醫(yī)院空調(diào)和凈化空調(diào)系統(tǒng)分析及施工要點(diǎn)

喬立強(qiáng)（上海建科工程咨詢有限公司，上海 200032）

0 引 言

綜合型醫(yī)院建筑具有極強(qiáng)的功能分區(qū)性和專業(yè)性，旨在滿足醫(yī)療工藝的合理性以保障各部分在管理體系下正常運(yùn)行。其建筑特點(diǎn)如下：內(nèi)部布局非常復(fù)雜，常形成大面積建筑內(nèi)區(qū)，多數(shù)房間無法實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)；有嚴(yán)格的空間秩序和功能要求，空間連通性強(qiáng)，房間數(shù)量龐大且多為小房間；醫(yī)療器材設(shè)備、醫(yī)療服務(wù)支持系統(tǒng)、建筑機(jī)電系統(tǒng)龐雜分散，安裝空間局促，并且連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，一天 24 h 就診不能間斷[1]。

醫(yī)院建筑的以上特點(diǎn)決定了其供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)（Heating Ventilation and Air Conditioning ，HVAC）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同于其他公共建筑，否則無法實(shí)現(xiàn)控制污染、保障醫(yī)療、熱環(huán)境舒適的目標(biāo)。

在醫(yī)院建筑中，有潔凈要求的場所較多，主要包括：潔凈手術(shù)部、重癥加強(qiáng)護(hù)理病房（Intensive Care Unit，ICU）、血液病房、供應(yīng)室、配置中心、數(shù)字減影血管造影（Digital Subtraction Angiography，DSA）機(jī)房、生物及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室等。醫(yī)院內(nèi)除了潔凈空調(diào)用房以外，部分功能用房因其功能不同，所需空調(diào)方式也各不相同。具體表現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

（1）出于對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及信息的需要，院內(nèi)設(shè)置電信機(jī)房和電腦機(jī)房。由于機(jī)房內(nèi)設(shè)備散熱較大，人員較少，長年需要供冷，因而應(yīng)采用大風(fēng)量、小溫差的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)。

（2）磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）和發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層掃描（Emission Computed Tomography，ECT）的機(jī)房，必須滿足散熱大、溫濕度調(diào)控精準(zhǔn)且具備電磁屏蔽功能的要求。

（3）X 光、CT、B 超等放射科室和超聲波科室用房，采用變制冷劑流量多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)。

（4）急診部的工作時(shí)間須延續(xù)到晚間，每天 22∶00 以后仍需要運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)，必須滿足其獨(dú)特時(shí)段的需求[2-3]。

本文借助上海復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院醫(yī)學(xué)中心的工程實(shí)例，對(duì)該醫(yī)院住院部的潔凈手術(shù)室及內(nèi)外走廊的凈化空調(diào)、空氣過濾與循環(huán)空調(diào)機(jī)組等設(shè)備的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析和論述，并且對(duì)其施工要點(diǎn)作了簡要說明，有望為醫(yī)院凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工提供參考。

1 項(xiàng)目概況

醫(yī)院住院部共 11 層，1 層為門診大廳，2～4 層為手術(shù)室及靜配中心，包含凈化空調(diào)機(jī)組設(shè)備間，5～11 層為病房。其中的凈化工程包括：地下 1 層 DSA 手術(shù)室，其中 III級(jí)手術(shù)室 2 間，IV 級(jí)潔凈走廊及輔房；住院部 1 層中心供應(yīng) III 級(jí)無菌區(qū)及打包滅菌區(qū)；手術(shù)部，其中 I 級(jí)手術(shù)室 6間，III 級(jí)手術(shù)室 17 間，IV 級(jí)潔凈內(nèi)走廊、外走廊及輔房；3 層 IV 級(jí) ICU 及輔房；4 層靜配中心，其中 II 級(jí)配置間 3間，III 級(jí)更衣及污洗間。

2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1.1 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)[4]

（1）門診候診大廳、候診室等大空間采用單風(fēng)管定風(fēng)量一次回風(fēng)式全空氣低速空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)有初、中效過濾等功能（設(shè)有變頻控制），氣流組織為上送下回，回風(fēng)口設(shè)置在空氣相對(duì)較臟區(qū)域，以形成清潔空氣從清潔區(qū)域流向污染區(qū)域的狀態(tài)。

（2）診室、辦公室等小房間采用風(fēng)機(jī)盤管＋獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)提供經(jīng)過預(yù)處理的新風(fēng)，診室新風(fēng)機(jī)組采用帶回風(fēng)的空調(diào)機(jī)組，以提高各診室的室內(nèi)換氣次數(shù)。

（3）病房采用風(fēng)機(jī)盤管＋獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)系統(tǒng)采用熱泵式預(yù)冷型溶液調(diào)濕機(jī)組，新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)提供經(jīng)過預(yù)處理的新風(fēng)。

（4）藥房采用多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，以滿足藥庫全年的低溫要求。

（5）地下室所有變配電機(jī)房均設(shè)有單冷空調(diào)系統(tǒng)，以保證機(jī)房內(nèi)保持適宜的溫度；電信機(jī)房、無線覆蓋機(jī)房、有線機(jī)房均采用多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。

2.1.2 空調(diào)水系統(tǒng)

病房樓采用二管制水系統(tǒng)，冬夏季通過閥門進(jìn)行冷熱切換，冷卻水為獨(dú)立水系統(tǒng)。隨著各空調(diào)房間負(fù)荷的變化，對(duì)空調(diào)水泵進(jìn)行臺(tái)數(shù)控制和變頻調(diào)節(jié)?？照{(diào)冷熱水系統(tǒng)均采用定壓膨脹罐作為定壓裝置，罐體為常壓，膨脹管各接至空調(diào)冷、熱水的回水總集管處。

2.1.3 空調(diào)冷熱源設(shè)備

（1）病房樓采用水冷式冷水機(jī)組作為空調(diào)冷源，采用2 臺(tái)螺桿式機(jī)組。冷卻水供回水溫度分別為 14℃ 和 19℃。大型醫(yī)療機(jī)房采用變制冷劑流量多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)＋溶液調(diào)液新風(fēng)系統(tǒng)，2 套機(jī)組分別連接不同的室外機(jī)，可互為備用。

（2）在病房樓屋面預(yù)留兩臺(tái)四管制風(fēng)冷熱泵機(jī)組，作為手術(shù)室潔凈空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源備用，以提高手術(shù)室空調(diào)設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

（3）采用 3 臺(tái)熱水鍋爐作為空調(diào)、生活熱水用熱源。采用 1 套內(nèi)燃機(jī)熱電二聯(lián)供系統(tǒng)，提供 70℃～90℃ 熱水用于生活熱水，并且確保在發(fā)電的同時(shí)還可提供生活熱水。

2.2 凈化空調(diào)系統(tǒng)

本項(xiàng)目的凈化空調(diào)系統(tǒng)用于 DSA 手術(shù)室、中心供應(yīng)、手術(shù)部、靜配中心等區(qū)域。凈化空調(diào)機(jī)組包括循環(huán)機(jī)組和新風(fēng)機(jī)組，手術(shù)室新風(fēng)采用初效、中效、亞高效過濾器三級(jí)過濾，新風(fēng)入口設(shè)置新風(fēng)采集箱。根據(jù)國標(biāo)圖集 07K505《潔凈手術(shù)部和醫(yī)用氣體設(shè)計(jì)與安裝》的設(shè)計(jì)方法，凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)如表 1 所示。

表1 潔凈手術(shù)部用房主要技術(shù)指標(biāo)

手術(shù)室空氣處理過程一般有三種方案：獨(dú)立新風(fēng)＋一次回風(fēng)（新風(fēng)只過濾不處理）、新風(fēng)集中處理＋一次回風(fēng)、新風(fēng)集中處理＋二次回風(fēng)。本工程采用第二種方案，即新風(fēng)集中處理，一次回風(fēng)混合送入循環(huán)空調(diào)機(jī)組進(jìn)行再處理。

2.2.1 手術(shù)室的凈化空調(diào)系統(tǒng)配置

若是 I 級(jí)手術(shù)室，則每間手術(shù)室單獨(dú)配備空調(diào)機(jī)組；若是 III 級(jí)手術(shù)室，則 2～3 間手術(shù)室共用 1 套空調(diào)機(jī)組，由天花板送風(fēng)裝置送風(fēng)，采用“上頂送、下側(cè)回”方案。

參照 GB 50333—2013《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》對(duì) III 級(jí)手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)各參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體如下：III級(jí)手術(shù)室最小新風(fēng)量取每間 800 m3/h，排風(fēng)量 300 m3/h；手術(shù)室面積 32 m2，凈高 3 m，換氣次數(shù) 22 次/h，送風(fēng)量取 2 000 m3/h，送風(fēng)口面積不小于 3.64 m2。因此，3 間手術(shù)室合用 1 臺(tái)空調(diào)機(jī)組，總送風(fēng)量為 6 000 m3/h，由電動(dòng)雙位定風(fēng)量閥控制新風(fēng)量，高位時(shí)為 2 400 m3/h，過渡季節(jié)可切換為 1 200 m3/h。

2.2.2 潔凈內(nèi)外走廊及輔房的凈化空調(diào)系統(tǒng)配置

潔凈內(nèi)走廊及輔房配置 1 臺(tái)凈化空調(diào)機(jī)組，采用高效送風(fēng)口送風(fēng)；輔房包括無菌庫房、器械庫房、1 次性庫房、麻醉誘導(dǎo)室，采用“頂送側(cè)回”方案；緩沖區(qū)、護(hù)士站、換床房等采用“上頂送、上頂回”方案。潔凈外走廊及輔房配置 1 臺(tái)凈化空調(diào)機(jī)組，選擇亞高效送風(fēng)口送風(fēng)，外走廊采用“上頂送、上頂回”方案；輔房包括標(biāo)本間、污洗間、腔鏡清洗間、器械清洗間，不設(shè)回風(fēng)，只設(shè)排風(fēng)。

2.2.3 ICU 區(qū)及輔房的凈化空調(diào)系統(tǒng)配置

ICU 區(qū)及輔房配置 1 臺(tái)凈化空調(diào)機(jī)組自吸新風(fēng)，設(shè)置雙位定風(fēng)量閥保證新風(fēng)供給，選擇高效送風(fēng)口送風(fēng)的“上頂送、下側(cè)回”方案；潔凈輔房采用“上頂送、上頂回”方案。ICU 病房采用單風(fēng)管定風(fēng)量一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)箱設(shè)有初、中效過濾等功能（設(shè)有變頻控制）。

2.2.4 中心供應(yīng)、無菌區(qū)及輔房的凈化空調(diào)系統(tǒng)配置

中心供應(yīng)、無菌區(qū)及輔房配置 1 臺(tái)凈化空調(diào)機(jī)組，機(jī)組采用自吸新風(fēng)，設(shè)置雙位定風(fēng)量閥，采用高效送風(fēng)口送風(fēng)；無菌區(qū)采用“上頂送、下側(cè)回”方案，潔凈輔房如潔凈物品接收、緩沖 2 區(qū)，采用“上頂送、上頂回”方案；檢查包裝滅菌室、低溫滅菌室、緩沖 1 區(qū)及潔具間等采用直流式送風(fēng)，不設(shè)回風(fēng)，只設(shè)排風(fēng)。

3 凈化空調(diào)設(shè)備

3.1 凈化空調(diào)機(jī)組

凈化空調(diào)機(jī)組采用正壓機(jī)組，送風(fēng)機(jī)及中效過濾器均在表冷器之前，既防止受到表冷器的污染，又避免機(jī)組漏風(fēng)對(duì)凈化效率的影響。空調(diào)機(jī)表冷器截面風(fēng)速 ≤2 m/s 。機(jī)組為四管制，加熱盤管在表冷器之后，以調(diào)節(jié)相對(duì)濕度，風(fēng)機(jī)為變頻控制（見圖 1）。

圖1 循環(huán)空調(diào)機(jī)組結(jié)構(gòu)示意圖

循環(huán)空調(diào)箱有粗、中效過濾段，表冷段，加熱段，離子凈化消毒及送風(fēng)段，具有可變新風(fēng)比的功能，過濾季節(jié)新風(fēng)量可達(dá)到總風(fēng)量的 50%。

3.2 新風(fēng)機(jī)組

新風(fēng)機(jī)組采取三級(jí)過濾，處理后的夏季新風(fēng)應(yīng)達(dá)到室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)的等焓線以下，以減少空調(diào)機(jī)組在濕工況下運(yùn)行的時(shí)間。風(fēng)機(jī)為變頻控制（內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖 2），相比于循環(huán)空調(diào)機(jī)組，增加一套氟盤管接至除濕室外機(jī)。

3.3 房間壓差控制裝置安裝

手術(shù)室壓差控制的目的是：新風(fēng)量＝排風(fēng)量＋壓差風(fēng)量。房間壓差控制裝置的工作原理是，通過測壓管測得房間的壓差，調(diào)節(jié)房間的排風(fēng)量，同時(shí)可輸出顯示信號(hào)（見圖 3）。室內(nèi)壓差傳感器在手術(shù)室外自動(dòng)門旁邊，距門邊200 mm，壓差表底邊距地面 1 300 mm。

圖2 新風(fēng)機(jī)組結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 壓差傳感器安裝圖

4 施工要點(diǎn)

回顧本項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)空調(diào)和凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的施工要點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)，歸納如下。

（1）過濾器設(shè)置在新風(fēng)口、送風(fēng)口、回風(fēng)口、排風(fēng)口：在新風(fēng)口或緊靠新風(fēng)口處設(shè)置新風(fēng)過濾器，在空調(diào)機(jī)組送風(fēng)正壓段出口設(shè)置預(yù)過濾器，在系統(tǒng)末端或靠近末端靜壓箱附近設(shè)置末級(jí)過濾器或裝置，在潔凈用房回風(fēng)口設(shè)置回風(fēng)過濾器，在潔凈用房排風(fēng)入口或出口設(shè)置排風(fēng)過濾器。

（2）潔凈走廊每個(gè)送回風(fēng)口前端均要加裝手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，閥門尺寸同所在風(fēng)管尺寸。

（3）手術(shù)室送風(fēng)末端配置 H13 高效過濾器，潔凈區(qū)內(nèi)走廊及輔房送風(fēng)末端配置 H13 高效過濾器，潔凈區(qū)外走廊及輔房送風(fēng)末端配置 H10 亞高效過濾器。若過濾器安裝的房間數(shù)量較多，各處尺寸相近，則很容易混淆，應(yīng)加以注意。

（4）每臺(tái)凈化空調(diào)機(jī)組均配置 2 套電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和 1 套溫濕度探頭，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)置在機(jī)組回水總管上，溫濕度探頭設(shè)置在凈化區(qū)回風(fēng)總管上。溫濕度探頭將采集到的信號(hào)傳遞給自動(dòng)控制器，自動(dòng)控制器再通過所設(shè)定的溫度來控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開啟度。

（5）自動(dòng)控制器實(shí)行濕度優(yōu)先控制。在夏季工況下，新風(fēng)經(jīng)過新風(fēng)機(jī)組（含深度除濕）處理后與回風(fēng)混合，接著在循環(huán)機(jī)組中進(jìn)行降溫/升溫，直到達(dá)到自動(dòng)控制器設(shè)定的送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)后送風(fēng)；在冬季工況下，新風(fēng)經(jīng)過新風(fēng)機(jī)組處理后與室內(nèi)回風(fēng)混合，在循環(huán)機(jī)組中加熱，再通過電極加濕器等溫加濕，直到溫濕度滿足自動(dòng)控制器設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)點(diǎn)后送風(fēng)。

（6）排風(fēng)機(jī)與新風(fēng)機(jī)組、循環(huán)機(jī)組實(shí)現(xiàn)連鎖控制，即新風(fēng)機(jī)組和循環(huán)機(jī)組開啟，所對(duì)應(yīng)的排風(fēng)機(jī)也開啟；新風(fēng)機(jī)組合循環(huán)機(jī)組關(guān)閉，所對(duì)應(yīng)的排風(fēng)機(jī)也相應(yīng)關(guān)閉。

5 結(jié) 語

醫(yī)院住院部包括門診和手術(shù)部，其空調(diào)負(fù)荷是以人員活動(dòng)散熱為主的，尤其潔凈手術(shù)部區(qū)域的凈化空調(diào)系統(tǒng)是為醫(yī)院來訪者、病患和醫(yī)護(hù)人員提供健康舒適環(huán)境的保障。醫(yī)技部、檢驗(yàn)科和核醫(yī)區(qū)的空調(diào)負(fù)荷，是以各類大型設(shè)備散熱為主的，在空調(diào)負(fù)荷、送風(fēng)量等參數(shù)上不同于前者，而且對(duì)環(huán)境溫度精度要求高，會(huì)應(yīng)用更多的變流量多聯(lián)機(jī)、恒溫恒濕空調(diào)機(jī)、溶液除濕機(jī)等，同時(shí)在設(shè)備運(yùn)行和檢驗(yàn)試驗(yàn)過程中還會(huì)產(chǎn)生各類污染物，因而對(duì)排風(fēng)系統(tǒng)和生物安全柜的設(shè)計(jì)與使用尤為重視。研究分析表明，醫(yī)技部各類大型設(shè)備房間的空調(diào)系統(tǒng)是醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，需要進(jìn)一步加以完善。