醫(yī)療建筑空調(diào)系統(tǒng)設計思路探討

柯紅

摘 要： 以汕頭某綜合醫(yī)院為例，介紹空調(diào)系統(tǒng)劃分、設備選型、氣流組織、節(jié)能控制等設計探討

關(guān)鍵詞：潔凈區(qū)域；空調(diào)系統(tǒng)；循環(huán)機組；新風；排風

1 引言

醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)常常被人們視為衡量一個國家生活水平和社會發(fā)展的重要指標。醫(yī)療建筑是所有民用建筑中最為復雜和特殊的建筑類型之一。醫(yī)療建筑的空調(diào)設計不同于其它公共建筑，不僅要提供舒適的環(huán)境，而且滿足病人及醫(yī)護人員的安全、適宜的就醫(yī)和工作環(huán)境，因此空調(diào)系統(tǒng)設計尤為重要。此外，醫(yī)療建筑的能耗強度大，空調(diào)系統(tǒng)在建筑能耗所占比例較高，所以在保證醫(yī)療建筑功能性的前提下，需提高其節(jié)能效果?，F(xiàn)結(jié)合汕頭市某醫(yī)院空調(diào)通風系統(tǒng)及及凈化空調(diào)系統(tǒng)的設計談幾點體會

2 工程概況

工程位于汕頭市，為綜合門診醫(yī)技樓，建筑面積達55600m2，建筑高度33.7m，地下2層，地上6層。功能包括門診區(qū)、急診區(qū)、藥房、醫(yī)技區(qū)、檢驗區(qū)、重癥監(jiān)護區(qū)（ICU）、中心供應、靜脈配置、中央手術(shù)區(qū)等?？紤]到汕頭地處夏熱冬暖地區(qū)，大樓設中央空調(diào)系統(tǒng)，滿足夏季供冷，不考慮冬季供暖（除潔凈區(qū)域）

3 系統(tǒng)設計分析

3.1 醫(yī)院空調(diào)的功能和特點

醫(yī)院空調(diào)的功能絕不僅在于提高環(huán)境的舒適性，多數(shù)情況下，適宜的空調(diào)環(huán)境是治療與康復的一個重要因素，在某些情況下，甚至是主要的治療方法。大量的醫(yī)學臨床研究表明，病人在適宜額空調(diào)環(huán)境中，通常比在非控制環(huán)境中體質(zhì)恢復更快。醫(yī)院的空調(diào)是預防和治療疾病的手段之一，同時也可以看出，醫(yī)院對空調(diào)環(huán)境要求的多樣性和復雜性。

3.2 空調(diào)負荷概況

醫(yī)院的特點是既有工作日需要維持的環(huán)境參數(shù)場所，又要定時使用場所，還有應急使用的場所。使用條件各異，其負荷的日波動、年波動大。醫(yī)院各部門因功能不同冷熱負荷耗量差別很大。

3.3 設計參數(shù)

4 空調(diào)冷熱源設計

工程在地下2層設制冷站，冷源采用離心式冷水機組和螺桿式冷水機組。大溫差空調(diào)供回水溫度為6/12°C，水系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)。在地下1層設鍋爐房和換熱站，熱源為燃氣鍋爐，供回水溫度為95/70°C，經(jīng)換熱站后，供空調(diào)系統(tǒng)使用。鍋爐房內(nèi)設蒸汽鍋爐，滿足醫(yī)院潔凈空調(diào)加濕及醫(yī)療蒸汽使用。為保證潔凈區(qū)域空調(diào)的可靠性，在屋面增加一套獨立冷熱源，冷熱源采用風冷熱泵機組。冷水供回水溫度為7/12°C，熱水供回水溫度45/40°C，空調(diào)水系統(tǒng)為四管制，加濕采用二次干蒸汽

5 空調(diào)通風系統(tǒng)

5.1 空氣處理及末端設備

（1） 門診區(qū)、急診區(qū)、藥房等區(qū)域采用風機盤管加新風系統(tǒng)，新風機組集中放置于6層空調(diào)機房。（2）醫(yī)療街等大空間采用全空氣系統(tǒng)，氣流組織為上送上回。（3）放射科、檢驗科等采用全新風直流空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)機組集中放置。

5.2 排風系統(tǒng)

醫(yī)院各部門功能不同，排風系統(tǒng)按區(qū)域設置，排風量按新風量及房間正負壓要求確定；排風機設置與7層屋面，高空排放。

壓力要求：機械送、排風系統(tǒng)應使院區(qū)壓力從清潔區(qū)→半污染區(qū)→污染區(qū)依次降低，清潔區(qū)為正壓區(qū)，污染區(qū)為負壓區(qū)。 清潔區(qū)送風量大于排風量，污染區(qū)排風量大于送風量。

6 潔凈空調(diào)系統(tǒng)

潔凈空調(diào)設計應符合GB50333-2013《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》及GB50139-2014《綜合醫(yī)院建筑設計規(guī)范》要求

6.1 潔凈區(qū)域空調(diào)分區(qū)原則

潔凈區(qū)域有不同等級分區(qū)，氣流只能從高等級的空間向低等級的空間、從無菌區(qū)向非無菌區(qū)定向流動，也就是要求潔凈區(qū)始終維持有序的壓力分布，避免交叉感染或污染室內(nèi)空氣

6.2 潔凈區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)設置

潔凈區(qū)域空調(diào)有空氣凈化要求，潔凈室采用全空氣系統(tǒng)，空氣處理機組根據(jù)房間內(nèi)的溫濕度信號調(diào)節(jié)送風狀態(tài)，可以通過空氣處理機組內(nèi)的不同配置實現(xiàn)不同狀態(tài)下的溫濕度控制。其輔助用房及辦公室采用帶中高效過濾器的凈化風機盤管加新風的系統(tǒng)。

6.3 潔凈空調(diào)系統(tǒng)設計

潔凈室空調(diào)系統(tǒng)采用一次回風全空氣系統(tǒng)，集中設置新風處理機組處理室外新風，新風處理到室內(nèi)狀態(tài)點焓值，處理好的新風與循環(huán)空調(diào)處理機組的回風混合后、再進行過濾、加溫（降溫）、加濕（除濕）處理，達到恒溫恒濕的標準，這樣可滿足室內(nèi)溫濕度控制要求，控制精度高，運行穩(wěn)定。

潔凈區(qū)域各房間有不同的潔凈要求，必須維持一定的壓力梯度，新風機組不僅承擔新風量的需求還承擔維持潔凈區(qū)域的正壓風量。當潔凈區(qū)域處于工作模式，新風量至高檔，運行此區(qū)域的循環(huán)空調(diào)機組及相應的排風機；當潔凈區(qū)域處于非工作模式，新風自動調(diào)至抵擋，維持所需正壓，同時關(guān)閉排風機。對于正、負壓手術(shù)室的壓力控制，采用2臺排風機，根據(jù)工作狀態(tài)正負壓要求啟動不同的排風機，正壓運行時，啟動風量小的排風機，負壓運行時，啟動風量大的風機。

6.4 潔凈區(qū)氣流組織

由于設備層設置與潔凈區(qū)上層，送風管道從頂板開洞接入潔凈區(qū)送風裝置，潔凈區(qū)域的氣流組織在于迅速有效的排出塵菌污染，送風口設在頂部，通過高效過濾器的潔凈氣流自上而下流動，回風管道至潔凈區(qū)下部回風口是比較有利的氣流組織形式，潔凈區(qū)上部設置排風口，排風量較小，再適當控制風速，消除干擾。對于潔凈走廊及輔助用房等潔凈等級偏低的區(qū)域采用上送上回的氣流組織，可以節(jié)省空間高度簡化管線。

7 設計思考

7.1 由于醫(yī)院各部門的使用時間、溫濕度、潔凈度、特殊性各不同。因此空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)要細化，同時考慮區(qū)域之間的獨立與調(diào)節(jié)的能力

在負荷分析的基礎(chǔ)上，選擇大小不同的制冷機搭配使用，其中一臺制冷量小的機組滿足潔凈區(qū)域設計負荷的80%，，在過渡季節(jié)制冷量小的機組可以發(fā)揮其有效作用。由于醫(yī)院的特殊性，需設置一套獨立冷源服務于潔凈區(qū)域，保證潔凈區(qū)域運行的可靠性及靈活性，在過渡季節(jié)其優(yōu)勢突顯。項目地處夏熱冬暖地區(qū)空調(diào)水系統(tǒng)采用兩管制為主，對于潔凈等級要求較高的區(qū)域，局部采用四管制空調(diào)水系統(tǒng)。系統(tǒng)簡單，投資少。

7.2 醫(yī)院自身免疫力弱，同時又是醫(yī)患聚集之處，控制空氣的流向避免交叉感染是醫(yī)院空調(diào)的職責

選擇合理的新、排風口位置尤為重要，新風口位置應設置在室外清潔區(qū)域，同時遠離散發(fā)異味、污染、粉塵的房間。項目排風集中高空排放，避免新、排風短路，局部區(qū)域高污染排風結(jié)合主導風向、鄰近建筑、風速等因素設計。

潔凈區(qū)域主要通過空氣循環(huán)來過濾空氣中的塵埃、細菌等，實現(xiàn)對空氣中非生物粒子和生物粒子的控制，空氣過濾是最有效、安全、經(jīng)濟的除菌方法，是保證潔凈度的重要環(huán)節(jié)，合理的配置過濾系統(tǒng)，不但可以提高綜合過濾效率，而且可以大大延長過濾器的使用壽命，從而降低運行成本。項目對潔凈區(qū)循環(huán)系統(tǒng)設四級過濾，即回風口的粗效過濾，循環(huán)機組的粗效、中效過濾及送風口的高效過濾。新風集經(jīng)粗效過濾、中效過濾、亞高效過濾集中處理送至各循環(huán)機組。

7.3 潔凈空調(diào)具有初投資大、后期運行費用偏高的特點，醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)能耗遠大于普通中央空調(diào)破，在滿足功能要求的前提下，應充分考慮綠色節(jié)能的技術(shù)措施

（1）初期選擇節(jié)能合理的空調(diào)方案，細化分區(qū)，不同區(qū)域獨立控制。（2）保證潔凈的基礎(chǔ)上，采用較低的換氣次數(shù)，選定合適的新風比，在滿足衛(wèi)生和正壓要求的條件下，盡可能減少排風量，合理利用室外新風；利用熱交換的原理，回收排風能量，預處理新風。（3）提高冷水機組的COP，采用高效率的風機、水泵、機組等節(jié)能型產(chǎn)品。（4）空調(diào)水系統(tǒng)采用一級泵大溫差運行，減少輸配能耗比。（5）潔凈區(qū)域的新風機組和循環(huán)機組采用變頻技術(shù)，自動恒定風量，使房間溫濕度、潔凈度得到保證。（6）送風采用三級消聲裝置，回風采用兩級消聲裝置，保證房間噪音達到相關(guān)規(guī)范要求。

7.4 空氣調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)通過智能化控制使整個潔凈系統(tǒng)穩(wěn)定而正常工作

（1）潔凈區(qū)域的每臺凈化循環(huán)空調(diào)機組獨立控制柜，凈化型新風機組、排風機組由對應凈化循環(huán)空調(diào)機組控制。（2）凈化空調(diào)機組自控采用自動控制系統(tǒng)，自控系統(tǒng)信號直接傳送到手術(shù)室、護士站等位置顯示室內(nèi)空調(diào)狀況和機組的運行狀況，工作人員可以遠程控制空調(diào)機組。（3）凈化空調(diào)機組按照濕度優(yōu)先模式，即優(yōu)先滿足房間濕度，當房間濕度到達設定值時，再根據(jù)濕度調(diào)節(jié)溫度至設定的范圍。（4）新風機組與循環(huán)機組實行連鎖控制，即同一新風系統(tǒng)內(nèi)，只要有一臺循環(huán)機組開啟，則新風機組必須開啟，只有當循環(huán)機組全部關(guān)閉后，對應的新風機組才能關(guān)閉。（5）排風機與循環(huán)機組實現(xiàn)連鎖控制，即循環(huán)機組開啟，所對應的手術(shù)室的排風機亦開啟，當循環(huán)機組關(guān)閉后，所對應的排風機也相應的關(guān)閉。

8 結(jié)束語

作為暖通空調(diào)設計人員，在參與項目前必須對醫(yī)院的建筑構(gòu)造、功能、運營、運作方式等方面有一個系統(tǒng)的認識與了解，分析數(shù)據(jù)，在滿足規(guī)范的前提下，提高舒適度同時最大化地實現(xiàn)節(jié)能

參考文獻：

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[3] 許鐘麟.空氣潔凈技術(shù)原理，同濟大學出版社.