关于土木 > 土木新闻
清华研发医院排风环境影响快速模拟方法助力火神山雷神山医院建设
2020-03-26

2019年末新型冠状病毒引起的肺炎疫情严重,大量病人对现有医疗系统造成了巨大压力。为应对现有医疗救治条件不足的问题,各地开始建设新型冠状病毒肺炎患者的集中治疗医院,例如武汉的火神山和雷神山医院。这些医院为了防止病毒扩散引起感染,在室内暖通设计时采取了负压病房空气系统,利用专门的排风系统向室外排出病房内受污染的空气,以免向医院内其他未污染区域扩散。虽然排风系统针对含病毒空气采取了很好的过滤措施,但是其通过排风口排放仍然存在一定传染风险。清华大学江亿、赵彬教授等在2003年非典后对SARS病毒在空气中的扩散机制进行了深入研究,其成果表明:当含SARS的病毒空气被稀释到10000倍以上时,就不再具有传染性。因此,基于具体医院的实际情况,模拟室外含病毒空气的扩散机制,就可以定量评估临时医院排放出的含病毒空气的污染风险,为排放物的二次污染防控提供更加定量具体的参考和依据。

但是,由于火神山、雷神山医院的设计和建造周期只有6-10天,留给排风的环境影响分析时间一般只有几个小时。因此,对分析方法的准确性和高效性都提出了很高的要求,常规分析方法不能充分满足此类工程的特殊需求。

针对上述难题,在设计单位中信建筑设计研究总院有限公司、中南建筑设计院股份有限公司等单位支持下,清华大学土木系博士生顾栋炼、徐永嘉、郑哲、廖文杰,及北京科技大学许镇副教授(清华2012级博士毕业生)、北京建筑大学解琳琳副教授(清华2016级博士毕业生)、清华大学陆新征教授等,研发了一套医院排风环境影响的快速模拟方法。该方法基于开源流体力学计算软件FDS和华为云计算平台,具有准确、高效,能满足临时医院设计的短时间爆发性计算量需求等特点。采用该方法,自1月24日起,配合火神山、雷神山医院工程进度要求,对医院周边区域室外有害气体浓度和分布进行了分析,论证了医院排风口的合理高度和位置,对新风系统二次污染的风险性做出了评估,为工程设计提供了必要的数据及理论支持。

图1  典型模拟结果:(a)火神山医院,(b)雷神山医院

2.png

(a)

1.png

(b)


参与学生:


3.jpg

清华大学土木系博士生顾栋炼


4.jpg

清华大学土木系博士生徐永嘉

6.jpg

清华大学土木系博士生郑哲

5.jpg

清华大学土木系博士生廖文杰