摘要：以计算流体力学（CFD）软件PHOENICS为平台，本文首先模拟分析了国外负压床的工作原理，计算结果表明，国外负压床可以将病人呼出的病毒很好的控制在床体范围之内，而不会进一步扩散，从而有效保证医护人员安全。在此基础之上，根据国内实际情况提出改进方案

：采取病床下方左右两侧下排风方式，以达到防治病毒向外扩散的目的；辅以病人头顶上方排风的方式，即采用直排式将病人呼出的病毒以最快的方式排走。此方案排风口和排风道位置固定不动，病床则相对有较大的活动性。然后应用CFD数值模拟方法，对这一改进方案进行模拟分析，通过调整病人头部上方与病床两侧排风量比例，比较各改进方案的通风效果，确定效果最佳的通风设计方案。

关键字：负压床；k-ε两方程模型；CFD

1引言

SARS高峰期间，全国各大医院皆不同程度的出现SARS病人在院期间将病毒传染给医护人员的事件。在国外为防止传染病病人对医护人员产生危害，所采取的措施为在传染病房采用负压床通风方式，并达到很好的效果。但鉴于国外负压床价格昂贵，并且要求床体本身固定不动，是随房间本身于一体的结构。而国内医院病房内要求病床可以进出房间，尤其是在SARS的高峰时期，这种需要病床相对移动的要求也就更加频繁，因而国外的负压床的应用有很大局限性。本文根据国内现阶段实际情况的需要，采用CFD数值模拟方法，对传染病房通风的设计方案进行了模拟研究。

经过数值模拟分析表明，本论文提出的传染病房通风设计方案，可达到良好的防止病毒扩散的效果，可以达到保证医护人员安全的目的。并且此改进方案具有简单，灵活，机动等优点，具有良好的应用前景。该改进方案已经在北京市人民医院新建的发烧门诊投入使用，并通过相关部门检验合格。

2分析方法简介

通过分析和研究已确定了空气环境中作为SARS病毒载体的微小颗粒的数学描述模型为采用Euler方法的浓度场连续模型；并采用“浓度当量”的概念将一个SARS患者处于正常呼吸时的呼气量作为SARS含量的计量基准，即 5 L 浓度当量/min，以此得到空气中SARS的“基准浓度”。由[1]的分析结果，拟订空气中SARS病毒颗粒的安全浓度阈值为80 ppm。

3国外负压床模型的建立及实验验证

3.1模拟分析条件及模型建立：

模型空间为： 3m × 3m × 2.8m

房间顶部散流器送风，送风量为：保证换气次数为12次

病人平躺时呼吸方向为斜向上，呼吸量为： 0.3m³ /s

负压床四周为排风口，具体建模如图1(a)所示

3.2计算结果及分析

图2 房间沿病人口部位置纵剖面浓度场等值线图 （a）垂直X轴方向纵剖面

图2 房间沿病人口部位置纵剖面浓度场等值线图 （b）垂直Z轴方向纵剖面

图3 （b）剖面对应病人头部区域流场分布图