综合医院新风需求与保障技术研究

发布时间：2019-02-13 14:03

【摘要】：医院建筑是提供医疗服务的场所,构建良好的室内空气环境,有利于提高医护人员工作效率和患者就医满意度。合理设计及运营医院新风保障系统,创造良好的医院环境并节约能源,是摆在本学科面前的课题。新风量等于人均新风量指标与人流量乘积是医院新风需求的基本关系。本文通过大量的调查分析发现按此关系确定医院新风需求的基石为诊床比,然而不同床位数医院的诊床比差异很大,相同床位数医院的诊床比仍存在显著差别,表明了除床位数外还有其他影响诊床比的重要因素。通过对大数据方法现状的分析,获得了对医院大数据分析方法的哲学理解,依据医院大数据中不同维度数据对研究对象的直观关联程度提出了医院大数据具有显性和隐性属性,具有边界性和开放性的特征。建立了基于大数据方法的影响因素挖掘流程,形成了“先挖掘分析因素,再于其中挖掘影响因素”的两级大数据挖掘方法。挖掘得到诊床比影响因素为特色专科、地理位置、预约挂号、医院等级、医保定点、行政属别、医疗水平、服务质量、医疗价格、室外日平均温度和室外空气质量指数AQI等。形成了诊床比的影响因素关联图,建立了设计计算模型,将床位数这一设计参数与门诊量这一运营参数关联起来。进而提出了用最大日门诊量、日均门诊量、日门诊量不均匀系数和百分位数表征门诊量的数字特征,用月分布指数、周分布指数和小时分布指数表征门诊量的分布特征,得到了最大门诊量与日均门诊量之比约为1.6;在60%~75%的门诊时间中,日门诊率为50%~75%。月分布指数序列逐年变化不大,相对稳定;周分布指数序列在全年中逐月变化不大,较为稳定;小时分布指数序列存在夏秋季节和冬春季节两种变化特征。依据该特征建立了门诊量逐时时间序列计算模型,并建立了基于室外空气质量指数(AQI)和日平均温度的小波分解的神经网络逐时门诊量预测模型。本文发现人流量与门诊量不是固定倍数关系,而是动态变化关系,人流量时空变化的影响因素为医疗流程、空间布局和管理制度。提出了采用医疗流程图与建筑空间布局的拓扑图综合图解分析医疗流程与空间布局的协调性对人流量的影响。建立了门诊公共区域、诊室和住院部病房的人流量模型,揭示了门诊公共空间人流量时间分布的影响因素为逐时门诊量、陪护率、医疗流程、空间布局和管理制度;诊室人流量时间分布的影响因素为诊室医生助理配置情况、陪护率、管理制度及执行情况;病房人流量时间分布的影响因素包括床位数、床位使用率、探视率、陪护率、护理查房制度、探视陪护制度及执行情况。证实了门诊公共空间的人流量在一天中呈双峰特性变化规律,上午峰值是下午峰值的1.6~2.8倍;在严格执行管理制度前提下,诊室内部人员稳定不变;病房在非探视时段内人员稳定,医生护士查房时存在短时的人员增多情况,在探视时段内,病房内部人员变化较大。不同空间的人流量高峰和低谷的迁移特性,依照医疗流程,后一环节比前一环节落后一个时间相位。这些是新风系统设计与调控的基础。通过实地调研数据建立了新风需求的拟合公式20.175 2.311 2.917 72.221co people VM??x?x?x?(R2=0.994)。依据各空间人流量的特性建立了常态及非常态人流量模型下的新风需求模型,并提出常态下新风需求的影响因素主要为卫生指标控制范围和特征时间,非常态下新风需求的影响因素为人流量突变冲击强度、抗突变冲击能力和超限时间,并形成了基于抗突变冲击能力及超限时间的新风调控判据。并对门诊公共空间、诊室和住院部病房逐个进行了新风需求分析,形成了周期浓度变化曲线的分析方法,并用该方法分析了门诊公共空间新风需求,在保证室内空气品质相当的前提下,按照该方法可比按照规定人均新风量指标与逐时人数乘积得到的设计新风量减少约5%~10%,系统运行风量可减少约5%;对于诊室形成了采用通断调节或高低档位调节的新风调节模型;对于病房的新风工程设计,应考虑临床查房、教学查房和亲属探视对病房内部空气质量的影响,可不考虑行政查房、护士治疗和值班查房对病房内部空气质量影响。建议按常态设计新风量,对非常态冲击应确定合理的承受能力。根据新风需求动态变化的不确定性特征,提出了新风保障系统可靠性的两大关键问题:一个是新风保障设施的类型与规模;另一个是新风保障设施的运行调控。新风保障系统两种基本形式:分散式与集中式,两者又有各自两种不同的形式,结合某医院外科大楼案例分析,得出分散式比集中式系统简单,调控性好,装机容量低等结论。提出了建筑平面布局及外立面的设计应为分散式新风系统创造良好条件。总结了分散式与集中式对医院门诊楼和住院楼几种典型平面布局形式的适应性,板式单廊式和枝形廊式为采用分散式系统提供了良好的基础。在不能采用分散式系统时,可采用动力集中式或动力分布式新风系统。建立了以动态阀权度进行动力集中式阀门调节新风系统设计的方法;对动力分布式系统,形成了用支路起点静压曲线作为支路风机选择的图解分析方法,并建立了系统设计方法。提出了设计和运行管理阶段的新风系统使用说明,形成了在门诊挂号大厅、候诊区、取药处等公共区域采用基于大数据的预设运行函数的智能运行控制方法,诊室和病房采用高低档位调节控制与手动有限调节权的人机联保的运行控制方法。最后用一工程案例验证了本文的研究成果。
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【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU83

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