某醫院項目通風空調系統設計

王 美

華東建筑設計研究院有限公司 上海 200000

某醫院項目為西安交通大學附屬創新港醫院，位于陜西省國家級新區—西咸新區灃西新城的渭河南岸，新西寶高速線以北與渭河、新河三角洲交匯區域。建筑面積295000m2。一期包括綜合住院一、門診醫技、綜合樓、國際醫學 保健住院、健康生活廣場及一期其他附屬設施；二期包括綜合住院樓二、綜合住院樓三、二期其他附屬設施。一期總建筑面積174500m2，地上18層，地下2層，地上建筑面積114000m2，地下建筑面積60500m2。病床數量為600床。二期總建筑面積120500m2，病床數量為900床。本次主要以一期建設為主進行分析探討，根據醫院項目特殊的使用需求特點，普通區域空調及熱水系統采用了一體式直燃機作為冷熱源的系統。而在凈化區，設置獨立的冷熱源，機組采用螺桿式風冷冷熱水一體機，同時供冷供熱。由于醫院特殊性決定，在凈化加濕、中心供應，廚房，洗衣房等區域則采用了蒸汽鍋爐系統。本文將對該醫院項目的通風空調系統設計要點進行綜合分析。

1 該醫院項目空調系統設計要點分析

1.1 空調系統冷熱源設計要點

由于該醫院項目位于寒冷地區，根據當地氣候特點應選擇的中央空調形式以便集中供冷和供熱。同時項目區域天然氣供應充足，具備燃氣空調技術應用條件，因此根據該醫院項目的建筑規模、使用特性以及當地能源結構、價格、環保等多方面因素，決定在該醫院項目單通風空調系統中采用直燃型溴化鋰機組，且應設置備用設備，確保當一臺停止工作時，備用設備的供熱能力能夠達到設計供熱量的65%，以滿足醫院在冬季對采暖空調的要求[1]。直燃機、水泵房、蒸汽鍋爐等設備房設置于地下一層。在設計方案過程中，從技術角度提供合理系統，并和業主方進行及時、有效的溝通，從當地實際情況出發，確定符合特定地區特定使用方的系統方案。

該醫院項目的一期工程中包括綜合住院樓一、門急診醫技樓以及國際醫學中心等普通區域，經計算其空調總冷負荷為13960KW，熱負荷為10200KW，生活熱水2300KW，因此設置一體化直燃機3臺，制熱量增大型，制冷量4652KW，制熱量4304KW。在冷凍水設計中，供/回水溫度設計為7℃/14℃，并在屋面設置冷卻塔3臺，冷卻水供/回水溫度為30℃/37℃。一體化直燃機內設置兩套互相獨立熱水循環盤管，生活熱水供應系統作為醫院生活熱水熱源。系統圖見圖1。在醫院的綜合樓以及健康生活廣場則采用了多聯機以及風冷熱泵機組等方式。

圖1 一體化直燃機內設置系統圖

在該醫院項目凈化區域，EICU、靜脈配置、PCR、ICU、手術室等，為保證其空調全年不間斷運行，并考慮系統安全穩定性，設置獨立的冷熱源，機組采用螺桿式風冷冷熱水一體機，并設置備用機組，同時供冷供熱。在醫院的門急診及綜合住院樓屋面設置3臺（1臺為備用）四管制風冷螺桿式冷熱水機組。在國際醫學中心屋面設置了一用一備四管制風冷螺桿式冷熱水機。

此外，在該醫院手術區域加濕、中心供應室等特殊區域，有24小時不間斷蒸汽需求，其熱源由3臺1.2T/h的蒸汽鍋爐提供，以滿足手術區加濕、中心供應室、廚房以及洗衣房的蒸汽用量需求。

1.2 空調水系統設計要點

在該醫院的空調系統設計中，水系統采用一次泵變頻系統，并采用分區供應方式。為簡化空調系統結構，并在滿足醫院使用需求的基礎上降低系統成本，在設計方案中采用了兩管制水系統來實現夏季供冷以及冬季供暖，空調水系統設置為豎向異程以及水平同程布局[2]。同時，設計方案中還將平衡閥門分別設置在了立管各層分支中，并通過合理確定水管管徑以及調節閥門確保水力平衡，從而使末端能夠達到設計標準。在系統設備的選擇中采用了一次泵變頻設備以及集分水設備，并將供應方式設置為分樓分區形式，以控制系統結構體積，提高設備的適用性。根據負荷側使用波動要求，將運行系統的冷源側設定為定流量，并將負荷側設定為變流量，以保證主機運行穩定，并降低系統運行能耗。此外，在機房設計中采用了單獨設置主機房以及水泵房的方式，以滿足直燃機以及水泵設備在防爆方面的技術規范要求。

1.3 空調風系統設計要點

在該醫院項目的大空間內，空調風系統采用的是全空氣定風量系統，而在診室及其他空間要求單獨控制的房間采用風機盤管加新風系統，氣流組織方式上送上回。針對醫院特殊性，風機盤管回風口采用帶初效過濾網且內置靜電式空氣凈化裝置的門鉸型回風口。防止細菌、真菌等污染物傳播及在風管中積存，同時便于保養維護。新風系統采用兩級過濾（初、中效），新風入口設置電動密閉閥，與相應設備連鎖控制。集中空調系統和風機盤管機組的回風口必須設初阻力小于50Pa、微生物一次通過率不大于10%和顆粒物一次計重通過率不大于5%的過濾設備[3]。在醫院一些有特殊要求的房間內，如感染門診、病理科，檢驗科等設置了直流式空調系統?？照{風系統根據不同使用功能，以科室為最小單位，合理規劃控制系統規模，保證吊頂內管線分布滿足空間凈高要求，便于分科計量及運行管理、維護等。此外，在醫院的計算機中心等特殊設備用房間設置精密空調。

1.4 空調系統自動控制設計要點

在該醫院項目的空調自動控制系統中采用了DDC直接數字式監控系統。其中空調水系統中所采用的一次泵變流量系統，其能夠按照系統最不利環路末端供回水壓差對一次泵運行臺數以及轉速等進行自動控制，通過對循環水量的調節來使空調適應不同工況要求。在設計中還設置了三速開關及電動兩通閥，以實現對風機盤管以及回水管的自動控制。在醫院空調機組以及新風機組冷水出口等位置均設置了動態平衡電動調節閥，從而通過對表冷器進水量的自動調節來達到控制送風溫度的目的。在空調系統的新風引入管上設置了與風機聯鎖的電動密閉閥，使系統能夠在空調機組或者新風機組停機時自動關閉新風閥，并進行防凍保護。同時，通過DDC自動控制系統的設置，醫院空調機組可以根據預設參數對回風溫度和相對濕度進行對比分析，并對蒸汽加濕器電動調節閥以及回水管電動調節閥開度進行自動調節。此外，DDC系統還可以按照預設數值對所測定的新風干球溫度進行對比，并自動調節新風比，從而實現在過渡季的全新風運行。

2 該醫院項目通風系統設計要點分析

該醫院項目的主要機械送排風系統設置在設備機房內。在醫院的衛生間內設置了單獨的通風裝置，并利用屋頂風機經由土建豎井集中排風。在醫院的特殊區域內設置了單獨的排風系統以及空氣過濾處理裝置，以確保向大氣排放的廢氣能夠達到排放標準[4]。同時，在醫院的檢驗科等有特殊排風要求的區域內，設計人員為生物安全柜設置了獨立的送排風系統，并在屋面設置了排風機以及高效過濾裝置，使其所排出的氣體在處理達標后高空排放。且在其送風系統中設置了預冷、預熱處理設備，滿足工作區內人員的基本溫度需求。由于該醫院項目配置了多個生物安全柜房間，因此在送風系統設計中采用變頻型機組以及雙風機機組等，且與設置在無菌室內的生物安全柜實現聯動控制，以確保風平衡。

防排煙設計也是醫院通風系統設計中的重要環節。設計人員應嚴格遵守消防設計要求對通風系統設計方案進行優化，以保證醫院的消防安全。設計人員應充分了解該醫院的結構特點，由于醫院的防煙樓梯間、消防電梯前室及合用前室部分等位置均具備自然排煙條件，因此可以在滿足消防規范要求的基礎上采用自然排煙方式。而在其他部分則應采用機械加壓送風排煙方式，且應在建筑屋頂處布設正壓送風機。同時，防煙樓梯間分別設置地上以及地下的加壓送風設備[5]。防煙樓梯間每隔兩層設置1個正壓送風口，前室和合用前室每層設置1個正壓送風口。發生火災時啟動正壓送風機，以確保防煙樓梯間以及合用前室的正壓值分別在50Pa以及25Pa。地下機動車庫以及非機動車庫部分采用與通風管系統合用方式設計其排煙系統，在無法自然進風的防火分區設置機械進補風系統，補風量為排風量80%且不小于排煙量的50%。

在醫院的地下、半地下建筑以及地上建筑內的超過50m2無窗房間內，或面積超過100m2有人經常停留或存在較多可燃物的房間內，長度達到20m以上的內走道，兩端與外窗之間的距離達到60m以上的內走道均應設置機械排煙裝置。在無窗以及不具備自然補風條件的區域內還應設置機械補風設施，且其補風量應達到排煙量的50%左右。避難間應設置自然通風或機械加壓送風系統，考慮到醫院開窗設置通常受限，常無法滿足自然通風條件，因此常采用機械加壓送風系統，且在外墻設置不小于避難間地面面積1%的開窗。病房層走廊不滿足自然通風條件的，設置機械排煙系統，考慮到病房層多層高受限，但每層平面布置規律，因此機械排煙系統豎向設置，以提高病房層空間高度。此外需注意的是，醫院中有凈化要求的區域內設置排煙口，排煙口應采用板式排煙口。潔凈區內的排煙閥應采用嵌入式安裝方式，排煙閥表面應易于清洗、消毒[6]。

3 該醫院項目通風空調系統其他設計要點分析

3.1 消聲隔振設計要點

醫院通風空調系統的噪音主要來自制冷機房，空調機房、通風機房等，因此設計時盡量選擇高效率、低噪音設備，并將減振器設置在風冷熱泵機組以及水泵下方，在機房內管道下還應設置減振支吊架。對機房內表面應采取吸聲以及隔聲處理措施。對于臨近空調機房且要求低噪聲的房間應采用雙級防震設計。機房與公共區域相通的門均應采用防火隔聲門，在設備連接進出管設計中應選擇柔性連接材料。在空調機房的進出風管上應設置消聲裝置。同時，在選擇空調系統潔凈消聲器應采用專業潔凈型消聲設備。

3.2 節能設計要點

由于醫院一層門診大廳層高較高，因此應采用地板輻射采暖方式為滿足冬季室內溫度需求，同時為減少外門冬季冷風滲透，應將風幕機設置在無門斗或雙層外門的位置，且應將電動密閉風閥設置與通風空調系統連接室外的風管上。醫院通風空調系統設計中應積極采用節能產品以及優質高效保溫材料風管、水管及空調保溫材料，保溫層的設計厚度應滿足節能要求，且設置的多聯機系統采用的是環保性能較好的冷媒[4]。同時，在該醫院的通風空調系統中應采用風冷熱泵冷水機組其在名義制冷工況和規定條件下的性能系數不小于2.9，而燃氣燃油兩用蒸汽鍋爐則應達到90%以上。在冷卻水系統設計中應設置采用具有調速控制功能的冷卻塔風機，從而在冷負荷降低時能夠有效控制運行成本。在空調水系統設計中應采用具有變頻控制功能的一次泵系統，并應在末端裝置上配置兩通調節閥。在該醫院項目的部分區域應根據其功能特點可實現過渡季節全新新風運行。在系統的冷卻塔補水總管上，設計設置了計量設備。當風量達到10000m3/h以上時，應確保機械通風系統風機最大單位風量耗功率低于0.27W/(m3*h)，且新風系統風機最大單位風量耗功率則應控制在0.24W/(m3*h）以內 。此外，在醫院的地下車庫應、風機盤管系統以及鍋爐房內均應采用自動化傳感控制裝置，以自動監測CO濃度、房間溫度以及供熱量等指標值，并根據監測結果自動啟動相關調節設備。

3.3 該醫院項目通風空調系統防止交叉感染設計要點分析

在醫院項目通風空調系統的設計工作中，設計人員應確保氣流排向設計合理，醫院潔凈且無傳染病菌區域應設為正壓區域，普通清潔區應設置為微正壓，而污染區則應設為負壓。同時，在空調系統設計中應根據不同區域的不同功能區進行合理設置，在風機盤管回風口以及空調機組出風口處等重點位置均采用駐電極空氣凈化裝置等凈化處理設備，以避免風管中積存細菌或者真菌等污染物，從而達到防止污染物傳播以及便于保養維護的目的[5]。此外，在醫院的污物區應單獨設置排風系統，確保其與清潔區排風系統相分離。

4 總結

在醫院項目的通風空調系統設計中，設計人員應嚴格遵守相關技術規范要求，積極運用先進的設計理念和設計方法，結合醫院項目的具體特點合理確定通風空調系統結構以及相關管線布局，準確計算核心設計參數，充分借鑒國內外醫院通風空調系統設計成功經驗，不斷優化設計方案，從而全面滿足醫院項目在舒適性、空氣質量、環境溫濕度控制以及預防交叉感染等多方面的要求，為醫院診療服務的順利開展奠定良好的基礎，并推動我國醫院等專項項目通風空調系統設計水平的全面提升。