全球看武汉︱世卫组织指南：医疗设施控制感染的通风建议

【编者按】

2009年，世卫组织发布了《医疗设施控制感染的自然通风建议》（Natural Ventilation for Infection Control in Health-Care Settings ）指南，该指南在2007年世卫组织发布的一份流行病感染控制的指南基础上，邀请工程师、建筑师、感染控制的专家以及微生物学家一起参与，历时两年制作而成。该指南希望通过系统的研究和文献梳理，为医院规划设计提供理论依据及设计指导，并为医疗设施的运营者及医务人员提供参考。该指南共133页，本文仅摘录一些重点内容进行编译，以供参考。基于原报告的版权申明，本版本并非由世界卫生组织提供，世卫组织不对本翻译内容的准确性负责。更多详细内容请参考英文原版报告。

本指南主要面向设计和运营医疗设施的建筑师和工程师，同时，本指南也对医疗设施的工作人员，尤其是与控制感染相关的专业人士，提供参考与建议。只有医院的设计师、运营者和医务工作人员协力合作，才能更有效地控制感染的传播。

世界卫生组织关于自然通风的建议

强烈推荐

1.为了预防空气传播感染，医疗建筑内必须确保所有病人护理区域的充分通风。

注意：关于“通风不足会提升感染风险”以及“鼓励利用通风控制空气传播”的证据等级目前为中等。

一般推荐（A conditional recommendation）

2. 关于自然通风，应按下文所述确保每小时的最小平均通风率：

– 对于空气传播隔离室，平均通风率为160 升/秒/病人，下限为80升/秒/病人（请注意这仅适用于新建的医疗建筑和大规模翻修的建筑）。

– 对于普通病房和门诊部，60升/秒/病人

– 对于廊道或其他无固定病人数量的过渡空间（transient spaces），2.5升/秒/立方米。但是，如果有紧急情况或其他原因需要在廊道里面照顾病患时，通风率的要求与空气传播隔离室或普通病房相同。

通风率的波动也必须被纳入设计考虑。

注意：采用自然通风系统需要有利的气候条件。

3. 设计带有自然通风的医疗设施时，应让气流可以将空气从感染源带到足以将其充分稀释的地方，最好是室外。

注意：尽管有证据显示气流方向与空气传播感染可能有关，且在一种非常低的通风率（低于4 ACH，即每小时换气12次）中进行。有一种假设：如果相邻空间的通风率足够高，传播风险可以被降至最低（就如同在一个开放空间）。然而，与空气传播隔离病房相邻的其他空间的通风率到底是多少才能降低传播风险，目前尚不清楚。采用自然通风系统需要有利的气候条件。

4. 对于产生气溶胶的病原体传播的相关操作场所，自然通风是最低要求，请遵守建议2。如果是可以通过空气传播的，请遵守建议2和3.

注意：有直接证据显示，一些会产生气溶胶的操作可能会提升感染的风险。通风能起到一定作用，但最小通风率的要求有待进一步研究。

世界卫生组织建议的相关解释

本指南意识到，对于通风率与空气传播感染风险之间的关系，目前流行病学的相关证据不足。但无论从理论角度还是空气传播隔离的实践经验出发，我们都很重视通风的重要性。

尽管通风率与感染风险之间的关系还需要进一步研究，我们目前依然建议空气传播隔离室每小时换气次数不少于12次（ACH，air change per hour），这项研究建议得到广泛接受。我们也建议如果在感染控制过程中采用自然通风，最小通风率应高于现有的机械通风要求，以此弥补可能的通风率波动和难以控制的气流方向。

本指南建议采用房间的容积和通风率（升/秒/病人），而不是每小时的换气次数（ACH），尽管本指南中每小时换气次数也出现了多次。通风率体现了暴露程度和通风率之间的直接关联，以及暴露程度和一定空间内应容纳多少人的关系。但是，对于廊道和其他没有固定病人数量的空间来说，通风率与空间容积有关。

其他文件建议空气传播隔离室保证每小时12次换气，以一个4×2×3立方米的房间内，这就相当于通风率为80 升/秒/病人。对于采用自然通风的空气传播隔离室，本指南建议将这个标准提升一倍。因此，在相同容积的房间内，我们建议每小时平均通风率为160升/秒/病人。与此同时，本指南也建议应始终保持最小的通风率标准，即80升/秒/病人。

这些建议在2008年11月日内瓦会议上提出，有外部的系统评价小组采用GRADE（Grading of Recommendations, Assessment, Development and Evaluations，即“推荐的分级、评估、制定与评价”）评价系统得到了进一步优化。

关于通风的基本知识

尽管研究中几乎没有证据表明，隔离预防措施与感染控制之间存在关联，但报告和案例研究表明，某些类型的隔离（如使用私人房间和个人防护设备）可能有助于防止感染在护理设施中传播。隔离系统的设计（行政防控、环境与工程学防控和人身保护）能防止呼吸道飞沫在远距离传播，尤其要注意在高风险医疗程序中的控制传播（如插管、心肺复苏、支气管镜检查、尸检和需要高速设备运行的手术）。而在医疗环境中，通风至关重要，通常采用两种通风方式，即机械通风（Mechanical ventilation）和自然通风（Natural ventilation）。

利用室外空气的自然通风技术并结合自然冷却技术和对日照的利用，自古以来都是建筑的基本要素，直至20世纪上半叶。古典建筑一度采用了H、L、T 或 U型的楼层设计，带有开放式庭院、有限的平面进深和最大化的窗体尺寸，以充分利用自然通风和日照。

事实上，自然通风和机械通风对于感染控制同样有效。但自然通风必须依靠自然风力，而且建筑的进、排风口需保持敞开。另一方面，正确安装与维护机械通风系统难度很高，这有可能造成受感染的飞沫和大量聚集，并最终导致疾病传染的风险提升。此外，机械通风需要精细的设计、严格的设备维护、严格的标准，以及全方面考虑室内环境质量和能源效率的各项问题并撰写指南。这些同样适用于高科技自然通风技术。

1）机械通风

如果设计、安装且维护得当，机械系统具有许多优势。由于机械通风易集成到空调中，因此还能用于控制室内空气的温度和湿度。过滤系统可以安装在机械通风系统中，以便去除有害的微生物、微粒、气体、气味和蒸汽。机械通风系统中的气流路径可以被控制，例如允许空气从有污染源的区域（如空气传播感染者）流向没有易感人群的区域。有电时，机械通风可在任何地方工作。

但机械通风系统也存在问题。机械通风系统通常无法按预期工作，并且可能由于多种原因中断正常运行：包括设备故障、公用服务设施中断、设计不良、维护不良或管理不当。 如果机械通风系统为关键设施提供服务，并且需要连续运行，则可能必须备份所有设备——但这是昂贵且不可持续的。

此外，机械通风系统的安装成本，尤其是维护成本，可能非常高。若由于资金短缺而无法正确安装或维护机械系统则会损害其性能。

2）自然通风

如果安装和维护得当，自然通风系统则会比机械通风系统具有更多优势。

自然通风使用自然风力和较大通风口，通常可以更经济地提供高通风率。尤其在不需要加热的情况下，自然通风可以提高能源效率。设计良好的自然通风可用于获得更多日光。

从技术角度来看，自然通风可以分为简单自然通风系统和高科技自然通风系统。后者是计算机控制的，且可以通过机械通风系统（即混合动力系统）进行辅助。高科技自然通风可能与机械通风系统具有相同的局限性，但它同時也具有机械和自然通风系统的优势。

尽管这些现代自然通风系统中的某些构造和设计可能比机械系统更贵，但如果设计得当，自然通风系統，特别是与使用混合（混合模式）通风原理的机械系统结合使用时，会变得十分可靠。

总之，自然通风的优势在于它能以简单的系统和低成本提供很高的换气率。尽管换气速率可能存在很大变化，但具有设计良好且运行正常的现代自然通风系统的建筑物，可以通过自然风力实现很高的换气速率，这大大超过了最低通风要求。

自然通风系统也有许多缺点。

自然通风是可变的，并且取决于相对于室内环境的外部气候条件。产生气流速率的两个驱动力（即风和温差）会随机变化。自然通风可能难以控制。在某些不利的气候条件下，换气率可能较低。由于缺少持续性的负压，这可能导致难以控制气流方向的问题，因此有污染走廊和相邻房间的危险。

自然通风无法使用微粒过滤器。气候、安全和文化原因可能会导致窗户和通风口保持关闭状态；在这种情况下，通风率会低得多。

自然通风系统通常无法按预期运行，并且可能由于多种原因中断正常运行：包括门窗未打开、设备故障（针对高科技系统）、公用事业服务中断（针对高科技设备）、不良的设计、不良的维护或错误的管理。

尽管简单的自然通风系统的维护成本很低，但如果自然通风系统由于资金短缺而无法正确安装或维护，则其性能可能会受到损害，从而增加空气传播病原体的风险。

我们可以通过使用更好的设计或混合（混合模式）通风等方式来克服这些缺点。其他可能出现的缺点，例如噪音、空气污染、昆虫媒介和安全性也需纳入考虑范围。

3）机械与自然通风在控制感染中的对比

使用机械通风还是自然通风进行感染控制，应基于需求、资源的可用性以及系统的成本，这样才能提供最佳的控制方案以抵御风险。

例如，在英国，国家卫生局（National Health Service）政策倾向于将机械通风的使用限制在主要的医疗区域，例如空气传播感染隔离室、手术室和相关房间。病房通常不需要进行机械通风，最常见的解决方案是打开窗户进行自然通风。相反，在美国供暖、制冷和空调工程师协会的设计指南（ ASHRAE）中，表示所有区域均需进行机械通风。

机械通风在隔离室中的安装和维护费用非常昂贵。它通常无法提供最好的通风率，并且无法维持负压（甚至可能处于正压状态）。

另外，与医疗通风有关的许多问题可能是由于医务人员与技术人员之间缺乏积极协作而引起的，而自然通风也会导致这种情况。机械通风的其他问题包括由于开门而导致相邻房间负压差损失；过滤器堵塞；以及相邻的负压空间

为应对2003年的SARS爆发，香港特区政府在14家医院中建立了558个SARS隔离室，拥有1300多张病床。在九家大型医院的选定隔离室中测量了负压，气流路径，换气率和局部通风效率。在测试的38个房间中，有97％满足了走廊和前室之间2.5 Pa的建议负压差；89％的房间与隔间达到了相同的要求。尽管未发现空气泄漏到走廊，但60％的厕所或浴室在正压下运行。当门打开时，超过90％的走廊与房间或房间与房间的门，具有双向流动性。在测试的35个隔间中，有26％的换气率（ventilation rate）低于每小时12次（ACH）。

自然通风也会导致大多数以上问题。

建于50年前的设施，其特征是较大的窗户和较高的天花板（意味着更大的容积-患者比），开着的门窗比现代自然通风的房间通风效果更好。

但我们应谨慎解读这些结果。报告的通气率没有详细的气候条件信息，例如风速和风向。 通风速率的测量还受到二氧化碳测量装置的影响，并且测量是在具有多个相互连接空间的建筑物中进行的，这会影响所测量内部空间的综合条件。

附： 香港特别行政区的葛量洪医院的自然通风实例研究

葛量洪医院（Grantham Hospital）的结核病(TB)病房在7楼。早在1957年医院建立之初，结核病病房就采用自然通风系统。尽管夏天病房内会开吊扇，但并没有安装中央空调。病房的门窗始终打开。以下是1957年的医院简述：

设计一所肺结核医院，通风性与宽敞度至关重要。正因如此，医院主楼采用纤薄的垂直板状形式，并离行政楼较远，这样可以做到通风的最大化。在夏天，主楼可以吹到微风，冬天又可以靠北面的山丘阻挡寒风；其南偏东的朝向，也可以更好地遮挡夏天的日晒。

1）测量自然通风率

在2005年11月9、10日和2008年8月28日，分别采用了两种不同的方法来测量自然通风率。在这两个方法中，都有4个空置的结核病病房，其中放置了简易的暖体假人来模拟病患的热浮升气流。每个暖体假人产生的热量大约有76瓦 (W)，相当于一个休息中的成年人散发的热量。

测量空气交换率采用的是衰减法。向病房中持续注入一种示踪气体（六氟化硫，SF6），直到浓度达到稳定状态，然后停止注射，就可以检测到浓度的降低。测量过程中，打开两台电扇，让病房内的空气自行混合。六氟化硫的注射由1303型多点气体采样器/定量仪控制，六氟化硫的浓度由3425型气体检测器来检测。因为让房间里的空气充分混合有一定难度，两种方法都在房间的设了两个点位来测量示踪气体的消散，确保获得两个通风率数据。最终，病房里的通风率取这些数据的平均值。

2）通风率

通风率在不同的情况下都进行了测试，包括门窗紧闭和门窗打开、开着排气扇和关着排气扇等。总共实验了20次。

测量所得的通风率随着门窗打开幅度的增大而增大，在门窗完全打开时，通风率达到最大。当病房里的门窗全部关闭，在实验15中，通过渗透（infiltration）带来的通风率仅为每小时换气0.71次。当通向走廊的门窗完全打开、通往户外的窗户关闭、排气扇也关闭的时候，通风率为每小时换气8.7次。

研究结果表明，通风率和流向很大程度上取决于风的速度和方向——认识到这点非常重要。建筑设计师应该识别主要或一般的通风情况，并在设计中体现出来。本指南希望能被应用于广泛的气候条件和经济水平下，甚至是不同的地形特征和其他各种多变的情况。对于建筑设计师、设施管理者以及掌控（可能具有传染源的）重要场所出入口的人员来说，把这些参数纳入考量是非常重要的。