武汉雷神山医院，是继武汉火神山医院后，又一座针对新型冠状病毒肺炎疫情所建立的传染病医院。作为一家传染病医院，雷神山医院虽然远离武汉市中心，但周围也分布着社区、单位，甚至紧邻湖泊。医院外部，会不会对周围的社区群众造成影响？会不会对周边环境造成长久破坏？医院内部，又要如何避免被疫情感染者污染的空气所造成的交叉感染？
作为雷神山医院的设计方，中南建筑设计院股份有限公司一直把避免相关环境污染作为重点设计考量，尤其是对于院内如何避免因空气流动而造成交叉感染，最大限度地保障医护人员的工作环境安全，把院内交叉感染降到最低，更是设计考量中的重点。
雷神山病房单元功能图
为此，在暖通送风排风系统设计时，通过建立BIM模型，运用领先的流体仿真软件模拟雷神山医院病房内空气流动和污染物瞬态分布，并基于流体仿真工具计算病人和医护人员位置污染物浓度与暖通布局的关系，对病房内污染物浓度控制以及后期类似医院建设提出了宝贵的建议。
中南建筑设计院股份有限公司结合现场实施特点，讨论制定四种常规暖通安装方案进行瞬态流体仿真计算。其中方案A为侧边送风同侧排风、方案B为侧边顶部送风对侧排风、方案C为居中送风两侧排风，方案D为居中送风顶部排风。
雷神山病房暖通送排风布局
分别在病人(H=0.75m)和医生呼吸位置(H=1.5m)建立监测点，统计污染物浓度瞬态变化规律。不同暖通布局对病人和医生位置污染物浓度某瞬态时刻结果如下图所示，结果显示当前暖通设计中方案A对污染物浓度控制最好，方案B、C、D对污染物浓度控制较差。
某时刻室内污染物浓度分布图
分析上述不同布局方式发现方案A在病房内部形成“U”型通风环境，如下图所示气流流出送风管，碰到对侧墙壁后改变方向，最后流经两位病人后到达排风口。
“U”型通风环境示意图（方案A
室内环境流动轨迹动画如下图所示
“U”型通风环境动画（方案A）
方案A布局下“U”型通风环境能够有效将病人呼出污染物送至排风口，流体仿真计算的瞬态动画显示了污染物在房间内扩散过程。
污染物扩散动画（方案A）
基于流体仿真计算病房内部瞬态通风环境，展示病毒污染物在不同暖通送排风布局下浓度分布差异。当前计算结果对比显示方案A布局可以在病房内形成“U”型通风环境，污染物浓度控制效果最好。结合本次仿真结果，后续会给现场医护人员提出一些站位、操作等方面的建议意见，最大限度地减少医护人员交叉感染。
