某醫(yī)院凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計及節(jié)能措施

陳濤1,王虹2

（1.河南省北方和創(chuàng)消防工程有限公司，鄭州450001；2.河南工程學院，鄭州 451191）

【摘 要】以某醫(yī)院的凈化空調(diào)系統(tǒng)工程為例，分析室內(nèi)設(shè)計參數(shù)的選擇，對醫(yī)院凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計要點——空調(diào)機組配置方式、冷熱源的配置方式、氣流組織及排風設(shè)計、加濕系統(tǒng)設(shè)計、防污染設(shè)計等進行了全面介紹，并著重強調(diào)了設(shè)計及施工過程中實施的節(jié)能措施。對類似建筑物空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計有參考價值；同時，在提高凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量和降低空調(diào)系統(tǒng)能耗等方面也會有所幫助。

【關(guān)鍵詞】醫(yī)院；凈化空調(diào)；節(jié)能措施

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2017.04.018

1 引言

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對室內(nèi)環(huán)境空氣品質(zhì)要求日益提高，因此，對空調(diào)的設(shè)計要求也越來越高。醫(yī)院是特殊的公共建筑，醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)，特別是凈化空調(diào)系統(tǒng)，不僅要求舒適性，更直接關(guān)系到病人和醫(yī)護人員的健康。醫(yī)院空調(diào)通風系統(tǒng)的設(shè)計合理與否，不僅直接影響到室內(nèi)空氣品質(zhì)，還關(guān)系到投資費用和運行能耗成本[1]。在醫(yī)院空氣設(shè)計中，凈化空氣系統(tǒng)是最難和最關(guān)鍵的部分。本文以某醫(yī)院為例，詳細介紹了凈化空調(diào)設(shè)計中涉及的相關(guān)問題，并著重介紹了所采取的一些節(jié)能措施，以供參考。

2 工程概況

本工程為漯河市某醫(yī)院的凈化空調(diào)系統(tǒng)，包括中心供應室、手術(shù)部和產(chǎn)科，面積約3000m2。中心供應室位于2層，設(shè)污物清洗區(qū)、檢驗包裝區(qū)、無菌存放區(qū)和空調(diào)機房。手術(shù)部位于3層，共有13間手術(shù)室，其中Ⅰ級手術(shù)室1間，Ⅲ級手術(shù)室12間（其中1間為正負壓切換）；還有Ⅳ級潔凈輔房，Ⅳ級潔凈區(qū)走廊?？照{(diào)機房設(shè)在4層設(shè)備層。產(chǎn)科位于7層，設(shè)置Ⅲ級產(chǎn)科手術(shù)室和空調(diào)機房。

3 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

3.1 設(shè)計參數(shù)

醫(yī)院這種特殊的場合對溫濕度有不同的要求，不同類型的病人對溫濕度的敏感度有所不同，一些精密的醫(yī)療設(shè)備在一定的溫濕度下才能正常工作。根據(jù)國內(nèi)規(guī)范及相關(guān)文獻資料的規(guī)定，主要功能房間的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)見表1和表2[2～4]。

表1 空調(diào)室外設(shè)計參數(shù)

季節(jié) 干球溫度/℃ 濕球溫度/℃ 相對濕度/% 大氣壓力/kPa夏季 35.5 28 99.48冬季 -7 60 101.63

表2 主要功能房間的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

房間類型 溫度/℃ 相對濕度/%最小換氣次數(shù)/ (次/h)最少術(shù)間自凈時間/m in室內(nèi)壓力噪聲/dB(A)無菌操作的特殊用房 21～25 30～60 15～20 10 正 ≤60Ⅱ級潔凈手術(shù)室 21～25 30～60 15～20 24 20 正 ≤60Ⅲ級潔凈手術(shù)室 21～25 30～60 15～20 18 20 正 ≤55Ⅳ級潔凈手術(shù)室 21～25 30～60 15～20 12 30 正 ≤55體外循環(huán)室 21～27 ≤60 12 正 ≤55無菌敷料室 ≤27 ≤60 12 正未拆封儀器、無菌藥品、一次Ⅰ級潔凈室和需要性物品和精密儀器存放室 ≤27 ≤60 10 正護士站 21～27 ≤60 10 正預麻醉室 23～26 30～60 10 負手術(shù)室前室 21～27 30～60 8 正刷手間 21～27 ≤60 8 負潔凈區(qū)走廊 21～27 - 8 正恢復室 22～26 25～60 8 正- 負 -8 正 -外間脫包間內(nèi)間暫存間

3.2 空調(diào)機組配置方式

1）供應室：供應室采用風機盤管加新風系統(tǒng)的配置形式。

2）潔凈手術(shù)部：Ⅰ級手術(shù)室空調(diào)機組采用一拖一的形式，即1臺凈化空氣處理機組供應1間手術(shù)室；Ⅲ級手術(shù)室采用一拖二或一拖三的形式；Ⅲ級正負壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室采用一拖一的形式；潔凈走廊及其輔助用房合用1臺空氣凈化處理機組；污物走廊及其輔房合用1臺空氣處理機組；采用1臺新風預處理機組，機組供應凈化區(qū)的新風。

3）產(chǎn)房：產(chǎn)科手術(shù)室采用1臺凈化空氣處理機組，采用自取新風；非凈化區(qū)采用風機盤管加新風系統(tǒng)。

3.3 氣流組織及排風設(shè)計

影響房間氣流組織及空調(diào)參數(shù)的主要因素是送風口的布置，回風口對房間各工況影響較小。但對潔凈室回風口布置不能隨意，要考慮室內(nèi)氣流流向?qū)υO(shè)備操作面的影響。本工程在布置回風口時，根據(jù)生產(chǎn)工藝特點，潔凈度的要求高，回風口布置在遠離設(shè)備側(cè)；產(chǎn)塵或產(chǎn)生其他污染氣體的，回（排）風口布置在最靠近設(shè)備處。這樣就保證了空調(diào)房間的潔凈度，最大限度地保證設(shè)備的安全有效使用。

3.3.1 氣流組織設(shè)計

1）供應室：普通散流器送風，采用上送上回的形式。

2）潔凈手術(shù)室：潔凈手術(shù)室采用專用的凈化送風、天花集中送風，雙側(cè)下部回風；潔凈區(qū)及潔凈走廊采用高效送風口送風，上送上回方式；潔凈輔助用房采用高效送風口送風，上送上回方式。

3）產(chǎn)房：產(chǎn)科手術(shù)室采用專用凈化送風、天花集中送風，雙側(cè)下部回風。

3.3.2 排風系統(tǒng)設(shè)計

1）供應室：無菌藥品存放區(qū)及清潔打包區(qū)均設(shè)計排風系統(tǒng)，排風口設(shè)置在頂部天花。

2）潔凈手術(shù)室：潔凈手術(shù)室分別獨立設(shè)計排風系統(tǒng)，排風口設(shè)置在手術(shù)室頂部天花，其中的正負手術(shù)室設(shè)計兩套排風系統(tǒng)，通過控制2臺排風機的啟停，實現(xiàn)正負壓切換；其他區(qū)域在衛(wèi)生間、預麻/蘇醒室、污物處置區(qū)等需設(shè)計排風系統(tǒng)。潔凈區(qū)的排風口設(shè)置中效過濾器，正負壓切換手術(shù)室負壓排風口配置高效過濾器。

3）產(chǎn)房：產(chǎn)房、隔離產(chǎn)房、隔離待產(chǎn)及處置間等均設(shè)置獨立的排風系統(tǒng)。

3.4 冷熱源配置

醫(yī)院建筑空調(diào)冷熱源應根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計規(guī)模、用途、建設(shè)地點的能源供應情況、價格以及環(huán)保政策相關(guān)規(guī)定等綜合考慮。

本工程設(shè)計手術(shù)部的制冷量為599kW，制熱量為291kW；供應室的制冷量為180kW，制熱量為170kW；產(chǎn)科制冷量為100kW，制熱量為96kW。手術(shù)部春秋過渡季節(jié)所需制冷量為400kW。選用空氣源熱泵機組9臺，單臺機組制冷量為65kW，制熱量為70kW；室內(nèi)采用醫(yī)用組合式空氣凈化處理機組11臺?？照{(diào)冷水進出水溫度為7℃/12℃，采暖水進出水溫度為40℃/45℃。

3.5 加濕系統(tǒng)設(shè)計

本工程手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)的加濕量為185kg/h，產(chǎn)科加濕量為5kg/h。加濕水由大樓供應，設(shè)計要求供水壓力為0.2～0.6MPa。

4 潔凈技術(shù)及防止污染設(shè)計

凈化空調(diào)系統(tǒng)相對于普通的空調(diào)系統(tǒng)清潔度更高，其潔凈度受到的影響因素更多，不僅對整個室內(nèi)的濕度、溫度及風速有著較高的要求，同時對于空氣中細菌濃度、含塵顆粒等也有著較高的要求。本工程采用如下方案：

1）系統(tǒng)風量設(shè)計全部根據(jù)國家規(guī)范要求的上限取值計算，以保障凈化空氣處理機組的選擇有充分的余量。

2）新風預處理機組配置G3+F7+H10三級過濾器，杜絕外界新風的污染；循環(huán)凈化機組配置F8兩級過濾器；潔凈手術(shù)室層流病房送風末端配置H14高效過濾器；其他潔凈區(qū)根據(jù)規(guī)范要求配置H13高效過濾器，以保障潔凈室的潔凈度符合國家要求。

3）在凈化空氣處理機組功能段設(shè)計上，將中效、亞高效過濾器設(shè)置在風機的正壓段，保障下游空氣不被污染；表冷器、加熱盤段設(shè)置在中效、亞高效過濾器后，有效保障冷水水盤管的清潔，同時有利于冷凝水的排走，避免表冷器、加熱盤因積塵、積水滋生細菌（見圖1）。

4）根據(jù)國家技術(shù)規(guī)范合理設(shè)計各凈化區(qū)的新風、排風量；并采用定風量調(diào)節(jié)閥對新風進行控制，保障潔凈區(qū)有序的壓力梯度，從而保證潔凈區(qū)不受外界環(huán)境污染。

5）根據(jù)國家技術(shù)規(guī)范合理設(shè)計各凈化區(qū)域的新風量、排風量，并采用電動風量調(diào)節(jié)閥對新風進行控制，以保障潔凈區(qū)域有序的壓力梯度，從而不受外界環(huán)境污染。

5 節(jié)能措施

5.1 設(shè)計過程中采取的節(jié)能措施

建筑空調(diào)能耗占建筑總能耗比重很大，且空調(diào)能效較低,過高的建筑能耗和污染物排放量，已經(jīng)開始對國民經(jīng)濟和環(huán)境造成不良影響。本工程項目堅持節(jié)能的設(shè)計理念，在空調(diào)設(shè)計中具體應用如下。

1）變頻技術(shù)的應用：所有的凈化空氣處理機組均采用變頻器對風機電機進行控制，實現(xiàn)風量無級調(diào)節(jié)及值班工況低風量節(jié)能運行的功能。

2）充分利用新風冷量技術(shù)：過渡季節(jié)及冬季，機組對新風送風、送風溫度進行精確控制，充分利用自然新風的冷量來抵消室內(nèi)的散熱，降低了系統(tǒng)的能耗。

3）新風預處理機組采用抽濕再熱節(jié)能技術(shù)：針對冷水盤管除濕能力有限的情況，在盤管后設(shè)置直冷式除濕機，作輔助除濕，從而保證新風的除濕效果。經(jīng)過這樣的集中除濕處理的新風與循環(huán)風混合，再經(jīng)過純溫度處理達到送風溫度。采用這種處理方法，過干的新風可以抵消室內(nèi)的散濕，循環(huán)機組只需處理溫度，不用除濕，使機組盤管趨于以干盤管方式運行，在避免產(chǎn)生大量冷凝水的同時，也避免了傳統(tǒng)恒溫恒濕處理方式中的大量冷熱抵消現(xiàn)象，使系統(tǒng)的整體能耗大大降低。

4)先進合理的設(shè)備選型：凈化空氣處理機組根據(jù)最高效率標準進行選型，系統(tǒng)各級過濾器配置按照最低阻力方案進行設(shè)計，降低風機的吸收功率。

5.2 施工過程中采用的節(jié)能措施

圖1 機組結(jié)構(gòu)與風管安裝示意圖

施工過程節(jié)能主要是保證施工質(zhì)量。一方面，系統(tǒng)的密封要做好，包括風管與法蘭連接，設(shè)備、部件與風管的連接以及裝飾部分墻壁、頂棚所有接縫、鑲嵌設(shè)施之間的連接等；各接縫必須嚴密，減少漏風，減少能量損耗，達到節(jié)能的目的。另一方面，管道保溫要做好，包括水系統(tǒng)管路保溫及風系統(tǒng)管路保溫，這兩方面直接關(guān)系著冷熱水、冷熱空氣的蓄熱量，也直接影響著系統(tǒng)的換熱效果。

5.2.1 風管

1）凈化空調(diào)系統(tǒng)用的風管無橫向拼接縫，底邊寬度小于900mm的矩形風管不應有縱向拼接縫。

2）法蘭為不產(chǎn)塵、不宜老化和具有一定強度和彈性的材料，并采用梯形連接，嚴禁在墊料表面涂抹涂料；墊片既不應凸入管內(nèi)，也不應突出法蘭外。

3）風管的表面平整、光滑，不得在風管內(nèi)設(shè)置加固框、加固鋼筋等物體。擦拭風管內(nèi)表面時，采用不易掉纖維的拭布；最后一次擦拭時，采用新絲光毛巾并流水洗滌拭布。

4）風管及部件的制作和存放應在安裝現(xiàn)場較為清潔的區(qū)域進行。

5）經(jīng)封口后的風管及部件，安裝前不得拆封；安裝時開封立即安裝，如安裝中間停頓，將端口重新封好。

6）風閥、消聲器等配件安裝前必須消除內(nèi)表面的油污及塵土，并檢查質(zhì)量是否合格。

7）風管安裝后，在保溫前進行漏風檢查。風管保溫采用橡塑保溫板，保溫施工時，不在風管壁上開洞和上螺絲，不得破壞風管密封性，測孔等裝置在保溫前安裝好進行密封處理[5]。

5.2.2 水管

1）空調(diào)供回水管DN65以上的管徑采用無縫鋼管，DN50以下的管徑采用鍍鋅鋼管；冷凝水管，空氣加濕用水管，采用鍍鋅鋼管；無縫鋼管采用焊接，鍍鋅鋼管采用絲接。

2）各種水管在與空調(diào)機組連接前必須沖洗排污；直至水管流出的水不帶污物為止；系統(tǒng)沖洗時將閥門全部開啟，打開送回水干管的排污閥。

3）所有水管系統(tǒng)高點設(shè)排氣閥，低點設(shè)排污閥，壓力表接管上為旋塞閥，所有管道經(jīng)試壓合格后進行涂裝和保溫。

4）保溫冷凍水管在支架處套木環(huán)，木環(huán)厚度與保溫層相同，木環(huán)寬度為50mm；使用前先用熱瀝青進行浸煮，所有管道穿越樓板及墻體的洞口待安裝管道完畢后用耐火材料堵死。

5.2.3 保溫

1）空調(diào)送風、回風、排風、新風的管道保溫材料采用難燃B1級橡塑材料，保溫厚度為25mm，新風進風道不保溫。

2）水管保溫材料選用難燃B1級橡塑材料，管徑小于DN40的保溫材料厚度為25mm，管徑大于DN50的管道保溫層厚度為32mm；冷凝水管保溫層厚度為20mm；加濕供水管保溫層厚度也為20mm。

3）保溫、保冷風管及水管穿越墻體和樓板時，保溫、保冷層不間斷，在墻體或樓板的兩側(cè)，設(shè)置夾板、套管；夾板之間的縫隙，采用松散的保溫材料填充，夾板和套管內(nèi)的風管和水管不得有接縫。

4）風管與保溫板采用專用膠水粘結(jié)，保溫材料與管道及配件連接要緊密，特別是彎頭、三通、閥門的保溫；水管上各種閥門及法蘭處的保溫材料能單獨拆卸，便于維修。

6 結(jié)語

凈化空調(diào)系統(tǒng)相對于普通空調(diào)系統(tǒng)清潔度更高，其潔凈度受到的影響因素更多，不僅對整個室內(nèi)的濕度、溫度及風速有著較高的要求，同時對于空氣中細菌濃度、含塵顆粒等也有著較高的要求。醫(yī)院凈化空調(diào)通風系統(tǒng)設(shè)計合理與否,直接影響室內(nèi)的環(huán)境品質(zhì)、投資費用,特別是運行能耗成本。設(shè)計者在醫(yī)院凈化空調(diào)工程設(shè)計中，應該借鑒國外先進的經(jīng)驗，結(jié)合我國的具體情況，本著“降低風量、改善效果、節(jié)約能源、方便調(diào)節(jié)、提高可靠性”的原則，進行設(shè)計，使我們的設(shè)計更加合理和實用。

【參考文獻】

【1】黃錫璆.中國醫(yī)院建設(shè)指南[M].北京:研究出版社,2012.

【2】GB 50333—2013醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范[S].

【3】GB 50073—2013潔凈廠房設(shè)計規(guī)范[S].

【4】GB 50736—2012民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范[S].

【5】GB 50243—2002通風與空氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

TheDesignandEnergySavingMeasuresoftheCleaningAir-conditioningSystem in A Hospital

CHENTao1，WANGHong2
（1.HenanBeifangHechuangFireEngineeringCo.Ltd.,Zhengzhou 450001,China；2.Henna Instituteof Engineering,Zhengzhou 451191,China）

【Abstract】In thispaper,theair-conditioning system of ahospital isasan example toillustrate the design themethod of the clean air-conditioningsystem.Theselectionofindoordesignparameterisanalyzed,and themaindesignpointsofthecleanair-conditioning system in hospital are introduced,such as:the allocation of air-conditioning unit,the allocation of cold and heat source,the air distributionand theexhaustdesign,thedesignofhumidificationsystem,thedesignofanti-pollutionet.;furthermore,theenergysaving measuresin thedesignand constructionprocessareemphasized.Itprovidesreference for thedesignof theair-conditioning system in thesim ilarbuildings,and italsohelpsto improve thequalityof theair-conditioning system and reduce theenergy consumptionof the air-conditioningsystem.

【Keywords】hospital;cleanair-conditioning;measurementsofenergy-saving

【中圖分類號】TU831.3

【文獻標志碼】B

【文章編號】1007-9467（2017）04-0064-04

【收稿日期】2016-10-08

【作者簡介】陳濤（1976～），男，河南禹州人，工程師，從事暖通、消防、給排水工程設(shè)計與研究。