烈性傳染病醫院住院樓空調與通風系統設計

崔文謙 張強 涂岱昕

【摘? ? 要】：針對傳染病醫院住院樓空調通風系統，從冷熱源、風量計算、空調通風系統、氣流組織、壓力梯度控制等方面分析了設計要點，提出負壓隔離病房在全新風直流式空調運行時需考慮一定的再熱負荷，從節能角度出發，設置乙二醇熱回收系統。

【關鍵詞】：傳染病醫院；負壓病房；空調；通風

【中圖分類號】：TU83【文獻標志碼】：C【文章編號】：1008-3197（2023）03-67-03

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2023.03.020

Air Conditioning and Ventilation System Design for Fulminating Infectious

Disease Hospital Inpatient Building

CUI Wenqian，ZHANG Qiang，TU Daixin

（Tianjin University Research Institute of Architectural Design and Urban Planning Co. Ltd.，Tianjin 300072，China）

【Abstract】：Aiming at air conditioning and ventilation system of infectious disease hospital inpatient building， the design points are analyzed and discussed from the aspects of cold and heat sources， air volume calculation， air conditioning and ventilation system， air distribution， pressure gradient control. The paper proposes that the negative pressure isolation ward should consider a certain amount of reheat load during the operation of fresh air direct-current air conditioning， and sets up a glycol heat recovery system from the perspective of energy conservation.

【Key words】： infectious disease inpatient hospital; negative pressure isolation ward; air conditioning and ventilation system; air distribution

普通住院樓的空調通風系統設計主要考慮人員住院時常規使用功能的通風設計；而傳染病醫院的空調通風系統設計需嚴格按照清潔區、半污染區和污染區獨立設置，病毒密度較高的房間，良好的氣流組織及壓力梯度對醫護人員的防護至關重要，暖通系統設計時不僅要滿足室內溫濕度的要求；還需要滿足氣流組織、壓力梯度的要求，因此對空調通風系統設計提出了更高的要求。學者對不同傳染病醫院的空調通風系統均有整體介紹[1～4]；但針對負壓隔離病房的空調系統設計計算較少涉及，本文以某烈性傳染病醫院住院樓為例，針對設計中重點關注的負壓隔離病房空調設計、氣流組織及空調自控進行闡述。

1 工程概況

天津某傳染病醫院住院樓建筑面積19 283 m2，地上8層、地下1層，負壓隔離病房12間，負壓病房108間。地下一層為配套設備用房；首層為門診室、醫技檢查室、藥房等；２層為負壓手術區；3～8層為負壓病房區。地上各層均嚴格按照三區兩通道布置，即清潔區、半污染區、污染區、醫護走廊、患者走廊。

2 空調通風系統

2.1 冷熱源

集中空調系統冷熱源為院區動力中心提供的冷熱水：夏季冷水供回水溫度為7/12 ℃；冬季熱水供回水溫度為60/45 ℃；冬季內區房間由冷卻塔供冷，供回水溫度為10/15 ℃。

CT、DSA、弱電機房等設獨立的多聯機空調或機房空調。負壓手術室設獨立的空調系統，采用直膨式冷凝熱回收機組供冷（暖），冬季熱源為動力中心提供的60/45 ℃熱水；夏季機組供冷的同時，回收冷凝器側熱量對送風再熱處理，滿足房間對溫度的要求。

2.2 空調冷熱負荷

空調系統夏季冷負荷指標為162 W/m2，夏季冷負荷為3 118 kW；冬季熱負荷指標為197 W/m2，冬季熱負荷為3 795 kW，冬季內區冷負荷為519 kW。

2.3 室內設計參數

參考相關設計規范[5～7]，主要房間設計參數見表1。

2.4 風量計算

實現各房間壓差控制的基礎是各房間送排風量的計算，根據房間正負壓值和門窗氣密性計算出漏風量。負壓病房最小新風量按6次/h或60 L/（s·床）計算，取兩者較大值；負壓隔離病房最小風量按12次/h或160 L/（s·床）計算，取兩者較大值[8]。根據房間正負壓值、設計送風量和計算漏風量得出房間設計排風量；采用設計加壓送風系統時的壓差計算公式計算房間漏風量

式中：L為漏風量，[m3/h] ；0.827為漏風系數；A為總有效漏風面積，[m2]；[?P]為壓力差，Pa；1.25為不嚴密處附加系數。

2.5 空調形式

負壓手術區及負壓隔離病房采用全新風直流式空調系統，其余房間采用風機盤管加新風系統。

1）負壓手術區。負壓手術室為Ⅲ級潔凈手術室，其余房間均為Ⅳ級潔凈輔助用房。新風機組內設粗、中效過濾，室內送風口為高效過濾器凈化風口。氣流組織為上送風、下排風，負壓手術室兩側設下排風口。

2）負壓隔離病房。平時作為普通病房使用，疫情時作為負壓隔離病房使用，因此存在平疫轉換的問題，病房新風支路設雙位定風量閥，便于風量轉換。見表2。

負壓隔離病房采用全新風直流式空調運行時，由于新風量較大，利用焓濕圖計算可知，存在一定的再熱負荷，服務于負壓隔離病房的新風機組需增設再熱段。

2.6 通風系統

按照清潔區、半污染區和污染區獨立設置送排風系統。清潔區送排風系統2～3層設一套系統；半污染區、污染區的送排風系統均分層獨立設置。各房間送排風支管均設電動密閉閥，可關閉閥門，對房間進行終末消毒。

1）新風系統。清潔區新風機組設粗、中、高中效三級過濾；半污染區、污染區新風機組設粗、中、亞高效三級過濾。新風機組均設在清潔區，便于維護、管理。

2）排風系統。半污染區、污染區風機入口處設高效過濾器及紫外線殺菌段。負壓隔離病房及其衛生間排風的高效過濾器設置在房間排風口處，采用生物安全高效排風單元，內置高效過濾器，可原位檢漏并預留消毒劑接口，實現原位消毒。排風機組均設在屋面，位于排風系統的末端。半污染區和污染區屋面排風口采用錐形風帽高空排放，排放口高于距離15 m范圍內建筑物3 m以上。

2.7 空調水系統

1）風機盤管。建筑內區風機盤管采用四管制，用戶可根據需求自主調節供冷供熱；外區風機盤管采用兩管制，外區負壓房間，風機盤管負擔由室外滲入的新風冷熱負荷。

2）新風機組均采用兩管制，冬季外區房間設計溫度低于房間內區2 ℃，新風處理到外區房間室內等焓線，承擔內區房間的部分冷負荷。

3）冷凝水均分區集中收集，經消毒處理后排放。

4）熱回收系統。住院樓半污染區、污染區的新排風機組間設熱回收系統，熱回收采用液體連接式能量回收，介質為乙烯乙二醇溶液。

5）加濕系統。手術部等潔凈空調系統采用電熱式蒸汽加濕；其余均采用高壓微霧加濕方式。

2.8 氣流組織

病房及診室等房間均采用上送下排的方式，送排風口的布置結合醫護人員工作區域和病床位置等設置。送風口位置清潔空氣首先流過房間中醫務人員可能的工作區域；然后流過傳染源，進入排風口，形成穩定的定向流。

病房采用每個病床雙送風口模式，主送風口設于病床一側、醫護人員護理區域上方，次送風口設于床尾上方，主次送風口面積比為2∶1～3∶1，采用雙層百葉風口。排風口設于主送風口相對床頭另一側下方，排風口下皮距地面0.1 m、上皮距地面不高于0.6 m，風速≯1 m/s [5]。見圖1。

2.9 通風空調自控系統

2.9.1 送排風機聯鎖啟停

清潔區先啟動送風機、再啟動排風機；半污染區、污染區應先啟動排風機、再啟動送風機，各區之間風機啟動先后順序為污染區、半污染區、清潔區，關機順序相反。當污染區、半污染區排風機組故常停機時觸發聲光報警并聯鎖關停送風機[9]。

2.9.2 壓差控制

各房間均設機械式正負壓微壓計，顯示房間壓差值。排風系統干管上設壓力傳感器，根據其靜壓值調節風機轉速。

1）污染區。各房間及走廊采用定送風、變排風的控制方式，排風管道上設變風量閥，自控系統根據房間壓差值自動調節變風量閥開度，維持壓差在設計范圍內。

2）清潔區及半污染區。送排風支管均設定風量閥。清潔區各房間送風量大于排風量，風量差≮150 m3/h；半污染區每房間排風量大于送風量，風量差≮150 m3/h，各房間送風量及排風量需經過嚴格計算得出。系統初調節時，調節各定風量閥開度，滿足房間壓差設計值。

3）延遲調節。醫護人員進入病房會造成病房壓差短暫波動，為避免頻繁調節而造成系統震蕩，病房排風量設置延遲調節。病房與緩沖間、病房與污染走廊間的門設置門磁開關，當這兩道門中任何一個處于開啟狀態時變風量閥在確保最小允許排風量前提下停止動作，待門關閉后恢復壓差控制邏輯。

4）乙二醇熱回收系統控制。送排風機組內設溫度傳感器，當送排風溫差小于設定值時，自控系統關閉乙二醇熱回收循環水泵，同時打開送風機組內旁通閥，送風不經乙二醇熱回收段直接送入室內。

3 總結與建議

1）合理的氣流組織非常重要，確保清潔空氣先流經醫務人員可能的工作區，再流經傳染源進入排風口。

2）送排風量計算建立在良好的圍護結構氣密性基礎上，各類管線穿墻、樓板處的封堵應予以充分重視。

3）良好的空調自控系統是實現壓力梯度的保證。

4）負壓隔離病房采用全新風直流式空調運行時，需開啟再熱段。

5）傳染病醫院送排風量均較大，熱回收可降低空調能耗；為避免交叉感染，液體連接式熱回收是比較好的選擇。

參考文獻：

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[2]郭偉剛.上海某醫院傳染病大樓通風空調設計[J].中國醫院建筑與裝備，2010，11（11）：81-83.

[3]曾亮軍，王學磊.傳染病醫院通風空調系統的設計特點[J].潔凈與空調技術，2019，（1）：83-86+90.

[4]劉坡軍.韶關市某傳染病醫院通風空調設計[J].制冷，2018，37（1）：55-58.

[5]GB 51039—2014，綜合醫院建筑設計規范[S]．

[6]GB 50849—2014，傳染病醫院建筑設計規范[S]．

[7]GB 50736—2012，民用建筑供暖通風及空氣調節設計規范 [S]．

[8]新冠肺炎應急救治設施負壓病區建筑技術導則（試行）[S].

[9]DB 11/663—2009，負壓隔離病房建設配置基本要求[S]．