1. Descripción general de la sala de presión negativa y la UCI en el Hospital Huoshenshan de Wuhan 

El Hospital Huoshenshan de Wuhan fue construido para tratar a pacientes recién diagnosticados con neumonía por nuevo coronavirus. Se diseñaron un total de 1,000 camas en salas de presión negativa distribuidas en múltiples edificios de salas independientes. Cada sala de aislamiento se adaptó a partir de un contenedor con 1-2 camas, con sistemas dedicados de suministro y extracción de aire configurados para mantener una operación continua de presión negativa. La UCI de presión negativa está construida con una estructura de acero duradera y paneles de acero pintado, dividida en dos áreas médicas distintas. Cada área está equipada con 15 camas de UCI, lo que proporciona un total combinado de 30 camas con un nivel de clase 100,000 de purificación de aire. Se instaló un sistema completo de aire fresco y extracción total que incluye filtración gruesa, media y de alta eficiencia. Mediante la ubicación científica de las rejillas de aire fresco y extracción combinada con un estricto control del gradiente de presión en las habitaciones, se garantiza la seguridad del personal médico. El aire extraído se somete a una filtración de tres etapas (gruesa, media y de alta eficiencia) antes de ser evacuado a más de 2 metros por encima del techo para eliminar el impacto ambiental.

2. División funcional

La distribución en planta de la sala de presión negativa y de la UCI se divide en áreas limpias (áreas de trabajo general que incluyen salas de descanso médico, salas de consulta y espacios de apoyo), áreas semipolicionadas (áreas auxiliares de prevención y control que incluyen estaciones de enfermería y salas de tratamiento) y áreas contaminadas (áreas principales de prevención y control que incluyen salas de aislamiento, instalaciones sanitarias y funciones relacionadas). Se establecen zonas de amortiguamiento entre cada área funcional para mantener un diferencial de presión controlado, lo que previene eficazmente la convección directa de aire y la contaminación cruzada hacia las áreas limpias adyacentes.

1. La división funcional de la sala de presión negativa se muestra en la siguiente figura:

2. La zona funcional de la UCI de presión negativa se muestra a continuación:

3. los requisitos básicos del diseño profesional decorativo y las soluciones a los desafíos clave

(I) Requisitos básicos de diseño

1. Diseño de procesos para salas de presión negativa y UCI

1.1 El área de la sala de presión negativa adopta un diseño de doble pasillo para garantizar la separación entre médicos y pacientes;

1.2 Minimizar la frecuencia con la que el personal médico ingresa al área contaminada.

(1) Se instala una ventana de observación entre la sala de presión negativa y el pasillo de atención médica para el monitoreo por parte del personal médico;

(2) Una caja de transferencia de doble puerta con enclavamiento caja de transferencia se instala entre la sala de presión negativa y el pasillo de atención médica para transferir comidas;

2. Configuración de materiales para salas de presión negativa y UCI

2.1 La superficie de las paredes y el techo de la sala limpia deben ser paneles para salas limpias de alta calidad que no produzcan polvo, sean fáciles de limpiar, resistentes a la corrosión, aptos para la limpieza con desinfectantes, resistentes a los impactos, a la humedad, al moho y al fuego.

2.2 El piso debe ser de rollos de caucho o PVC antideslizantes, resistentes al desgaste, resistentes a ácidos y álcalis, y fáciles de limpiar.

2.3 Se deben instalar puertas herméticas para salas limpias en las áreas contaminadas y semipolicionadas de las salas de aislamiento de presión negativa, y todas las ventanas interiores y exteriores deben tener doble sellado; los pasillos de tránsito de pacientes deben contar con rieles antichoque resistentes a los impactos, y todas las esquinas exteriores deben estar protegidas con cantoneras anti-impacto.

(Ⅱ) Retos clave de la decoración arquitectónica y soluciones de ingeniería

Punto importante 1: Garantizar la estanqueidad de la habitación y la integridad de la sala limpia. Durante la construcción de las zonas contaminadas y semipolicionadas, las fugas en la envolvente del edificio comprometen frecuentemente la estanqueidad interior y la protección del patrón de flujo de aire, lo que facilita la transmisión y diseminación de microorganismos patógenos.

Solución: Todas las juntas, penetraciones y huecos en las paredes perimetrales, techos suspendidos, pisos y estructuras de envolvente adyacentes en las zonas contaminadas y semicontaminadas de la sala de presión negativa deben sellarse estrictamente; todas las puertas y ventanas de la sala limpia en toda el área deben mantener una alta hermeticidad.

Punto importante 2: prevención de la acumulación de polvo en interiores. Los patrones de flujo de aire dentro de la habitación pueden volver a suspender fácilmente las partículas de polvo asentadas en el aire, lo que compromete directamente la calidad del aire de la sala limpia.

Solución: Las salas de presión negativa deben eliminar las zonas muertas sanitarias para evitar la acumulación de partículas; fuera de las zonas de trabajo estándar, todas las esquinas de paredes y suelos deben presentar perfiles cóncavos redondeados para facilitar una limpieza y desinfección exhaustivas.

Punto importante 3: Garantizar que las superficies prevengan el crecimiento bacteriano

Seleccionar materiales de decoración de interiores que inhiban el crecimiento microbiano es un requisito fundamental en la construcción de salas de presión negativa.

Solución: Los acabados interiores deben construirse con materiales antimicrobianos que no propicien la proliferación de bacterias. Se deben evitar los adhesivos de silicona propensos al moho y los selladores ácidos en todas las zonas controladas. Todos los selladores deben ser materiales de curado neutro que no liberen volátiles irritantes y ofrezcan una excelente resistencia al envejecimiento, resistencia a la corrosión y propiedades antibacterianas.

Punto importante 4: Incorporar un diseño arquitectónico centrado en las personas

La construcción tradicional de salas de presión negativa a menudo pasa por alto el ambiente ambiental, creando una atmósfera de estrés y confinamiento que dificulta la recuperación del paciente y aumenta la presión psicológica sobre el personal sanitario.

Solución: La planificación del sitio de la sala de presión negativa debe maximizar la iluminación natural del día; la altura del techo debe ser de 2.8 metros para evitar sensaciones de confinamiento espacial; los esquemas de color interior deben ser cálidos y relajantes; las habitaciones de los pacientes deben estar equipadas con sistemas de circuito cerrado de televisión; y la decoración general debe incorporar elementos centrados en las personas para reconfortar y tranquilizar tanto al personal médico como a los pacientes.

4. Requisitos clave de diseño de ingeniería HVAC y soluciones para desafíos críticos

(I) Requisitos básicos de diseño

1. Se recomienda que las salas de aislamiento de presión negativa, las UCI de presión negativa y los espacios limpios asociados mantengan un nivel de limpieza del aire de 100,000.

2. La sala adopta un 100% faire fresco de paso único con suministro total y extracción total. Las antesalas (habitaciones de aislamiento) y los baños dedicados que sirven a la sala están totalmente integrados en el sistema de aire acondicionado de la sala.

3. Cada UCI de presión negativa está equipada con un sistema independiente de suministro y extracción de aire. La unidad de suministro de aire cuenta con un dispositivo de filtración G4 + F8, mientras que el suministro de aire interior utiliza una salida de aire integrada de alta eficiencia H13. La unidad de ventilación de extracción está equipada con un dispositivo de filtración G4 + F8 + H13.

4. Las unidades de ventilación de extracción están equipadas con unidades de reserva, configuradas con una unidad en funcionamiento y una de respaldo.

5. La unidad de purificación está equipada con humidificadores de electrodos / eléctricos para la humidificación. Las fuentes de refrigeración y calefacción son suministradas por unidades modulares enfriadas por aire. Cuando el número de unidades es pequeño y no hay una sala dedicada disponible en el sitio, se puede adoptar una unidad de purificación de expansión directa integrada.

(II) Retos clave y soluciones en el diseño de HVAC

Punto 1: Garantizar el control de la limpieza, temperatura y humedad interior

El sistema de purificación de aire del sistema de aire acondicionado emplea filtración de tres etapas (filtros gruesos, medianos y de alta eficiencia / sub-alta eficiencia). La configuración del enfriador superficial del sistema de aire fresco puede utilizar una configuración de doble serpentín que combina el enfriamiento por superficie de agua y el enfriamiento directo por superficie de refrigerante. Se prefiere un humidificador de vapor, combinado con un sistema de control de alta precisión para garantizar de forma fiable la limpieza, la temperatura y la humedad interior.

Punto 2: Garantizar un entorno de trabajo seguro para el personal sanitario

(1) El sistema de aire acondicionado de la sala utiliza un sistema avanzado de suministro de aire de corriente continua (CC). Todo el aire interior se extrae por completo y no se recircula.

(2) La sala de presión negativa adopta una distribución de flujo de aire de suministro superior y extracción inferior, manteniendo un patrón de flujo de aire unidireccional y estable.

(3) Organización dirigida del flujo de aire. La disposición de las rejillas de suministro y extracción de aire interior está diseñada de modo que el aire que fluye a través del paciente pase por alto al personal médico, garantizando la seguridad del personal.

Punto 3: Garantizar la seguridad y protección del entorno externo

(1) Con un gradiente de presión bien diseñado, el aire contaminado de la sala no se escapará y el aire exterior no se infiltrará, logrando un aislamiento estático eficaz.

(2) La filtración del aire de extracción es esencial para la seguridad ambiental de la sala. Se instalan filtros de alta eficiencia en las salidas de aire de extracción de la sala y admiten la detección de fugas para capturar los contaminantes interiores, garantizando que los conductos de ventilación y el entorno exterior permanezcan libres de contaminación.

(3) La salida de descarga de aire de extracción se encuentra posicionada a más de 3 metros por encima del punto más alto del edificio, lo que garantiza que el aire de escape se diluya completamente en el flujo de aire ambiental para minimizar el impacto ambiental.

Punto 4: Mantenimiento de una presión negativa y gradientes de presión constantes

(1) La presión negativa es el requisito fundamental de una sala de aislamiento de presión negativa. Si bien se garantiza que el volumen de aire de suministro cumpla con los estándares de purificación, se asigna un margen específico para el flujo de aire del sistema. Tanto los ventiladores de suministro como los de extracción cuentan con ajuste de frecuencia variable para modular el volumen de aire en tiempo real según las necesidades operativas reales, asegurando que la presión negativa interior se mantenga de manera constante a pesar de las múltiples variables operativas.

(2) Se implementan métodos de construcción avanzados para la estructura envolvente, lo que garantiza una gran estanqueidad estructural y una tasa de fuga de aire excepcionalmente baja.

(3) Se instala un dispositivo de caudal de aire constante en los conductos de suministro y extracción de aire de cada sala para garantizar que los volúmenes de flujo de aire de suministro y extracción de la habitación permanezcan constantes, manteniendo así una presión estable en la habitación.

Punto 5: Garantizar un funcionamiento del sistema estable y fiable

(1) El requisito esencial para operar una sala de presión negativa es mantener una presión negativa constante, ya que las diferencias de presión no controladas pueden causar una infección cruzada grave. Por lo tanto, cada unidad de ventilador de extracción debe contar con una unidad de respaldo dedicada que se active automáticamente ante una falla del equipo para garantizar una presión negativa continua, al tiempo que sirve como respaldo durante el mantenimiento de rutina.

(2) El equipo utiliza configuraciones de fuente de alimentación dual para garantizar un funcionamiento eléctrico continuo y fiable.

Foto de la sala de presión negativa y la UCI en el Hospital Huoshenshan de Wuhan

5. Requisitos básicos y soluciones clave y complejas para el diseño eléctrico 

(1) Requisitos básicos para el diseño profesional de electricidad fuerte

1. La sala de presión negativa y la UCI deben estar equipadas con fuentes de alimentación duales

Esta configuración de doble alimentación satisface las especificaciones de diseño de las salas de presión negativa, lo que garantiza una fuente de alimentación de respaldo confiable para los sistemas eléctricos médicos si falla la fuente de alimentación principal.

2. Las salas de presión negativa y las UCI deben estar equipadasกับ una fuente de alimentación de emergencia ininterrumpida (UPS) para garantizar electricidad segura y confiable en entornos de aislamiento de alta transmisión que tratan enfermedades infecciosas respiratorias como el SARS.

3. Cada cama de la sala de UCI debe tener una interfaz de fuente de alimentación independiente físicamente aislada de los circuitos de las salas auxiliares. Además, se debe configurar un sistema médico de TI para lograr el aislamiento eléctrico entre los lados primario y secundario, aislando circuitos y voltajes peligrosos al tiempo que se minimiza la corriente de fuga capacitiva a tierra para garantizar la seguridad eléctrica del paciente.

4. En las áreas que requieren esterilización y desinfección, como pasillos limpios, baños sucios, salas de espera, salas de consulta, salas de tratamiento y salas de hospitalización, se deben instalar lámparas germicidas ultravioleta. Se deben utilizar interruptores independientes distintos de la iluminación general para garantizar una identificación clara y una operación segura.

5. Puesta a tierra de protección y puesta a tierra equipotencial: dado que los componentes de equipos eléctricos en las salas de presión negativa y las UCI entran en contacto con pacientes que enfrentan peligros de descarga eléctrica, se debe implementar una conexión equipotencial auxiliar. Todos los componentes metálicos y tuberías deben interconectarse con cables PE para mantener un potencial eléctrico igual al del conductor PE, lo que reduce el voltaje de contacto y maximiza la seguridad eléctrica.

(2) Requisitos básicos para la inteligencia de corrientes débiles

1. Configurar un sistema de radiodifusión de emergencia y radiodifusión pública

Las instalaciones de las salas de presión negativa y de la UCI están equipadas con altavoces de techo en todos los pasillos y salas, y la consola central de radiodifusión se encuentra en la estación de enfermería. El sistema recibe activadores de alarma contra incendios para transmitir alertas de evacuación de emergencia durante un incendio, mientras gestiona rutinariamente las operaciones diarias como la reproducción de música de fondo y la buscapersonas pública.

2. Sistema de monitoreo

Se instalan cámaras de vigilancia en las entradas y salidas tanto de la sala de presión negativa como de la UCI, con la unidad central de monitoreo ubicada en la estación de enfermería para una operación conveniente del personal. Esta configuración de videovigilancia ayuda a mitigar los riesgos de infección cruzada al tiempo que identifica y registra con precisión los movimientos del personal para su posterior verificación y revisión.

3. Sistema de control de acceso

Un sistema de control de acceso avanzado asegura las entradas a la sala de presión negativa y a la sala de la UCI. El acceso autorizado se otorga mediante el deslizamiento de tarjetas inteligentes, ingreso de códigos de acceso, verificación de huellas dactilares o escáneres de reconocimiento facial, lo que evita eficazmente que personal no autorizado ingrese a zonas médicas restringidas.

4. Sistema de cableado estructurado

Se configuran puertos dedicados de red telefónica y conexiones de televisión por cable en toda la instalación. Los puntos de comunicación de red satisfacen los requisitos del personal médico para una comunicación confiable del personal y la recopilación de datos de los pacientes, mientras que las salidas de televisión apoyan eficazmente la educación médica y las necesidades informativas de los pacientes.

5. Sistema de intercomunicación médica

Para el sistema de intercomunicación médica en la sala de presión negativa y la UCI, la estación principal se despliega en la estación de enfermería, mientras que las extensiones de intercomunicación se instalan en las salas de pacientes y junto a las camas para permitir la comunicación de voz bidireccional. Además, los terminales de llamadas junto a la cama están diseñados para facilitar la limpieza, higienización y desinfección rutinaria.

6. Sistema de videovigilancia y visitas de salas

La sala de presión negativa y la sala de cuidados intensivos incorporan un sistema dedicado de visitas a pacientes que cuenta con una consola central en la estación de enfermería, terminales de extensión en la sala de visitas y unidades de cabecera para los pacientes. El sistema ofrece comunicación bidireccional de audio y video en tiempo real, con un equipo terminal del lado del paciente diseñado para un funcionamiento, manejo y desinfección rigurosa sencillos.

3.Principales dificultades en el diseño eléctrico y soluciones prioritarias

Prioridad 1: Garantía de seguridad para la fuente de alimentación y distribución

Debido a que esta instalación utiliza transformadores de tipo seco sin filtración integrada, se integran filtros armónicos activos en los paneles de distribución de energía principal de la sala de aislamiento de presión negativa y la unidad de cuidados intensivos. Estas unidades compensan dinámicamente la potencia reactiva y mitigan las pérdidas por desequilibrio de corriente trifásica, lo que aumenta la eficiencia eléctrica al tiempo que protege el funcionamiento continuo de los equipos médicos críticos.

Prioridad 2: Soporte de iluminación para evacuación de emergencia

La iluminación de evacuación de emergencia y la señalización de salida en las salas de presión negativa y las instalaciones de UCI deben contar con un respaldo de batería confiable que garantice una duración de energía continua de no menos de 30 min. Además, la iluminancia de la iluminación de emergencia en las ubicaciones médicas de UCI de Clase 2 2 deben mantener al menos 50% odelos niveles de iluminancia de referencia estándar durante las interrupciones de energía.

Prioridad 3: Garantía de seguridad del flujo de aire con enclavamiento de doble puerta en el área de aislamiento

El personal médico ingresa a la sala de esclusa de la sala de presión negativa a través de un dispositivo de enclavamiento de doble puerta, lo que evita la alteración del gradiente de presión por la apertura simultánea de ambas puertas de la sala de esclusa en el área de presión negativa, lo que evita el flujo cruzado de aire y la infección cruzada.

Prioridad 4: Diseño y construcción

1. Es fundamental especificar la capacidad de energía total de la sala de presión negativa y la UCI, junto con los requisitos de configuración y posición de instalación para la caja de distribución de energía principal durante la fase de diseño previo a la construcción, asegurando que la caja de distribución de energía esté debidamente reservada.

2. Coordine con las unidades de ingeniería de corrientes débiles y suministre la cantidad requerida de puntos telefónicos y de red, lo que permite al equipo de sistemas de baja tensión reservar suficientes puertos de conmutación de red y teléfono.

3. Suministre planos de reserva de puesta a tierra equipotencial e incruste el hierro plano de puesta a tierra equipotencial antes de nivelar el suelo.

6. los requisitos básicos del diseño profesional de suministro de agua y drenaje, y soluciones a puntos clave difíciles

(I) Requisitos básicos de diseño:

1. Para facilitar una construcción rápida, los sistemas de suministro de agua potable y drenaje en la sala de presión negativa utilizan tuberías de plástico que cumplen con la "Norma Sanitaria para Agua Potable" GB5749.

2. Se instala suministro de agua caliente en todas las salas de aislamiento de presión negativa y lavabos de UCI de presión negativa para brindar comodidad al personal de salud.

3. El área de limpieza de endoscopios en la UCI de presión negativa está equipada con un sistema dedicado de agua pura.

4. Todas las llaves de agua están equipadas con interruptores sin contacto o no manuales.

(II) Dificultades de diseño y soluciones:

Prioridad 1: Garantizar la calidad del agua de la sala de presión negativa

1. El sistema de suministro de agua incorpora una unidad esterilizadora para garantizar que la calidad del agua cumpla con las especificaciones de la norma GB5749 "Norma Sanitaria para Agua Potable".

2. Se instalan preventores de reflujo en zonas designadas para evitar eficazmente la contaminación.

Punto 2: cómo abordar el drenaje de la sala de presión negativa y de la UCI de presión negativa

1. Se deben instalar filtros de alta eficiencia en las tuberías de ventilación de drenaje de la sala de presión negativa, y los tubos de ventilación verticales deben ubicarse lejos de las entradas de aire y de las zonas de circulación peatonal para proteger el entorno exterior.

2. Las tuberías de drenaje para la sala de presión negativa se dirigen de forma independiente hacia el tanque de desinfección del hospital y la instalación de tratamiento de aguas residuales para una evacuación segura.

3. Para garantizar que el ambiente interior de la sala de presión negativa permanezca libre de contaminación, se omiten los puertos de limpieza, los puertos de mantenimiento y los sumideros de piso en el departamento, y cualquier sumidero de piso necesario debe incluir un 50-70mm de cierre hidráulico debajo de este.

7. los requisitos básicos para el diseño profesional de gases medicinales y soluciones a puntos clave difíciles

(I) Requisitos básicos de diseño

1. Las tuberías de suministro de gas medicinal para la sala de presión negativa y la UCI de presión negativa están construidas de cobre. El cobre proporciona una excelente resistencia a la corrosión, propiedades antibacterianas superiores, fácil construcción y garantía de calidad de soldadura confiable.

2. Cada cama en la sala de aislamiento de presión negativa está equipada con un terminal de oxígeno y un terminal de presión negativa, recomendándose un terminal de aire comprimido como respaldo.

(II) Dificultades clave de diseño y soluciones:Punto clave uno: garantía de seguridad de gases medicinales

1. La sala de la estación de succión de presión negativa no es adecuada para una sala común y se instala de forma independiente, con la sala de estación equipada con un filtro para esterilización.

2. Se instala una válvula antirretorno en la tubería de gas medicinal de la sala de presión negativa para evitar la contaminación.

8. Consideraciones de diseño sobre cómo lograr una instalación rápida y una entrega veloz 

1. Decoración profesional: la sala limpia está diseñada con un tamaño estándar uniforme, con paneles de pared y superficies de cielo raso de la sala limpia fabricados en módulos de tamaño fijo. Las puertas y ventanas de la sala limpia están diseñadas de acuerdo con dimensiones normalizadas para lograr una producción modular y una instalación rápida.

2. Especialidad en HVAC: para la selección de unidades de aire fresco y extracción y las soluciones de sistemas de control automático, los planes técnicos se coordinan con los proveedores de equipos durante el diseño, lo que permite a los fabricantes proporcionar la producción simultánea de productos de apoyo para la entrega más rápida; el sistema de conductos de aire utiliza modelos de conductos de aire estandarizados para lograr un procesamiento mecanizado y una instalación rápida en el sitio; el ramal de tubería de escape se conecta con tuberías redondas de PVC terminadas, lo que ahorra mano de obra.

3. Especialidad eléctrica: todo el cableado aéreo pasa a través de bandejas de cables y el cableado de pared pasa a través de conductos de PVC para permitir un método de instalación rápido.

9. Conclusiones

La sala de presión negativa y la sala de cuidados intensivos (UCI) del Hospital Vulcan Mountain de Wuhan fueron desarrolladas por el equipo técnico trabajando 60 horas consecutivas para completar el proceso desde el diseño esquemático hasta el diseño de los planos de construcción. A través de 150 horas de funcionamiento continuo por parte de los equipos de adquisición, construcción de ingeniería y puesta en marcha, se lograron todas las tareas de adquisición de materiales, construcción y puesta en marcha del sistema, superando con éxito las pruebas de indicadores ambientales interiores por parte del Centro de Control y Prevención de Enfermedades de la Provincia de Hubei antes de ser transferidas sin problemas a los militares para su uso. La entrega de este proyecto hace una contribución importante a la respuesta a la epidemia en Wuhan y ayuda a salvar la vida de los pacientes con neumonía grave por el nuevo coronavirus.