传染性隔离病房的气流组织必须快速将病人产生的具有传染性的病菌排除, 需要经过污染源的气流能尽快流向排风口, 制约污染物在室内扩散, 保护医护人员, 避免造成医院感染。
1 隔离病房模型的建立
病房的几何尺寸为长 (X) ×高 (Y) ×宽 (Z) =3.3m×2.9m×3.6m, 病房内布置如图1所示。
病房夏季空调冷负荷:围护结构按天津地区计算最大冷负荷为199.30W;加上室内照明, 人员的散热, 共计339.3W。各标准中规定病房换气次数在6～12ACH, 本文按12ACH, 送风量0.115m3/s, 夏季送风温度22.55℃。
送、排风口在室内的位置不同, 相应的气流组织决了病房的流场和温度场。具体的通风模式为顶棚中间送风, 床的两侧排风送风口。
2 模拟结果的讨论与分析
模拟采用目前在数值模拟方面较为常用的k-ε双方程湍流模型。
考虑到污染源在人体的头部位置, 头部附近的流场对人体产生的污染物的扩散影响较大, 因此主要考察室内通过人体的纵剖面z=1.8的流速矢量图, 右侧的图是对污染源附近区域流场的扩大。
由图2可以看出, 送风口在顶棚中间, 排风口布置在床的一侧和两侧时, 可以看出送风气流两侧存在涡流, 左侧涡流位于人体上方, 因此人体释放污染物不易直接排除至排风口。
室内温度的分布受到流场的影响, 通过人体的纵切面z=1.8上的温度场。如图3, z=1.8断面上的温度分布受送风气流的影响较大, 送风口下端床尾部的气流温度偏低些, 因为人体的散热, 床头部的温度相对高些。
我们可以通过比较流线, 初步比较各方案的气流组织效果。图左侧是由送风口送出气流的流线, 它反映室内的气流组织;右侧的图是通过污染源释放点的流线, 它基本能反映污染物的扩散路径。
送风口设在顶部, 流线下送并向四周扩散, 在墙体附近折返向上, 如图4左图。顶送风方式下, 人体上方存在涡流, 通过污染物释放点的流线在床上方环绕, 虽然最后流向排风口, 但流线较长, 排除污染物需要的时间也越长, 室内被污染的区域越大, 如图4右图。
3 结语
从前面的分析可以看出, 通过污染物释放源的流线经过较长的距离才流向排风口, 而排风口的影响相对较弱, 污染物较容易随着送风扩散, 污染物扩散的可能较大, 因此, 考虑将送风口移向床的外侧, 或在床上侧离污染源较紧除加设排风口。
摘要：本文通过建立顶部送风, 排风口设置在两侧的隔离病房气流组织模型, 通过CFD模拟, 模拟该气流组织下的速度场、温度场及流线状况。考察病房污染物排除的效果、病人所处环境的温度与风速的舒适性。同时, 讨论相应的改善措施。
关键词：速度场,温度场,流线
参考文献
[1] 陆耀庆.供暖通风设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1987:12.