口儘可能配合病床之排列放在病人頭附近,而醫護人員進入隔離室時應儘量
    站在空調送風之上風處(側面)。

10. 送風與排氣有相對之關係,送風口位置與風速必須有足夠能量將室內的污染物稀
      釋,並使病人附近的病毒立即排出,減少其滯留在室內的時間,因而必須考慮到
      室內污染物除去效率。

11. 室內噪音及風速必須考慮到病人的感受,並避免使病人感受到不舒適之氣流(建
      議風速低於0.25m/s)。

12. 建議採用定風量系統設計(CAV),不宜採用可變風量系統設計(VAV)
    (USA CDC, 1994)(11)。

13. 隔離病房對其他區域要相對地負壓:對具有高度污染性之區域,應對鄰近房間或
     走廊保持負壓。也就是以供氣量要小於排氣量來建立其負壓力之關係。建立負壓
     之房間則將誘使周圍之空氣流入房間而避免室內空氣之流出,故房間對周圍空間
     之門窗開口等皆要做到相當之緊密性。最好能在門之周圍及下面皆能用上防風之
     封墊。建立有壓力之房間,當開啟其門窗時,其壓力將瞬間消失,且由於不同溫
     差將產生空氣之對流,較為重要之區域,在人員進出走動時亦應自護理站方向往
     隔離病房方向流動。隔離病房與前室建議至少要 8Pa (ICS),前室與護理站至少
     2.5Pa前室經緩衝區到護理站,而每一個病房要裝置壓力檢視器,隨時監視病房的
     壓差值。

14. 隔離病房內之浴廁相對於隔離病房應為負壓 (ICS)。

15. 隔離病房之負壓發生異常現象時,應產生警報並連鎖控制或關斷相關送風系統,
      避免隔離病房產生過大正壓,造成環境污染。

16. 對於隔離區的空調建議採用全外氣系統設計。

17. 氣流流場分配遵循上方送風,下方排氣,使氣流由門口引導至病床之原則,病床床
      頭應儘可能放置在抽氣口附近。而醫療人員進入隔離室時應儘量站在空調送風的上
      風處,以減少接觸到污染物的機會。

四、施工階段

此階段最主要的是考驗著承包者的溝通及協調能力,並考驗著施工者的專業能力,
對於任何設計參數、機器規格、不同系統界面整合、控制方式等要提出書面送審資
料及操作程序說明。另外風管、電管、控制線等施工圖面也必須與其他系統配合提
出,做為系統整合之資料,並經過設計監造單位核准。在施工階段應特別注意氣密
性的問題(例如門、窗、天花板及風管銜接處的氣密性問題等),醫院負壓隔離病
房的成功與否,施工的品質是很大的關鍵。施工詳細資料除有特殊規範外,建議依
照台灣區冷凍空調工程工業同業公會所編定之”空調工程施工規範”辦理。

五、系統確效

1. 目的:

為確保負壓隔離病房性能合乎規定應做一完整的測試、認證、測試平衡調整並詳細記
錄,使其達到原設計之目標,並可做為因為建築用途變更或原設備維修後之再測試平
衡與調整與性能測試之依據,系統之確效應邀請第三公平單位執行。

2. 大綱內容:

試車測試只是一個對於系統性能保證之一連串手段中的代名詞,嚴格的分析其意義,
包括了由某案件之基本計劃直到正式認證驗收及驗收之後的維護保養均含在內。由於
負壓隔離病房為緊急時之救命系統,隨時要保持在符合原有規劃的情形下適時運轉發
揮其功效。

3. 測試認證程序:

到驗收階段,除了查看原有施工是否依據基本規範設計階段之規定外,對於施工品質
應有外觀或目視檢查記錄或出廠測試檢查記錄,最後才是性能測試與驗收。其主要項
目為:

(1)性能測試前之準備-

檢查原有施工按裝與設備規格是否與送審圖或型錄相符合。

(2)測試調整計劃書-

包括整個系統試車前的檢查項目、人員編組、使用儀器規格、校正資料、進度表、
記錄表格、量測參考依據等。

(3)設備檢查書-

對於出廠前或依芋些標準所生產的設備應提出廠測試資料外,現場應制定設備運轉
檢查表,對於電流、電壓、功率因數、轉數、風量、風壓等均應量測與記錄。

(4)副系統與主系統之配合測試(系統介面測試)-

若系統相當龐大,則必須考慮做部份子系統之測試。對於系統之間的互相控制,則
必須詳細列出,以確保在緊急時能動作。

(5)全系統性能測試-

各個子系統完成後做主要性能之測試時,若因為某些因素無法對全系統做完整測試
,則應先提出部份測試方法,再安排做全系統之測試。

(6)測試記錄與認證-

所有量測均應做表格,將測試的結果記錄,由相關測試認證人員簽認,報告格式內
容則由測試者與認證者討論之。

(7)運轉人員訓練-

對現場操作人員應提教育訓練計劃,將系統相關資料與可能發生之狀況均做書面資
料,並對參數設定、運轉數據做成記錄表以供參考。

4. 測試性能標準:

(1)負壓值-前室對病房(8pa)

前室對緩衝區(或護理站)(2.5pa)

(2)換氣率(ACH)

排氣換氣率:測量排氣量及室內體積比求其ACH(至少12ACH)

(3)溫度與相對濕度:22~26℃DB,60%RH以下

(4)噪音值:病床頭高FL+700mm,噪音值小於50dB(A)

(5)污染物除去效率:排氣之污染物去除率(removal contamination efficiency)
    應至少90%以上。

5. 測試方法

由測試者提出測試計劃書,詳列測試程序、使用儀器、人員、進度表等給相關機構
認可後實施。

6. 認證

由政府主管機關會可具有認證能力單位協助認證,認證時可比照測試程序所有的性
能數據確認與量測,以確認其性能合乎規定,細則由主管機關訂定。

六、運轉使用

送風系統及排氣系統經測試認證後,且定期保養狀況下,應能保持病房內的負壓及
舒適的空調,但送風系統及排氣系統在長時間運轉下,因為灰塵與污染物及機器長
時間運轉原系統會有變化,所以醫院對以下幾點事項應特別注意:

1. 要有專業運轉人員,此專業人員必須對本系統充份了解,建議此專業人士必須有
    甲或乙級冷凍空調技術士執照。

2. 運轉工作不可全部交給護士處理,護士只能協助做一些相關記錄(尤其是在緩衝
    區、前室、病房等污染區內)。應製定詳細表格由護士協助填寫(在污染區內)
    再傳出交專業技術人員。

3. 運轉中專業技術人員必要時應進入污染區,因而對此專業人員必須加以訓練
   (與對護士同等的防護訓練)。

4. 運轉中在污染區所使用的測定儀器必須放在污染區,未經消毒處理不得任意帶出
    該區。

5. 運轉人員對於機器運轉狀況必須詳加記錄,對於室壓差或其它壓差指示、機器運
    轉電流均應了解何種數字在正常運轉狀況下,如有變化應立即勘查原因,或與協
    助維修單位聯絡探討原因,預做保養準備等工作。

6. 運轉人員應設值班人員,避免突發狀況無法處理。

7. 運轉人員應與設計、施工單位合作,制定專門運轉操作程序,將各個系統圖、測
    試數據、運轉數值均列入。必要時比照CGMP 製藥確效系統之理念辦理負壓隔
    離病房的確效作業程序。

七、維護保養

負壓隔離病房為常年無休的運轉系統,且是救命與防止醫護人員受感染的重要手
段,如何確保其不會失效,定期及有計劃的、高水準的維護保養是絕對必要的,
除了要找合格適當的廠商外,對維護保養人員的素質、做事態度等均需加以篩檢
,以確保品質。

由於每個個案狀況不同如何做維護保養視系統而訂,但有兩個重點必須特別注意
;一是在污染區內有空調設備,或送風口、排氣口要調整時屬高度危險工作。另
一時排氣處理系統要維修風機或更換濾網時。整個維修保養應由空調工程專業廠
商及具有甲或乙級冷凍空調技術士的人員實施。

維修保養工作事前應制定維修保養計劃如下:

1. 清潔區的空調設備維修保養比照一般保養過程,但因負壓隔離病房系統屬全天候
運轉,可比照高科技廠房之維護計劃,詳列各項應檢查記錄項目,訂出年度或季
保養項目,並列出材料準備表。

2. 採用確效手段,每半年或每季訂出性能檢測項目,由專業人士量測以確保性能不
    變。

3. 病房污染區內應視空調設備種類訂立保養計劃及應變搶修計劃,其中最主要的是
    空調設備冷凝水排水不良時應如何處理,設備風機壞掉不運轉甚至於整台機器更
    換時應如何處理均應訂定之。

4. 在病房污染區內搶修時機及搶修人員應與院方協商訂定防護人員訓練計劃及防護
    措施,或參與其它單位之防護訓練。

5. 室內可能受到污染設備之維修保養,必須視設備功能而訂,要確保維修人員之安
    全,比照病房內的原則,應製定濾網更換處理程序與機器更換程序。

八、結語

呼吸道傳染隔離病房為空調專業工作,應請政府機關重視此專業工作。專責醫院
後續運轉維修保養的工作更艱巨,空調界將集合各方的人力與智慧協助醫療機構
打勝此戰,並祝病患早日康復。

九、參考文獻

(1)ASHRAE Guideline 1-1989-Methods for commissioning of HVAC systems.

(2)HVAC testing, adjusting, and Balancing Manual-3rd edition(1996),

Sponsored by NEBB.

(3)National Standards for testing and Balancing Heating, Ventilating and

air conditioning system-5th edition 1989, by AABC.

(4)Testing, adjusting, Balancing manual for technicians-1997 edition by NEBB.

(5)Test & Balance procedures-1999 by AABC.

(6)Kahoe Test & Balance field manual-3rd edition 1993 by Kahoe Air

Balance company, Cleveland Ohio.

(7)Spec writer (software) by AABC.

(8)Testing, Balancing and adjusting of Environmental systems-William G.

Eads.P.E (1975) by SMACNA.

(9)1995 California Mechanical Code. Title 24, Part 4, Chapter 4:

Ventilation Air Supply

(10)California Division of Occupational Safety and Health (Cal/OSHA).

Interim Tuberculosis Control Enforcement Guidelines, revised March

1, 1997. Policy and Procedure C-47.

(11)Centers for Division Control and Prevention. Guidelines for prevention

the transmission of Mycobacterium trberculosis in health-care

facilities, 1994. MMWR1994; 43 (No. RR-13)

(12)American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning

Engineers (ASHRAE). Chapter 7: Health Care Facilities. In: 1995

HVAC Applications handbook. Atlanta: American Society of

Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc., 1995.

(13)American Institute of Architects (AIA), 1996-1997 Guidelines for

Design and Construction of Hospitals and Health Care Facilities

published by the American Institute of Architects Academy of

Architecture for Health, with assistance from the Department of

Health and Human Services (DHHS).

 

附錄:

A. 組織名稱縮寫

AIA American Institute of Architects

ASHRAE American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Eengineers

Cal/OSHA California Division of Occupaional Safety and Health (California OSHA)

ICS Institutional Consultation Services

OSHA Occupational Safety and Health Administraion (federal)

OSHPD Office of Statewide Health Planning and Development (California)

B. 名詞縮寫

ACH air changes per hour

CFM cubic feet per minute

FPM feet per minute

HEPA high efficiency air Filter

HVAC heating, ventilating, and air conditioning

"W.C. inches of water column

UVGI ultraviolet germicidal irradiation

VAV variable air volume