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肖旭文院士等我系教师发文:加强应对重大疫情应急医疗设施建设与管理的若干建议

发布时间:2020-03-26  点击数:

新型冠状病毒传播速度快、潜伏时间长,在中国大型城市及城市群等集聚程度高的区域影响尤为突出。重大疫情发生后,尽早实施人员防护、隔离与救治,已成为重大疫情联防联控最关键环节。应急医疗建筑是国家应急医疗体系建设的重要内容与核心环节,与重大疫情、突发国家安全事件等紧密相关。在应急情况下,雷神山、火神山等医院以其独特的基建特色引起全国轰动,充分体现出建立一套快速化、分区化、标准化、智能化的应急医疗设施系统的重要性,是满足国家重大安全事件快速处置与联防联控等应急管理需求的重要途径。

一、应急医疗设施的建设要求

应急医疗设施建设周期短、防疫要求高,可以在战时有效抵御疫情的传播蔓延,同时又能在战后低成本快速恢复或重复利用,总体来说具有以下三个特点:

第一,建造速度快。由于疫情传播速度快、范围广,确诊的病患日渐增加,而病房床位等应急医疗资源有限。在这种情况下,应急医疗设施必须加快建设速度,以满足紧急防疫的要求,以火神山医院为例,完成工程的建设仅需要不到10天的时间。应急医疗设施的快速建造得益于模块化集装箱的应用,这是一种标准化的产品,首先在工厂内制造成整体式单元模块,后进行快速拼装,相比于装配式建筑更能缩短建设周期,以满足应急医疗设施快速建造的要求。

第二,防疫要求高。在病患确诊以后,需要及时送至医院进行集中和隔离治疗,为了防止新型冠状病毒在医院内部感染以及与外部环境之间的传播,应急医疗设施具有严格防疫的要求。采取负压控制技术、污染源控制技术、医疗污水处理等众多防疫技术,优化建筑空间设施通风,对污染物及时处理,实现单元间有效的物理隔断以及医疗设备的消毒净化,严格杜绝病毒的集中传播。

第三,灾后改造利用便捷。在疫情过后,为了对灾后应急医疗设施进行高效利用,在其设计、建造和部品制备等环节中均考虑了拆除后部件和材料资源化利用的可能性,甚至建筑整体的可拆除、可更换性,可循环性,以实现在灾后将其改造为永久医疗设施;或拆除后经过消毒封存,在未来发生的紧急情况时快速投入使用,真正达到应急设施高效利用的要求,从而减少资源浪费,促进可持续发展。

二、以建造一体化为前提、完成应急医疗设施高质量建造

面对应急医疗的需要,应该考虑将建筑、结构、机电、医疗设施进行一体化的系统建设,通过推行一体化标准体系促进功能结构之间兼容与连接,从而实现快速部署。同时还应该建立一体化保障机制,确保应急医疗设施建造的高质量要求。

第一,开展建筑、结构、机电、医疗设施一体化系统建设。应急医疗设施在建筑、结构设计过程中考虑机电、网络和医疗设施的设计与布置,实现一体化设计。设计完成后,实施集装箱的现场拼装和预制基础施工,最后进入医疗配套设备安装阶段,包括水电暖通设备、供氧系统等。最终使医院病房之间得到有效隔离,每个病房里都配备有空调、通风设施以及消毒设备,并且将独立卫生间、热水器、淋浴等基本设施全部安装到位。除此之外,建设5G通讯基站,实现一体化建设过程中全网络覆盖,以信息化支撑一体化建设。

第二,建立专业化、模数化、高兼容的一体化标准体系。由于在应急设施建造过程中需要对模块化集装箱进行标准化拼装,为了提高建造效率,需要对拼装接口进行规范,以减小误差,实现快速化拼装。现阶段对于装配式建筑建造标准已有一定的探索,但是还未完全实现基于模数化的标准建造。因此,应当健全标准设计文件和模数标准,同时注重机电、医疗设备之间接口的兼容性,将医疗体系纳入一体化标准体系,实现包括建筑、结构、机电和医疗设施的一体化系统集成。

第三,采用工程总承包模式、建立一体化建设保障机制。通过采用EPC工程总承包模式,强调和充分发挥建筑、结构、机电、医疗设施一体化设计在整个工程建设过程中的主导作用,对一体化建设方案不断进行优化,促进建筑设计、设备采购、及拼装建造各阶段工作的合理衔接,明确工程质量责任主体,有效地实现应急理疗设施的快速建造、低成本建造和高质量建造,为一体化系统的建设提供有力保障。

三、以建造体系为支撑、推进应急医疗设施快速建造

1.模块化钢结构体系

模块化钢结构体系因其独特的优势在模块化医疗设施结构体系中得到应用。第一,轻便且承载力高。轻便钢结构的材料强度高、用料省、体形小,与混凝土结构相比相同的荷载,相同的截面,钢结构承载力较大。同时该种结构体系采用模块化集装箱拼装而成,集装箱单元整体刚度大,抗震性能强,结构安全度高。第二,易于装配和运输。钢结构具有良好的加工性能和便于装配与拆卸等优点,在施工过程中,该结构体系将建筑物划分成若干个尺寸模块集装箱,并采用便捷的装配式标准化节点以及模数化构件进行高效连接。同时构件或集装箱的运输极为方便,在施工过程不受天气影响。第三,易于拆除和重复利用。钢结构体系采用钢节点进行拼装,在建筑拆除过程中很容易将不同的模块集装箱进行拆卸。同时拆除后的集装箱或钢构件便于封存和重复利用,节约资源,促进可持续性发展。

2. 装配式集成建造

   应急医疗设施采用装配式建造模式,实现外部结构构件、部品和内部管线设备的一体化集成化建造,以极高的建设效率迅速投入使用。第一,构件集成建造。应急医疗设施在建设过程中充分发挥装配式建造的特色,将起骨架作用的钢结构预制构件通过节点进行连接,并与混凝土等其他类型的承重结构构件进行组合,实现不同结构类型构件的快速集成建造。第二,部品集成建造。模块化集装箱是将统一模数的预制门、预制窗户和预制墙板等部品进行预处理和机加工,后通过焊接等连接方式进行组合拼装,最后进行油漆喷涂和美妆,充分实现了部品之间的集成建造。第三,管线设备集成建造。外部结构建造完成后,迅速投入内部医疗设施的建设。为了满足水电暖通管线、通信设备、医疗设施之间的协调性和兼容性,需要对不同设施的接口进行精细化设计,实现管线设备的高效集成。

3.大空间改造设施体

传统医院受很多条件的限制,在紧急防疫期间,医疗设施和医疗空间供应不足,在这种情况下,方舱医院等大空间改造设施体系的建设,在短期内大大缓解了医院收治的压力。第一,严控设施安全隐患。方舱医院内人流量大、临时设施繁杂,应特别重视消防安全设施建设与快速改造。室内通风、电机、家具等基本设施均采用防火材料,各构件尽量避免使用易燃材料,电线尽量避免走地线而选择走天线。在每个床位处都配备有消防面罩和灭火器,进行紧急灭火,防止火势蔓延。此外,还对室内的通道进行合理的动线规划,避免动线交叉和人员拥挤。在火灾发生时确保每位病患都能迅速逃离。第二,医护与生活设施改造。综合考虑给排水、暖通、机电等多个专业领域,针对于生活设施进行优化设计,营造便捷舒适的救护环境。例如,在洗漱区安装大功率即热式热水炉,实现生活用水的即时加热,大大提高生活质量。建设新风系统和空气过滤装置,实时调节空调温度,使得医患人员的舒适度大幅提高。安装直射光源和反射光源,营造温和舒适的光照环境。建设并增加短期临时厕所,缓解早晚等待的状况。第三,空间管理与医患信息结合。方舱室内空间按照三区(清洁区、潜在污染区和污染区)、两线(清洁通道和污染通道)进行划分,人流、物流分开,清洁物品和污染物品分开等,设置足够隔断高度阻碍飞沫传播,避免交叉感染。中控系统统计病人入院信息,由患者佩戴或在其床位设置电子牌显示基本信息,便于定位病人空间位置,方便医护人员的巡查工作。给每个病人配手环测量病人血氧、心率等记录,实现健康状况实时信息采集,提高医护人员工作效率,同时保障信息的准确性和及时性。

4.便携展开式结构体系

   为了对疑似病患进行快速隔离或就地医治,多种便携展开式的创新结构体系得到投入使用和迅速推广,有效的提升了应急医疗救援能力。第一,应急医疗帐篷与充气结构。医疗帐篷和充气结构用于满足短期应急医疗建筑的功能需求,是一种可封存、可移动、即展即用的结构体系。这两种结构部件轻便,可以迅速打开,在支撑或充气后就能投入使用,且方便运输、易于折叠,经济实用且价格低廉。在设施内部,可以做成正压或负压系统,实现对不同区域的有效隔离,同时集成高效保温材料、通风和空气净化等装置,尽可能营造与医院相同的救治环境,实现快速高效的应急部署。第二,移动方舱医疗车。该种医疗车配备设施齐全,作业空间大、空间分配合理,分为不同的功能仓:隔离病房仓、隔离接诊仓、隔离治疗仓和医院人员休息仓,能够配合医护人员在任何地点展开诊疗活动,能为疫情“早发现、早隔离、早治疗”争取时间,具有可移动性,可以实现社区巡诊、留置观察的特点,能够有效避免群众集中到医院诊疗产生的交叉感染隐患。

四、以科学技术为保障、确保应急医疗设施安全可靠

1.安全与卫生防控技术

为了满足严格的防疫要求,模块化应急医疗设施通过采用先进的防疫措施加强医疗系统的建设。第一,负压控制技术。采用负压医疗舱密闭控制技术,利用特殊的负压装置,使得舱内气压低于外部气压,根据不同区室的气压差,使得空气从清流区流向半污染区,由半污染区流向污染区,而不会发生逆流,最终将污染区的空气排到消毒过滤空间,进行无害化处理,防止舱内医患交叉感染,病房以外的地方也不会被污染,从而减少病毒扩散的机会,最适合抢救新冠病毒类的呼吸道传染病人。第二,污染隔离体系。该系统将病房的空间类型精确地划分为传染和非传染区,利用负压隔离原理,将传染区的病原微生物进行隔离,保证非污染区的安全性。与此同时,在传染区的各个病房内应用空气污染物分析技术,主动控制不同分区之间的空气压力,实现区块间污染区空气完全隔离,避免交叉感染,并将室内被患者污染的空气经特殊处理后排放,不会污染环境。第三,医废污水处置系统。该系统通过污水负压收集系统、病原菌控制技术,所有医疗废水都需要经过严格的集成和消毒,在达到普通城市用水的排放标准后再对外进行排放。应用尾气净化与气溶胶病菌杀灭技术,对病房内的空气进行洁净和过滤,最大可能降低医疗建筑内部病菌浓度,然后进行收集和严格的消毒处理。对传染病区的医疗垃圾处理时,进行非常明确且细致的分类,与普通的医疗垃圾和生活垃圾严格地区分开来,并着重强调密闭性,保护周围环境免受医疗废料污染。

2.机器人建造技术

将智能化机器人应用于防疫医疗建设,不仅可以实现医疗设施快速建造、高质量建造、还能在运维过程中实现实时监测和智能预警,预防意外情况的发生。第一,机器人作业与检修。在应急医疗设施建设过程中引入机器人建造技术,可以缩短建设周期,同时保证建设质量,如通过3D打印机器人建设卫生防控方舱只需几个小时,现场安装也仅需6个小时,且由于自重大,并打印时在墙体内嵌入了钢结构,使得建筑稳定性可以得到保证,无需进行地基建设,抗风能力强,使用便捷安全。同时,还可以将智能化机器人应用于医疗方舱的检修工作,实时监测建筑质量缺陷,评估安全风险,并进行及时预警和维修。第二,无人巡检与主动预警。新冠病毒传播速度快,导致确诊病患急剧增加,而医护人员数量有限,人力资源不足,在这种情况下,建立无人巡检系统,由巡检机器人代替医务人员完成防疫巡检,既可以缓解人手不足的问题,又能在一定程度上减少对医务人员的感染。同时对巡检机器人启用智能预警系统,实时监测病房内的气压等各项指标,出现特殊情况时自动预警,防止意外情况的发生。

3.信息化与智能化技术

应用信息与数字化技术,在医疗设施建造、运维过程中建立信息化管理平台,可以提高自动化工作流程,提高运维管理的效率。第一,BIM技术与云监管。在模块化建筑设计、施工过程中,采用BIM技术,在三维可视条件下建设标准化预制模块和构件数据库,开展模拟拼装、部品部件协调检查。同时,在建造过程中,实施数字化监管,整个施工和建造过程面向社会媒体进行全网直播,增加透明度和公开度。第二,大数据平台与动态管控。建立大数据平台,将全国所有传染病医院的医疗数据进行收集和统一管理,使所有医院病床数目、医疗器械等数据可视可查,并及时反映各项数据的动态变化,便于医疗物资及时调配支援等动态管理。

五、持续推进应急医疗设施建设的建议

最后,文章从全产业链、全生命周期和全球化角度出发,就应急医疗设施建设体系、应急医疗设施后期处理和病患跨区域运送提出以下“三全”建议,以更好地应对未来应急医疗事故的发生。

第一,从全产业链视角,建立应急医疗设施建设体系。模块化应急医疗设施采用一体化的系统设计和一体化的标准体系,即以“研发、设计、制造、安装、运营维护、一体化标准”为主线,以技术研发和规划设计为上游,以构件生产和现场施工为中游,以运营和维护管理为下游,同时建立一体化的标准体系来进行规范和检验,形成“上中下游一体化发展”的完整产业链布局和完备的应急医疗设施体系。

第二,从生命周期视角,关注应急医疗设施后期处理。 在模块化医疗建筑设计、建造、运营、维护各个阶段,从生命周期的角度出发充分考虑建筑部件的可更换性、可拆除性,甚至建筑整体的可移动性、可拆叠性,重点关注应急医疗设施的后期处理,尽可能得避免建筑部件的废弃,实现医疗设施的再次利用或重新改造,推进应急医疗设施的可持续性发展。在未来如再次出现紧急疫情或灾情,将废旧医疗设施重复、快速地进行投入和使用,这将对我国的防疫工作有重大的现实意义。

第三,从全球化视角,改造跨区域病患运送设施。新型冠状病毒自发现以来,以极快的速度蔓延至全国各地,乃至日韩、欧美等其他国家。究其原因,是潜在病患或确诊病患的跨区域流动所致。因此,需要针对不同人群选取优化运送方式,做好隔离措施。在火车或高铁运输过程中,建议设置独立的隔离空间,以防止潜在病患之间的传播。当确诊病患进行跨区域运送治疗时,可以建设特殊的密闭舱,将患者安置其中,或在机舱与客车的部分区域内配备齐全的医疗装置与隔离系统,防止病毒的蔓延传播。抗击疫情,全球人民众志成城、休戚与共,相信在不久的将来我们必将打赢这场疫情防控阻击战。

 

供稿人:肖绪文,卢昱杰,肖建庄

贡献:王广斌,魏伟

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