李玲燕

空調(diào)技術(shù)

無錫市人民醫(yī)院二期空調(diào)通風(fēng)設(shè)計

李玲燕

（上海建筑設(shè)計研究院有限公司，上海200041）

介紹了無錫市人民醫(yī)院二期的建筑概況及空調(diào)通風(fēng)設(shè)計，包括空調(diào)設(shè)計參數(shù)的選擇、冷熱源配置、水系統(tǒng)設(shè)計、凈化空調(diào)和通風(fēng)設(shè)計等，并結(jié)合本實(shí)例總結(jié)了關(guān)于醫(yī)院建筑空調(diào)通風(fēng)設(shè)計的一些看法和體會。

舒適； 冷熱源； 水系統(tǒng)； 通風(fēng)； 壓力控制

0 引言

醫(yī)院是救死扶傷的場所，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，對醫(yī)療環(huán)境的要求越來越高，為了順應(yīng)這些發(fā)展，醫(yī)療建筑中的空調(diào)設(shè)計面臨新的挑戰(zhàn)。醫(yī)院空調(diào)設(shè)計的目的不僅是為了提供舒適的環(huán)境，更重要的是避免交叉感染、控制污染源的排放以及控制不同功能房間之間的壓力，而這也是設(shè)計的難點(diǎn)所在[4]。

1 工程概況

無錫市人民醫(yī)院二期總建筑面積約120000m2，建筑高度為53.2m，設(shè)計床位1000床。

醫(yī)院分五個群組：1）地下室部分：兩層，建筑面積約40716m2，主要功能為地下車庫、制冷站、變電所、泵房。2）心肺診治中心樓：十二層，主要功能為心肺科門診及心肺病房，四層及以上為病房。3）特需診治中心樓：十層，主要功能為特需診治中心門診及病房，四層及以上為病房。4）兒童醫(yī)療中心樓：十一層，主要功能為兒科門診及兒科病房，四層及以上為病房。5）連接各分診樓的裙房：共三層，連接心肺診治中心樓、特需診治中心樓及兒童醫(yī)療中心樓，主要功能為門急診、體檢、手術(shù)、ICU、NICU、制液中心、辦公、醫(yī)技等。如圖1所示。

2 設(shè)計參數(shù)

根據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》和醫(yī)院建筑相關(guān)規(guī)范要求，主要功能房間的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)見表1和表2[1，2]。

表1 非凈化區(qū)域室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

表2 凈化區(qū)域室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

3 冷熱負(fù)荷及冷熱源配置

（1）通過專業(yè)軟件的逐時計算，逐時冷熱負(fù)荷如圖2所示。

整個大樓的逐時最大空調(diào)總冷負(fù)荷為8393kW，建筑面積冷指標(biāo)為105W/m2；總熱負(fù)荷為6637kW，建筑面積熱指標(biāo)為83W/m2。

（2）空調(diào)冷熱源設(shè)在地下一層能源中心內(nèi)。

冷源：鑒于醫(yī)院一期采用水冷式機(jī)組且運(yùn)行穩(wěn)定，故二期設(shè)計選用3臺離心式冷水機(jī)組，單臺制冷量為2813kW，機(jī)組采用大溫差供回水6.0℃/13.0℃，可節(jié)約輸送電耗，冷卻水供水溫度為32℃/37℃，冷卻水塔設(shè)于心肺診治中心樓屋頂。

熱源：醫(yī)院所在地具有蒸汽熱網(wǎng)系統(tǒng)，設(shè)計選用節(jié)能型高效板式汽水-水換熱機(jī)組作為空調(diào)熱源。為普通區(qū)域服務(wù)的熱源選用單臺換熱量為2100kW的機(jī)組三臺，供回水溫度為60℃/45℃；每臺換熱器配有兩臺變頻熱水泵。

另外為手術(shù)、ICU、配液中心、NICU、PICU等凈化區(qū)域單獨(dú)配備一套700kW節(jié)能型高效板式汽水-水換熱機(jī)組，作為此區(qū)域的冬季熱源或者再熱熱源或者NICU和PICU區(qū)域的早期空調(diào)熱源；換熱器配有兩臺變頻熱水泵。

備用冷熱源：另配兩臺容量各為455kW風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組作為手術(shù)、ICU、CCU、配液中心等凈化區(qū)域的備用冷熱源。

過渡季節(jié)及冬季，常規(guī)熱源正常工作時（過渡季節(jié)及冬季離心制冷機(jī)不開），熱泵可作為冷源，為此區(qū)域提供冷凍水，根據(jù)負(fù)荷要求控制運(yùn)行臺數(shù)；當(dāng)常規(guī)熱源出現(xiàn)問題時，熱泵供熱工況運(yùn)行，可根據(jù)負(fù)荷情況控制一臺或兩臺熱泵運(yùn)行。夏季，當(dāng)離心制冷機(jī)出現(xiàn)問題時，熱泵可供冷工況運(yùn)

行，可根據(jù)負(fù)荷情況控制一臺或兩臺熱泵運(yùn)行。

（3）DR、CT、胃腸等放射科室采用變制冷劑流量多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)或恒溫恒濕專用機(jī)[6]，便于單獨(dú)控制管理。

地下室變配電機(jī)房、地上消防控制中心、無線覆蓋機(jī)房及弱電總機(jī)房采用變制冷劑流量多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)；電梯機(jī)房及UPS配電間設(shè)分體空調(diào)器（UPS配電間分體空調(diào)器采用UPS電源供電）。

（4）醫(yī)院冬季空調(diào)加濕采用蒸汽，手術(shù)室區(qū)域的加濕采用干蒸汽二次加濕，其他區(qū)域的空調(diào)箱及新風(fēng)機(jī)組均采用直接干蒸汽加濕。蒸汽熱網(wǎng)接入的高壓蒸汽經(jīng)過分汽缸后接至各用戶末端。

4 空調(diào)水系統(tǒng)

空調(diào)總水管路均采用垂直異程水平同程機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)。冷凍水系統(tǒng)采用兩級泵系統(tǒng)，一級泵定流量運(yùn)行，二級泵變流量運(yùn)行；熱水系統(tǒng)采用一級泵變流量系統(tǒng)。空調(diào)冷熱水系統(tǒng)和熱泵均采用密閉式定壓罐定壓，定壓點(diǎn)位于循環(huán)水泵入口處。能源中心水系統(tǒng)原理圖如圖3所示。

（1）根據(jù)實(shí)際使用時間及功能不同，分水器出來分三套系統(tǒng)：1）全天24h，包括裙房急診、急救區(qū)域、病房、補(bǔ)液及觀察室等；2）正常工作制，包括診室、治療室、辦公室、會議室等；3）潔凈區(qū)域，包括手術(shù)室、ICU、CCU、配液中心等，此區(qū)域使用功能及特點(diǎn)有別與其他

兩個系統(tǒng)。

（2）水系統(tǒng)采用兩管制還是四管制是一個既簡單又復(fù)雜的問題，因為它涉及到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理和觀念等多方面，需要設(shè)計者自身的正確判斷[4]。根據(jù)醫(yī)院建筑特點(diǎn)及實(shí)際需要，末端管路系統(tǒng)大致分為三類：

1）潔凈區(qū)域，此區(qū)域?qū)照{(diào)箱和新風(fēng)機(jī)組采用四管制系統(tǒng)，對凈化風(fēng)機(jī)盤管采用區(qū)域兩管制系統(tǒng)。此區(qū)域的要求較高，需要有備用冷熱源（前面提到的熱泵），水系統(tǒng)自成一體，如圖3所示。

2）裙房具有較明顯內(nèi)、外區(qū)，此區(qū)域的內(nèi)區(qū)采用區(qū)域兩管制系統(tǒng)，通過管路始端的閥門切換來適應(yīng)不同的使用要求。因為在內(nèi)區(qū)既存在設(shè)備發(fā)熱房間，又存在設(shè)備不發(fā)熱房間，而且發(fā)熱設(shè)備發(fā)熱量也大小不同，再加上有較多人員散熱，單獨(dú)的兩管制難以滿足實(shí)際需要。

3）其他普通區(qū)域（主要呈外區(qū)特征），采用兩管制系統(tǒng)，冷熱要求與季節(jié)明顯對應(yīng)。

5 空調(diào)系統(tǒng)

5.1 非凈化區(qū)域

門診大廳、大候診區(qū)和大會議室等大空間區(qū)域采用低速風(fēng)道全空氣系統(tǒng)[4]，滿足過渡季節(jié)全新風(fēng)運(yùn)行；普通病房、各科診室、醫(yī)技科室、辦公等小空間用房采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。所有空調(diào)箱均設(shè)有初、中效過濾器。一般原則為：辦公區(qū)、大多數(shù)診室等為普通風(fēng)機(jī)盤管[4]；特殊病房、個別特殊要求的診室為帶高效（H13）送風(fēng)口和中效（F5）回風(fēng)口的凈化風(fēng)機(jī)盤管；檢驗科及病理科等會產(chǎn)生異味的科室的風(fēng)機(jī)盤管的回風(fēng)口上設(shè)納米光子空氣凈化裝置。

各功能房間之間的壓力梯度控制尤為重要，這需要通過送、排風(fēng)量的差異來保證，以防止污染空氣外逸，避免空氣無組織交叉污染，以改善室內(nèi)的空氣品質(zhì)。

門診區(qū)的空氣壓力梯度由高到低依次為[4]：診室→候診區(qū)→有污染的房間、衛(wèi)生間、污洗間；病房區(qū)的空氣壓力梯度由高到低依次為：醫(yī)生護(hù)士辦公室→病房、治療室、走廊→處置室、污洗間、衛(wèi)生間。

其中普通病房與公共走廊之間的壓差及氣流流向存有不同見解，一種是只在病房設(shè)新風(fēng)口，新風(fēng)先滲透到走廊然后由公共衛(wèi)生間和污洗間等排風(fēng)排出；另一種是在病房同時設(shè)置送、排風(fēng)口使其保持微正壓，同時向走廊送風(fēng)，同樣在公共衛(wèi)生間和污洗間等設(shè)排風(fēng)。我們認(rèn)為這兩種方式的選用主要取決于病房的實(shí)際使用狀況，如果是易感染患者的病房則采用第一種方式，如果病房產(chǎn)生污染（如較強(qiáng)臭氣）則選用第二種方式[5]。醫(yī)院的三個病房樓均采用了第二種方式，因為每個病房內(nèi)均設(shè)有獨(dú)立衛(wèi)生間，易產(chǎn)生較強(qiáng)臭氣。

筆者在設(shè)計中為了能更好的控制各區(qū)域的壓力梯度，一些重要房間（如急救急診區(qū)域、新生兒區(qū)域、部分重要的病房區(qū)）的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)采用了定風(fēng)量閥的措施，嚴(yán)格按照設(shè)計的新排風(fēng)量進(jìn)行調(diào)試，保證空氣的有序流向和氣流壓差；其他普通區(qū)域采用一般的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥。圖4為裝修完成后部分區(qū)域的圖片。

5.2 凈化區(qū)域

凈化區(qū)域包括一層藥物配置中心、二層DSA、三層潔凈手術(shù)部和ICU。所有潔凈區(qū)（除三層手術(shù)部辦公區(qū)）均采用全空氣凈化空調(diào)形式，系統(tǒng)設(shè)粗（G4）、中（F7）、高效（H13）三級過濾。凈化區(qū)域空調(diào)送風(fēng)口采用H13級別的高效過濾風(fēng)口，回風(fēng)口采用F5級別中效過濾器。Ⅰ級手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)采用二次回風(fēng)（如圖5所示），其它凈化空調(diào)系統(tǒng)采用一次回風(fēng)（如圖6所示）。夏季冷卻去濕再熱后至送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，冬季通過加熱、加濕至送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。

一層藥物配置中心采用一臺潔凈型空調(diào)機(jī)組，新風(fēng)自引；二層DSA采用三臺潔凈型空調(diào)機(jī)組，新風(fēng)集中供給；三層ICU采用四臺潔凈型空調(diào)機(jī)組，新風(fēng)集中供給；三層手術(shù)部每間手術(shù)室各采用一臺潔凈型空調(diào)機(jī)組，潔凈走廊及輔房采用二臺潔凈型空調(diào)機(jī)組，清潔走廊及輔房采用一臺潔凈型空調(diào)機(jī)組，新風(fēng)集中供給；三層辦公區(qū)采用凈化風(fēng)機(jī)盤管，新風(fēng)單獨(dú)處理。

（1）空調(diào)機(jī)組功能段配置

凈化空調(diào)一次回風(fēng)機(jī)組功能段組成：混合風(fēng)機(jī)段、均流段、中效段（F7）、表冷段、加熱段、加濕段、出風(fēng)段；

凈化空調(diào)二次回風(fēng)機(jī)組功能段組成：一次回風(fēng)混合段、表冷段、二次回風(fēng)混合風(fēng)機(jī)段、均流段、中效段（F7）、加熱段、加濕段、出風(fēng)段；

集中新風(fēng)機(jī)組功能段組成：G3粗效過濾段、電預(yù)熱段、風(fēng)機(jī)段、均流段、F7中效過濾段、H10亞高效過濾段、雙表冷段、加熱段、出風(fēng)段；

（2）氣流組織設(shè)計

潔凈手術(shù)室、DSA內(nèi)送風(fēng)口集中布置于手術(shù)臺上方，使手術(shù)臺及周邊區(qū)域位于潔凈氣流形成的主流區(qū)內(nèi)，潔凈手術(shù)室采用雙側(cè)下部回風(fēng)；手術(shù)部潔凈輔房、ICU單間、配置室為上送下回風(fēng)，高效送風(fēng)口送風(fēng)，下回風(fēng)口采用豎向單層百葉風(fēng)口；清潔走廊及其輔房采用亞高效送風(fēng)口送風(fēng)，上送上回風(fēng)；其余潔凈區(qū)采用上送上回風(fēng)系統(tǒng)。

6 通風(fēng)設(shè)計

地下汽車庫設(shè)送排風(fēng)系統(tǒng)，根據(jù)CO濃度控制送排風(fēng)機(jī)啟停；天然氣表房與氣體滅火房間均設(shè)事故排風(fēng)系統(tǒng)，因為這些房間有可能突然散放大量有害氣體或有爆炸性危險氣體，需要及時將其排出，另外，進(jìn)出氣體滅火房間的風(fēng)管都要在貼墻處加電動閥；進(jìn)出天然氣表房的風(fēng)管都要加防火閥。

對于醫(yī)院建筑會產(chǎn)生很多污物，對此地下室會設(shè)多個污泵井、地上部分每層會設(shè)污物間，這些地方會散發(fā)大量惡臭（尤其在夏季溫度較高時），因此這些地方的排風(fēng)尤為重要，并且需要單獨(dú)排放、排放點(diǎn)應(yīng)居高選擇（若在低處排風(fēng)，熱氣流上升，臭味會通過窗戶進(jìn)入房間）。醫(yī)院地上部分的污物間單獨(dú)設(shè)豎井將臭氣統(tǒng)一排到屋頂經(jīng)除臭設(shè)備處理后排入大氣；但對于地下室的污泵間比較分散，難以高空排放，針對此問題設(shè)計者在污泵間內(nèi)設(shè)置了光氫離子殺菌除臭系統(tǒng)（此系統(tǒng)可以高效殺滅游在空氣中的幾乎所有的細(xì)菌和病菌，同時可以去除各類異味和臭味），另外再配有排風(fēng)系統(tǒng)，鑒于污泵間面積很小僅有400m3/h左右的排風(fēng)量，采用殺菌除臭兼排風(fēng)便可達(dá)到要求。

但若是地下室有大面積的垃圾房，則僅靠殺菌除臭兼排風(fēng)不能滿足要求，其排風(fēng)量會很大，必須高空排風(fēng)，這需要設(shè)計者和建筑專業(yè)較好的配合，設(shè)置能直通屋頂?shù)墓艿谰?，另外垃圾房?nèi)建議設(shè)空調(diào)，可防止房間內(nèi)溫度過高使垃圾腐爛加速。各類房間的通風(fēng)換氣次數(shù)見表3。

7 結(jié)語

醫(yī)院不同于其他類建筑，有其自身的特點(diǎn)，需要設(shè)計者對醫(yī)院的工作流程及房間功能有較深的了解，只有這樣，才能設(shè)計出更加合適的空調(diào)通風(fēng)方案。以下是作者對醫(yī)院建筑空調(diào)通風(fēng)設(shè)計的一些看法和經(jīng)驗：

（1）對于醫(yī)院內(nèi)的重要區(qū)域必須考慮備用冷

熱源，保證其24小時能正常運(yùn)行；

表3 通風(fēng)換氣次數(shù)

（2）醫(yī)院建筑具有功能繁多、要求不一、小房間多的特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)其不同室內(nèi)設(shè)計參數(shù)、負(fù)荷特點(diǎn)和使用時間特點(diǎn)合理劃分區(qū)域及確定兩管制或四管制，水系統(tǒng)應(yīng)分區(qū)供給；

（3）鑒于我國醫(yī)院現(xiàn)狀，內(nèi)區(qū)較大、就醫(yī)人數(shù)較多，在過渡季節(jié)和冬季除人員散熱外再加上設(shè)備和照明的散熱，內(nèi)區(qū)發(fā)熱量不可小覷，必須考慮供冷。醫(yī)院中兩臺熱泵在過渡季和冬季處于非滿載制冷工況運(yùn)行時，可為內(nèi)區(qū)提供冷凍水；另外可考慮過渡季和冬季設(shè)置冷卻塔免費(fèi)供冷系統(tǒng)，這確實(shí)是一項較好的節(jié)能措施；

（4）對于同一層內(nèi)不同功能房間的壓力梯度應(yīng)嚴(yán)格按照從潔凈要求高的房間到潔凈要求低的房間逐步遞降，避免交叉干擾；

（5）對于產(chǎn)生大量惡臭空氣的污泵間、污洗間及垃圾房應(yīng)單獨(dú)設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)并保證高空排放，嚴(yán)禁與其他排風(fēng)系統(tǒng)合用，為了達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)需設(shè)除臭裝置，排放時盡量使惡臭空氣處于負(fù)壓狀態(tài)；

（6）醫(yī)院采用蒸汽熱網(wǎng)作為空調(diào)熱源、加濕源及給排水熱源，因此設(shè)蒸汽冷凝熱回收，用于預(yù)熱生活熱水；

（7）在機(jī)房和空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中設(shè)置必要的自控儀表和計量設(shè)備，對主要的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行自動控制和監(jiān)測。

[1]GB50189-2015，公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]GB50333-2013，醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范[S].

[3]Health Care Facilities.In：1999 ASHRAE Handbook-HVAC Application [Z].

[4]陸燕，胡仰耆.中山醫(yī)院門診綜合樓空調(diào)設(shè)計[J].暖通空調(diào)，2005，35 （9）：89～113．

[5]沈晉明.醫(yī)院病房暖通空調(diào)設(shè)計[J].潔凈與空調(diào)技術(shù)，2002，（B12）：53～58.

[6]梅自力.醫(yī)療建筑空調(diào)設(shè)計[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1991.

修回日期：2016-05-20

4 結(jié)語

（1）VBA為Excel內(nèi)置編程語言，簡單易學(xué)，但功能強(qiáng)大，可以根據(jù)需要對Excel進(jìn)行二次開發(fā)，增加其功能。用戶自定義函數(shù)編寫簡單，可像內(nèi)置函數(shù)一樣直接調(diào)用，比Sub程序更合適于Excel計算。

（2）通過VBA將上海市《建筑防排煙技術(shù)規(guī)程》中的排煙系統(tǒng)設(shè)計計算公式編寫為自定義函數(shù)，并制作成排煙計算表，使用時只需要輸入已知參數(shù)，即可得到相應(yīng)計算結(jié)果，調(diào)試方便快速，從而將設(shè)計人員從煩雜的計算中解放出來，更多地專注時設(shè)計工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50016-2006，建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].

[2]GB50045-95（2005），高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].

[3]DGJ08-88-2006，建筑防排煙技術(shù)規(guī)程[S].

[4]魏汪洋.Excel 2007 VBA高級編程寶典[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

收稿日期：2016-01-14

修回日期：2016-04-26

Air Conditioning and Ventilation Design of the People's Hospital in Wuxi

LI Ling-yan

（Shanghai Institute of Architectural Design&Research Co.，Ltd，Shanghai 200041，China）

Presents thegeneral situationof ThePeople's Hospital inWuxi，andair conditioning and ventilationdesign，includingthedesignparameterselection，coldandheatsources，watersystemdesign，cleanairconditioningandventilationdesign，summarizedsomeviewsandexperiencesofairconditioningdesign about hospital building.

comfortable； coldandheatsources； watersystem； ventilation； pressurecontrol

TU831

B

2095-3429（2016）03-0078-06

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.03.019

2016-04-05

李玲燕（1983-），女，河北邯鄲人，碩士，中級工程師，主要從事暖通空調(diào)及防排煙設(shè)計工作。