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有一種愛在風里!達索系統助力雷神山醫院建設

  

自新型冠狀病毒肺炎疫情爆發以來,截至2月17日,全國已有3.2萬余名醫務人員支援湖北,同時間賽跑,與病魔較量。醫者仁心,詮釋了“懸壺濟世,丹心厚載”這份人間大愛。

 

但,令人黯然的是,截止2月17日中國疾病預防控制中心發布的研究結果顯示,共有3019名醫護人員感染了新型冠狀病毒。究竟如何為奮戰在疫情前線的這些醫務人員們做好防護?

 

雷霆萬鈞,神勇戰疫

 

武漢雷神山醫院,是繼武漢火神山醫院后,又一座針對新型冠狀病毒肺炎疫情所建立的傳染病醫院。作為一家傳染病醫院,雷神山醫院雖然遠離武漢市中心,但周圍也分布著社區、單位,甚至緊鄰湖泊。醫院外部,會不會對周圍的社區群眾造成影響?會不會對周邊環境造成長久破壞?醫院內部,又要如何避免被疫情感染者污染的空氣所造成的交叉感染?

 

作為雷神山醫院的設計方,中南建筑設計院股份有限公司一直把避免相關環境污染作為重點設計考量,尤其是對于院內如何避免因空氣流動而造成交叉感染,最大限度地保障醫護人員的工作環境安全,把院內交叉感染降到最低,更是設計考量中的重點。

 

 

為此,在暖通送風排風系統設計時,達索系統聯合中南建筑設計院工程數字技術中心和上海江達科技發展有限公司業務骨干組成虛擬團隊,在上海超級計算中心(Shanghai Supercomputer Center)及其合作伙伴UbercomputingTech公司的支持下,緊密合作,建立BIM模型,運用達索系統領先的XFLOW軟件模擬雷神山醫院病房內空氣流動和污染物瞬態分布,并基于XFLOW工具計算病人和醫護人員位置污染物濃度與暖通布局的關系,對病房內污染物濃度控制以及后期類似醫院建設提出了寶貴的建議。

 

 

 XFLOW 暖通布局研究 

01

 

 

中南建筑設計院股份有限公司與達索系統雙方結合現場實施特點,討論制定四種常規暖通安裝方案進行瞬態XFLOW仿真計算。其中方案A為側邊送風同側排風、方案B為側邊頂部送風對側排風、方案C為居中送風兩側排風,方案D為居中送風頂部排風。

 

 

 

 

分別在病人(H=0.75m)和醫生呼吸位置(H=1.5m)建立監測點,統計污染物濃度瞬態變化規律。不同暖通布局對病人和醫生位置污染物濃度某瞬態時刻結果如下圖所示,結果顯示當前暖通設計中方案A對污染物濃度控制最好,方案B、C、D對污染物濃度控制較差。

 

 

 機理分析 

02

 

分析上述不同布局方式發現方案A在病房內部形成“U”型通風環境,如下圖所示氣流流出送風管,碰到對側墻壁后改變方向,最后流經兩位病人后到達排風口。

 

 

 

方案A布局下“U”型通風環境能夠有效將病人呼出污染物送至排風口,XFLOW仿真計算的瞬態動畫顯示了污染物在房間內擴散過程。

 

 

 

 結論 

03

 

基于XFLOW計算病房內部瞬態通風環境,展示病毒污染物在不同暖通送排風布局下濃度分布差異。當前計算結果對比顯示方案A布局可以在病房內形成“U”型通風環境,污染物濃度控制效果最好。結合本次仿真結果,我們后續會給現場醫護人員提出一些站位、操作等方面的建議意見,最大限度地減少醫護人員交叉感染。

 

 

 

延展閱讀:XFLOW有啥神通 

04

 

XFlOW基于粒子的格子玻爾茲曼技術,用于高保真計算流體動力學(CFD)應用。XFLOW的先進的技術使用戶能夠解決復雜的CFD工作流程,例如智慧城市風場,商務樓宇暖通溫控系統仿真等(動畫)。本次選用XFLOW進行病房污染物分布研究正是用到了XFLOW看家本領之一。

 

 
 
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