1. 武漢火神山病院の陰圧病室およびICUの概要 

武漢火神山病院は、新しく診断された新型コロナウイルス肺炎患者を治療するために建設された。複数の独立した病棟建物にわたり、合計で 1,000 床の陰圧病室ベッドが設計された。各隔離病室は、 1-2 床を収容するコンテナから改装されており、継続的な陰圧稼働を維持するように専用の給気・排気システムが構成されている。陰圧ICUは、耐久性のある鉄骨構造とカラー鋼板で作られており、2つの異なる医療エリアに分かれている。各エリアには 15 床のICUベッドが備えられており、合計で 30 クラスの 100,000 空気浄化レベルのベッドを提供する。粗・中・高性能フィルタを備えた完全な外気・全排気システムが設置されている。外気および排気口の科学的な配置と、厳格な室内圧力勾配制御の組み合わせにより、医療従事者の安全が確保されている。排気は、粗・中・高性能の3段階の濾過を経て、屋根の上 2 メートル以上から排出され、環境への影響を排除する。

2. 機能的区分

陰圧病室およびICUの平面レイアウトは、清潔区域（医療スタッフ用ラウンジ、診察室、サポートスペースなどの一般作業エリア）、準汚染区域（ナースステーションや処置室などの補助的な予防・制御エリア）、汚染区域（隔離病室、衛生設備、関連機能などの中心的な予防・制御エリア）に分かれています。各機能区域の間には緩衝区域（バッファゾーン）が設けられ、制御された圧力差を維持することで、直接的な空気の対流や隣接する清潔区域への交差汚染を効果的に防止します。

1. 陰圧病室の機能分担は下図の通りです：

2. 陰圧ICUの機能ゾーンは下図の通りです：

3. 内装専門設計の基本要件と主要な難所の解決策

(I) 基本設計要件

1. 陰圧病室およびICUのプロセス設計

1.1 陰圧病室エリアは、医師と患者の動線分離を確保するためにダブル廊下設計を採用しています。

1.2 医療スタッフが汚染区域に入る頻度を最小限に抑えます。

(1) 医療スタッフによるモニタリングのため、陰圧病室と医療スタッフ用廊下の間に観察窓が設置されています。

(2) 食事の受け渡しのため、陰圧病室と医療スタッフ用廊下の間に両扉連動式のパスボックスが設置されています。 パスボックス が設置されています。

2. 陰圧病室およびICUの材料構成

2.1 クリーンルームの壁面および天井面は、 高品質なクリーンルームパネル であるべきです。粉塵が発生せず、清掃が容易で、耐食性があり、消毒剤での拭き取りが可能で、耐衝撃性、防湿性、防カビ性、耐火性を備えている必要があります。

2.2 床は、滑りにくく、耐摩耗性、耐酸耐アルカリ性があり、清掃が容易なゴムシートまたはPVCを使用する必要があります。

2.3 陰圧隔離病室の汚染区域および準汚染区域には気密性の高いクリーンルーム用ドアを設置し、すべての内外窓は二重密閉構造にする必要があります。患者移動廊下には耐衝撃性のハンドレールを設置し、すべての外角は耐衝角ガードで保護する必要があります。

(Ⅱ) 建築内装における主要な課題とエンジニアリングソリューション

重要ポイント 1: 部屋の気密性とクリーンルームの完全性の確保。汚染区域および準汚染区域の施工中、建物の外被の隙間により室内の気密性と気流パターンの保護が損なわれ、病原性微生物の伝播や拡散を引き起こしやすくなります。

対策：陰圧病棟の汚染区域および準汚染区域にわたる外壁、吊り天井、床、および隣接する外皮構造のすべての継ぎ目、貫通部、隙間は厳重に密閉しなければならない。エリア全体のすべてのクリーンルームのドアと窓は、高い気密性を維持する必要がある。

重要ポイント 2: 室内の埃の蓄積の防止。室内の気流パターンにより、沈降した埃の粒子が空気中に容易に再浮遊し、クリーンルームの空気の質を直接損なう。

対策：陰圧病棟では、粒子の蓄積を防ぐためにサニタリーデッドゾーンをなくすべきである。標準的な作業ゾーンの外側では、徹底的な清掃と消毒を容易にするために、すべての壁と床のコーナーに丸みを帯びた湾曲プロファイルを備えなければならない。

重要ポイント 3: 表面による細菌増殖の防止

微生物の増殖を抑制する内装材の選択は、陰圧病棟建設における基本的な要件である。

対策：内装の仕上げには、抗菌性があり細菌が繁殖しない材料を使用しなければならない。すべての管理区域において、カビが発生しやすいシリコーン系接着剤や酸性シーラントは避けなければならない。すべてのシーラントは、刺激性の揮発物質を放出し出さず、優れた耐老化性、耐食性、および抗菌性を備えた中性硬化材料でなければならない。

重要ポイント 4: 人間中心の建築デザインの取り入れ

従来の陰圧病棟の建設では、環境的な雰囲気が見過ごされがちであり、ストレスや閉塞感を生み出して患者の回復を妨げ、医療スタッフにかかる心理的負担を増大させている。

対策：陰圧病棟の敷地計画では、自然光の採光を最大限に取り入れるべきである。天井の高さは 2.8 メートルとし、空間的な閉塞感を避けるべきである。室内装飾の色彩計画は暖色系で落ち着いたものにし、病室には閉回路テレビシステムを装備し、全体の装飾には人間中心の要素を取り入れて医療従事者と患者の両方を慰め、安心させるべきである。

4. 重要課題に対するHVACエンジニアリングの主要な設計要件と解決策

(I) 基本的な設計要件

1. 陰圧アイソレーション病棟、陰圧ICU、および関連するクリーン空間は、空気の清浄度レベルを維持することが推奨される 100,000.

2. 病棟は採用している 100% f外気oces（全外気）方式のHVACシステムを採用し、全給気および全排気を行います。病室をサポートする前室（バッファールーム）および専用トイレ施設は、病室の空調システムに完全に統合されています。

3. 各陰圧ICUには、独立した給排気システムが装備されています。給気ユニットにはG4 + F8フィルターデバイスが備わっており、室内給気にはビルトインのH13高効率給気口が利用されています。排気ファンユニットにはG4 + F8 + H13フィルターデバイスが装備されています。

4. 排気ファンユニットにはすべて予備ユニットが備わっており、稼働ユニット1台と予備ユニット1台の構成になっています。

5. 浄化ユニットには、加湿用の電極式／電気式加湿器が装備されています。冷熱源は空冷モジュールユニットによって供給されます。ユニット数が少なく、現場に専用の部屋がない場合は、一体型の直膨式浄化ユニットを採用することができます。

（II）HVAC設計における主な課題と解決策

ポイント 1: 室内清浄度、温度、湿度の制御の確保

空調空気浄化システムには、3段階ろ過（粗塵用、中性能、準HEPA／HEPAフィルター）が採用されています。外気システムの表面冷却器の構成には、冷水表面冷却と冷媒直接膨張表面冷却を組み合わせたデュアルコイルセットアップを利用できます。室内清浄度、温度、湿度を確実保証するため、高精度制御システムと組み合わせた蒸気加湿器が望ましいです。

ポイント 2: 医療従事者の安全な作業環境の確保

(1) 病室空調システムには、先進的な直流（DC）給気システムが採用されています。室内の空気はすべて完全に排気され、再循環されません。

(2) 陰圧病室は上方給気・下方排気の気流分布を採用し、一方向性で安定した気流パターンを維持します。

(3) ターゲットを絞った気流構成。室内給気口および排気口の配置は、患者を通過する空気が医療従事者を迂回するように設計されており、スタッフの安全が確保されます。

ポイント 3: 外部環境の安全性と保護の確保

(1) よく設計された圧力勾配により、汚染された病室の空気が外部に漏れ出したり外気が侵入したりせず、効果的な静的隔離が実現されます。

(2) 排気のろ過は、病室の環境安全性にとって不可欠です。病室の排気口に高効率フィルターが設置され、漏れ検知に対応して室内汚染物質を捕捉し、換気ダクトや外部環境が汚染されないようにします。

(3) 排気口の位置は、建物の最高点より 3 メートルの高さに設置され、排気が周囲の気流に十分に希釈されることで、環境への影響を最小限に抑えます。

ポイント 4: 常に負圧と圧力勾配を維持すること

(1) 負圧は、負圧隔離病室の核心的な要件です。給気風量が浄化基準を満たすことを確保しつつ、システム風量には特定の余裕が割り当てられます。給気ファンと排気ファンの両方に可変周波数調整機能が備わっており、実際の稼働ニーズに基づいてリアルタイムで風量を調節することで、複数の稼働変動にかかわらず、室内負圧が一貫して維持されるようにします。

(2) 外皮構造に対して高度な施工方法が実施され、高い構造的気密性と極めて低い空気漏洩率が確保されます。

(3) 各病室の給気ダクトおよび排気ダクトに定風量装置が設置され、室内の給排気風量が一定に保たれることで、室内の気圧安定性が維持されます。

ポイント 5: システムの安定的かつ信頼性の高い動作を確保すること

(1) 負圧病室の運用における不可欠な要件は、一貫した負圧を維持することです。制御されない圧力差は重大な交差感染を引き起こす可能性があるためです。したがって、各排気ファンユニットには専用の予備機を配置し、機器の故障時に自動的に起動して連続的な負圧を確保するとともに、定期メンテナンス時のバックアップとしても機能させる必要があります。

(2) 装置は二重電源設定を利用して、電気の継続的かつ信頼性の高い動作を確保します。

武漢火神山病院の負圧病室とICUの写真

5. 電気設計における基本要件と重要かつ困難な解決策 

(1) 強電専門設計の基本要件

1. 負圧病室およびICUには二重電源を装備する必要がある

この二重電源構成は負圧病室の設計仕様を満たしており、主電源が故障した場合に医療用電気システムに信頼性の高いバックアップ電源を確保します。

2. SARSなどの呼吸器系伝染病を治療する高伝播隔離環境において安全で信頼性の高い電力を保証するため、負圧病室およびICUには無停電非常用電源（UPS）を装備する必要があります。

3. ICU病室の各ベッドには、補助室の回路から物理的に隔離された独立した電源インターフェースを備える必要があります。さらに、医療用ITシステムを構成して1次側と2次側の間の電気的絶縁を実現し、回路と危険な電圧を絶縁するとともに、アース容量性漏れ電流を最小限に抑えて患者の電気的安全性を確保する必要があります。

4。 清潔通路、汚染されたトイレ、待合室、診察室、処置室、病棟など、滅菌と消毒が必要なエリアには、紫外線殺菌灯を設置する必要があります。明確な識別と安全な操作を確保するため、一般照明とは異なる独立したスイッチを使用する必要があります。

5。 保護接地と等電位接地： 負圧病棟やICUの電気機器部品は、感電の危険に直面する患者と接触するため、補助的な等電位ボンディングを実施する必要があります。すべての金属部品と配管はPE線で相互接続し、PE導体と等電位を維持することで、接触電圧を低減し、電気的安全性を最大限に高める必要があります。

(2) 弱電インテリジェンスの基本要件

1. 非常用放送および公共放送システムの構成

負圧病棟およびICU施設には、廊下や病棟全体に天井埋込型スピーカーが備え付けられており、中央放送コンソールはナースステーションに配置されています。このシステムは火災報知器のトリガーを受信して火災時の緊急避難警報を放送し、日常業務としてBGMの再生や館内呼び出しなどのルーチン作業を処理します。

2. 監視システム

負圧病棟およびICUの両方の出入り口に監視カメラが設置されており、スタッフが操作しやすいように中央監視ユニットがナースステーションに配置されています。このビデオ監視システムは、交差感染のリスクを軽減しつつ、その後の確認や見直しのための人員移動の正確な識別と記録を支援します。

3.入退室管理システム

高度な入退室管理システムが、負圧病棟およびICU病棟の入口を保護しています。スマートカードの読み取り、パスコード入力、指紋認証、または顔認識スキャナーによってアクセスが許可され、権限のない人員が制限された医療ゾーンに侵入することを効果的に防ぎます。

4. 総合配線システム

施設全体に専用の電話ネットワークポートとケーブルテレビ接続が構成されています。ネットワーク通信ポイントは、信頼性の高いスタッフ間の通信と患者データ収集に関する医療従事者の要件を満たし、テレビコンセントは医学教育や患者の情報ニーズを効果的にサポートします。

5. 医療用インターホンシステム

負圧病棟およびICUの医療用インターホンシステムについては、親機がナースステーションに配置され、子機が患者病棟およびベッドサイドに設置されて双方向の音声通信が可能になっています。さらに、ベッドサイドの呼出端末は、簡単な清掃、衛生管理、および日常的な消毒ができるように設計されています。

6. 病棟のビデオ監視および面会システム

陰圧病棟とICUには、ナースステーションの中央コンソール、面会室の拡張端末、患者用のベッドサイドユニットを備えた専用の患者面会システムが組み込まれています。このシステムはリアルタイムの双方向音声および映像通信を提供し、患者側の端末機器は、シンプルな操作、取り扱い、および厳格な消毒ができるよう設計されています。

3.電気設計における主要な課題と解決策の優先順位

重点 1: 電源および配電の安全性確保

この施設では内蔵型の濾過機能を持たない乾式変圧器を使用しているため、アクティブ高調波フィルタが陰圧隔離病棟およびICUの主配電盤に統合されています。これらのユニットは無効電力を動的に補償し、三相電流の不平衡損失を軽減して、電気効率を高めるとともに、重要医療機器の継続的な稼働を保護します。

重点 2: 非常避難のための照明サポート

陰圧病棟およびICU施設全体の非常避難照明と出口標識には、30分以上の連続電力供給を確保する信頼性の高いバッテリーバックアップを備える必要があります。さらに、ICUクラス 2 の医療場所における非常用照明の照度は、少なくとも 50% o停電時でも標準の基準照度レベルの50%を維持する必要があります。

重点 3: 隔離エリアにおける二重扉インターロック気流安全確保

医療従事者は二重扉インターロック装置を通って陰圧病棟の前室に入り、陰圧エリアの両方の前室の扉が同時に開くことによる圧力勾配の乱れを防ぎ、空気の交差流や交差感染を回避します。

重点 4: 設計と施工

1. 建設前の設計段階において、陰圧病棟およびICUの総電力容量と、主配電箱の構成および設置位置の要件を明確にし、配電箱が適切に確保されるようにすることが不可欠です。

2. 弱電エンジニアリングユニットと調整を行い、必要な数のもじ盤およびネットワークポイントを提供することで、低電圧システムチームが十分な電話およびネットワークスイッチポートを確保できるようにします。

3. 等電位接地予約図面を提供し、地面のレベル調整の前に等電位接地平鋼を埋め込みます。

6給排水専門設計の基本要件と主要な難所の解決策

（I）基本設計要件：

11. 迅速な施工を促進するため、陰圧病棟の生活給排水システムには「生活飲用水衛生基準」GB5749に適合するプラスチック管を使用する。

22. すべての陰圧隔離病棟および陰圧ICUの手洗い場に給湯設備を設置し、医療従事者の利便性を図る。

33. 陰圧ICUの内視鏡洗浄エリアには、専用の純水システムを備える。

44. すべての蛇口に非接触式または非手動式のスイッチを備える。

（II）設計の難所と解決策：

重要度 1：陰圧病棟の水質の保証

11. 給水システムに殺菌装置を組み込み、水質がGB5749「生活飲用水衛生基準」の仕様に確実に適合するようにする。

22. 汚染を効果的に防止するため、指定ゾーンに逆流防止装置を設置する。

ポイント 2：陰圧病棟および陰圧ICUの排水の処理方法

11. 陰圧病棟の排水通気管には高効率フィルターを取り付ける必要があり、また通気用立管は外気取入口や歩行者エリアから十分離れた場所に配置して屋外環境を保護する。

22. 陰圧病棟の排水配管は独立して配管され、安全に排水するために病院の消毒槽および汚水処理施設へ導かれる。

33. 陰圧病棟の室内環境が無汚染の状態に維持されるようにするため、部門内では掃除口、点検口、および床排水口は設けられておらず、必要な床排水口にはその下部に 50-70mmのトラップ（水封）を含める必要がある。

77. 医療ガス専門設計の基本要件と主要な難所の解決策

（I）基本設計要件

11. 陰圧病棟および陰圧ICUの医療ガス送水管は銅製である。銅は優れた耐食性、優れた抗菌性、容易な施工性、および信頼性の高い溶接品質保証を提供する。

22. 陰圧隔離病棟の各ベッドには、酸素端末と陰圧端末が装備されており、バックアップとして圧縮空気端末が推奨される。

（II）設計の主要な難所と解決策：主要ポイント1：医療ガスの安全保証

11. 陰圧吸引ステーションの部屋は一般病棟には適さず、独立して設置され、ステーションの部屋には殺菌用のフィルターが装備されている。

22. 汚染を防止するため、陰圧病棟の医療ガス配管に逆止弁が設置されている。

8。迅速な据え付けとスピーディーな納品を実現するための設計上の考慮事項 

1。プロフェッショナルな装飾：クリーンルームは均一な標準サイズで設計されており、クリーンルームの壁パネルと天井の表面は固定サイズのモジュールとして製造されています。 クリーンルームのドアと窓 は、標準化された寸法に合わせて設計されており、モジュール生産と迅速な据え付けを実現します。

2。HVACの専門知識：外気および排気ユニットの選定や自動制御システムのソリューションについては、設計段階で機器サプライヤーと技術計画を調整し、メーカーがサポート製品を同時に生産して最速の納品を可能にします。空気ダクトシステムは標準化された空気ダクトモデルを使用して機械加工と現場での迅速な据え付けを実現し、排気分岐管は完成品のPVC丸管と接続されて省力化を図ります。

3。電気の専門知識：すべての架空配線はケーブルブリッジを通り、壁面配線はPVCコンジットを通ることで、迅速な据え付け方法が可能になります。

9。結語

武漢火神山病院の陰圧病棟およびICU病棟は、技術チームが稼働して開発されました。 60 時間連続稼働して、基本設計から実施設計までのプロセスを完了しました。 ここのところ、調達、エンジニアリング建設、および試運転チームによる 150 時間の連続稼働により、資材調達、建設、システム試運転にわたるすべてのタスクが達成され、湖北省疾病予防統制センターによる室内環境指標テストに無事合格した後、軍へスムーズに引き渡されました。このプロジェクトの引き渡しは、武漢における感染症対策に重要な貢献を果たし、新型コロナウイルス肺炎の重症患者の命を救うことにつながりました。