医院净化空调设计及节能设施
更新时间：2022-11-07 15:05:51浏览次数：0
随着人们生活水平的不断提高，人们对室内环境空气品质要求日益提高，因此，对空调的设计要求也越来越高。医院是特殊的公共建筑，医院空调系统，特别是净化空调系统，不仅要求舒适性，更直接关系到病人和医护人员的健康。医院空调通风系统的设计合理与否，不仅直接影响到室内空气品质，还关系到投资费用和运行能耗成本。在医院空气设计中，净化空气系统是最难和最关键的部分。本文以某医院为例，详细介绍了净化空调设计中涉及的相关问题，并着重介绍了所采取的一些节能措施，以供参考。
本工程为漯河市某医院的净化空调系统，包括中心供应室、手术部和产科，面积约3000m2。中心供应室位于2 层，设污物清洗区、检验包装区、无菌存放区和空调机房。手术部位于3 层，共有13 间手术室，其中Ⅰ级手术室1 间，Ⅲ级手术室12 间（其中1 间为正负压切换）；还有Ⅳ级洁净辅房，Ⅳ级洁净区走廊。空调机房设在4 层设备层。产科位于7 层，设置Ⅲ级产科手术室和空调机房。
医院这种特殊的场合对温湿度有不同的要求，不同类型的病人对温湿度的敏感度有所不同，一些精密的医疗设备在一定的温湿度下才能正常工作。根据国内规范及相关文献资料的规定，主要功能房间的室设计参数见表1 和表2[2～4]。
1）供应室：供应室采用风机盘管加新风系统的配置形式。2）洁净手术部：Ⅰ级手术室空调机组采用一拖一的形式，即1 台净化空气处理机组供应1 间手术室；Ⅲ级手术室采用一拖二或一拖三的形式；Ⅲ级正负压转换手术室采用一拖一的形式；洁净走廊及其辅助用房合用1 台空气净化处理机组；污物走廊及其辅房合用1 台空气处理机组；采用1 台新风预处理机组，机组供应净化区的新风。3）产房：产科手术室采用1 台净化空气处理机组，采用自取新风；非净化区采用风机盘管加新风系统。
影响房间气流组织及空调参数的主要因素是送风口的布置，回风口对房间各工况影响较小。但对洁净室回风口布置不能随意，要考虑室内气流流向对设备操作面的影响。本工程在布置回风口时，根据生产工艺特点，洁净度的要求高，回风口布置在远离设备侧；产尘或产生其他污染气体的，回（排）风口布置在最靠近设备处。这样就保证了空调房间的洁净度，最大限度地保证设备的安全有效使用。
2）洁净手术室：洁净手术室采用专用的净化送风、天花集中送风，双侧下部回风；洁净区及洁净走廊采用高效送风口送风，上送上回方式；洁净辅助用房采用高效送风口送风，上送上回方式。3）产房：产科手术室采用专用净化送风、天花集中送风，双侧下部回风。
1）供应室：无菌药品存放区及清洁打包区均设计排风系统，排风口设置在顶部天花。2）洁净手术室：洁净手术室分别独立设计排风系统，排风口设置在手术室顶部天花，其中的正负手术室设计两套排风系统，通过控制2 台排风机的启停，实现正负压切换；其他区域在卫生间、预麻/ 苏醒室、污物处置区等需设计排风系统。洁净区的排风口设置中效过滤器，正负压切换手术室负压排风口配置高效过滤器。3）产房：产房、隔离产房、隔离待产及处置间等均设置独立的排风系统。
医院建筑空调冷热源应根据空调系统设计规模、用途、建设地点的能源供应情况、价格以及环保政策相关规定等综合考虑。本工程设计手术部的制冷量为599kW， 制热量为291kW；供应室的制冷量为180kW，制热量为170kW；产科制冷量为100kW，制热量为96kW。手术部春秋过渡季节所需制冷量为400kW。选用空气源热泵机组9 台，单台机组制冷量为65kW，制热量为70kW；室内采用医用组合式空气净化处理机组11 台。空调冷水进出水温度7℃/12℃，采暖水进出水温度为40℃/45℃。
本工程手术室空调系统的加湿量为185kg/h，产科加湿量为5kg/h。加湿水由大楼供应，设计要求供水压力为0.2～0.6MPa。
净化空调系统相对于普通的空调系统清洁度更高，其洁净度受到的影响因素更多，不仅对整个室内的湿度、温度及风速有着较高的要求，同时对于空气中细菌浓度、含尘颗粒等也有着较高的要求。本工程采用如下方案：1） 系统风量设计全部根据国家规范要求的上限取值计算，以保障净化空气处理机组的选择有充分的余量。2）新风预处理机组配置G3+F7+H10 三级过滤器，杜绝外界新风的污染；循环净化机组配置F8 两级过滤器；洁净手术室层流病房送风末端配置H14 高效过滤器；其他洁净区根据规范要求配置H13 高效过滤器，以保障洁净室的洁净度符合国家要求。3）在净化空气处理机组功能段设计上，将中效、亚高效过滤器设置在风机的正压段，保障下游空气不被污染；表冷器、加热盘段设置在中效、亚高效过滤器后，有效保障冷水水盘管的清洁，同时有利于冷凝水的排走，避免表冷器、加热盘因积尘、积水滋生细菌（见图1）。4）根据国家技术规范合理设计各净化区的新风、排风量；并采用定风量调节阀对新风进行控制，保障洁净区有序的压力梯度，从而保证洁净区不受外界环境污染。5）根据国家技术规范合理设计各净化区域的新风量、排风量，并采用电动风量调节阀对新风进行控制，以保障洁净区域有序的压力梯度，从而不受外界环境污染。
建筑空调能耗占建筑总能耗比重很大，且空调能效较低,过高的建筑能耗和污染物排放量，已经开始对国民经济和环境造成不良影响。本工程项目坚持节能的设计理念，在空调设计中具体应用如下。1）变频技术的应用：所有的净化空气处理机组均采用变频器对风机电机进行控制，实现风量无级调节及值班工况低风量节能运行的功能。2）充分利用新风冷量技术：过渡季节及冬季，机组对新风送风、送风温度进行精确控制，充分利用自然新风的冷量来抵消室内的散热，降低了系统的能耗。3）新风预处理机组采用抽湿再热节能技术：针对冷水盘管除湿能力有限的情况，在盘管后设置直冷式除湿机，作辅助除湿，从而保证新风的除湿效果。经过这样的集中除湿处理的新风与循环风混合，再经过纯温度处理达到送风温度。采用这种处理方法，过干的新风可以抵消室内的散湿，循环机组只需处理温度，不用除湿，使机组盘管趋于以干盘管方式运行，在避免产生大量冷凝水的同时，也避免了传统恒温恒湿处理方式中的大量冷热抵消现象，使系统的整体能耗大大降低。4)先进合理的设备选型：净化空气处理机组根据最高效率标准进行选型，系统各级过滤器配置按照最低阻力方案进行设计，降低风机的吸收功率。
施工过程节能主要是保证施工质量。一方面，系统的密封要做好，包括风管与法兰连接，设备、部件与风管的连接以及装饰部分墙壁、顶棚所有接缝、镶嵌设施之间的连接等；各接缝必须严密，减少漏风，减少能量损耗，达到节能的目的。另一方面，管道保温要做好，包括水系统管路保温及风系统管路保温，这两方面直接关系着冷热水、冷热空气的蓄热量，也直接影响着系统的换热效果。
1）净化空调系统用的风管无横向拼接缝，底边宽度小于900mm 的矩形风管不应有纵向拼接缝。2）法兰为不产尘、不宜老化和具有一定强度和弹性的材料，并采用梯形连接，严禁在垫料表面涂抹涂料；垫片既不应凸入管内，也不应突出法兰外。3）风管的表面平整、光滑，不得在风管内设置加固框、加固钢筋等物体。擦拭风管内表面时，采用不易掉纤维的拭布；最后一次擦拭时，采用新丝光毛巾并流水洗涤拭布。4）风管及部件的制作和存放应在安装现场较为清洁的区域进行。5）经封口后的风管及部件，安装前不得拆封；安装时开封立即安装，如安装中间停顿，将口重新封好。6）风阀、消声器等配件安装前必须消除内表面的油污及尘土，并检查质量是否合格。7）风管安装后，在保温前进行漏风检查。风管保温采用橡塑保温板，保温施工时，不在风管壁上开洞和上螺丝，不得破坏风管密封性，测孔等装置在保温前安装好进行密封处理[5]。
1）空调供回水管DN65 以上的管径采用无缝钢管，DN50以下的管径采用镀锌钢管；冷凝水管，空气加湿用水管，采用镀锌钢管；无缝钢管采用焊接，镀锌钢管采用丝接。2）各种水管在与空调机组连接前必须冲洗排污；直至水管流出的水不带污物为止；系统冲洗时将阀门全部开启，打开送回水干管的排污阀。3）所有水管系统高点设排气阀，低点设排污阀，压力表接管上为旋塞阀，所有管道经试压合格后进行涂装和保温。4）保温冷冻水管在支架处套木环，木环厚度与保温层相同，木环宽度为50mm；使用前先用热沥青进行浸煮，所有管道穿越楼板及墙体的洞口待安装管道完毕后用耐火材料堵死。1）空调送风、回风、排风、新风的管道保温材料采用难燃B1 级橡塑材料，保温厚度为25mm，新风进风道不保温。2） 水管保温材料选用难燃B1 级橡塑材料，管径小于DN40 的保温材料厚度为25mm，管径大于DN50 的管道保温层厚度为32mm；冷凝水管保温层厚度为20mm；加湿供水管保温层厚度也为20mm。3）保温、保冷风管及水管穿越墙体和楼板时，保温、保冷层不间断，在墙体或楼板的两侧，设置夹板、套管；夹板之间的缝隙，采用松散的保温材料填充，夹板和套管内的风管和水管不得有接缝。4）风管与保温板采用专用胶水粘结，保温材料与管道及配件连接要紧密，特别是弯头、三通、阀门的保温；水管上各种阀门及法兰处的保温材料能单独拆卸，便于维修。
净化空调系统相对于普通空调系统清洁度更高，其洁净度受到的影响因素更多，不仅对整个室内的湿度、温度及风速有着较高的要求，同时对于空气中细菌浓度、含尘颗粒等也有着较高的要求。医院净化空调通风系统设计合理与否,直接影响室内的环境品质、投资费用,特别是运行能耗成本。设计者在医院净化空调工程设计中，应该借鉴国外先进的经验，结合我国的具体情况，本着“降低风量、改善效果、节约能源、方便调节、提高可靠性”的原则，进行设计，使我们的设计更加合理和实用。
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