韋后廣
(上海尉翔建設工程有限公司 200000)
隨著我們國家經(jīng)濟建設的發(fā)展,醫(yī)療水平的提高,空氣潔凈技術(shù)在醫(yī)療凈化空調(diào)中已經(jīng)得到普遍應用。目前各大醫(yī)院新建或改建的手術(shù)部空調(diào)工程中,大都采用了空氣潔凈技術(shù)。我們國家也早在2002年就發(fā)布并實施了國家標準《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》(GB50333-2002),并于2013年完修訂成,于2014年正式實施了新的標準《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》(GB50333-2013)簡稱手術(shù)部規(guī)范。
手術(shù)部規(guī)范中對不同級別的手術(shù)室設置了不同的技術(shù)指標。如房間的換氣次數(shù)、Ⅰ級(手術(shù)區(qū)為百級)手術(shù)室的工作區(qū)截面平均風速、溫濕度、新風量、噪音等,具體技術(shù)指標如表1。
表1
從技術(shù)指標可以看出,潔凈手術(shù)室對凈化空調(diào)系統(tǒng)的送風量、溫濕度、新風量等參數(shù)要求相對于普通舒適性空調(diào)要求較高,從而使得凈化空調(diào)系統(tǒng)能耗比普通舒適性空調(diào)要高出很多。所以在潔凈手術(shù)室節(jié)能設計中,凈化空調(diào)的節(jié)能設計尤為重要。下文將重點分析、闡述手術(shù)室凈化空調(diào)設計中不同的設計方式所對應的能耗問題。
(1)新風集中處理至室內(nèi)等焓值點,循環(huán)機組采用一次回風方式(簡稱方式一)。手術(shù)室新風設置獨立新風機組,新風集中處理后送至各循環(huán)機組與回風混合,循環(huán)機組將混合后空氣處理至送風狀態(tài)點(O點)送風,處理過程如圖1。
圖1 一次回風空氣處理過程焓濕圖
(2)新風集中處理至室內(nèi)等焓值點,循環(huán)機組采用定二次回風方式(簡稱方式二)。新風集中處理后送至各循環(huán)機組,新風與一次回風混合,再經(jīng)過表冷器處理后與二次回風混合,再將混合后空氣加熱至送風狀態(tài)點送風,處理過程如圖2。
圖2 二次回風空氣處理過程焓濕圖
(3)新風集中處理至承擔室內(nèi)濕負荷狀態(tài)點(深度除濕),循環(huán)機組采用一次回風方式(簡稱方式三):新風承擔室內(nèi)濕負荷,將新風直接處理至機器露點,然后新風與回風混合,再由循環(huán)機組處理至室內(nèi)送風狀態(tài)點。此種處理控制方式通常也稱為溫濕分離控制,即新風主要負責濕度控制,循環(huán)機組主要負責房間內(nèi)溫度控制,處理過程如圖3。
圖3 新風承擔濕負荷的空氣處理過程焓濕圖
潔凈手術(shù)部主要功能房間為手術(shù)室,目前國內(nèi)手術(shù)部設計中Ⅰ級手術(shù)室和Ⅲ級手術(shù)室(手術(shù)室區(qū)為萬級)數(shù)量設置最多。通常情況下,一個手術(shù)部中,Ⅰ級手術(shù)室間數(shù)所占比例約20%,Ⅲ級手術(shù)室所占比例約為80%。Ⅱ級和Ⅳ級手術(shù)室實際使用中較少設置。所以下面主要比較Ⅰ級和Ⅲ級二個類型的手術(shù)室在三種不同空氣處理方式下的能耗情況。以上海地區(qū)某醫(yī)院手術(shù)室空調(diào)冷負荷計算為例進行簡單能耗分析:
圖4 手術(shù)部污物回收平面布局示意圖
手術(shù)室的平面布局為污物回收型。因為此類型在目前國內(nèi)手術(shù)室平面設計中約占95%以上。在這種設計布局中,手術(shù)室一般位于平面的內(nèi)區(qū),即位于潔凈走道和污物走道之間,所以空調(diào)負荷特性相對穩(wěn)定。
某醫(yī)院手術(shù)室位于綜合樓二樓(共5層),層高為5m,手術(shù)室吊頂凈高為3m。Ⅰ級手術(shù)室面積為45m2(6×7.5),Ⅲ級手術(shù)室面積為35m2(5×7)。手術(shù)室墻、頂結(jié)構(gòu)主要為50mm方鋼龍骨結(jié)構(gòu)+9.5mm石膏板+1.2mm電解鋼板。
(1)室外、室內(nèi)空調(diào)計算參數(shù)。
表2
(2)室內(nèi)散熱量計算。
(3)空調(diào)冷負荷對比。
(4)二種級別手術(shù)室三種處理方式空氣處理狀態(tài)點參數(shù)列表(新風處理點,機器露點、送風狀態(tài)點的溫度、相對濕度、焓值)。
從以上計算結(jié)果對比可以看出,相同面積相同級別的凈化手術(shù)室,采用方式一的空調(diào)系統(tǒng)處理方式,運行能耗最高,采用方式三的空調(diào)系統(tǒng)處理方式,運行能耗最低。所以手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)設計中,建議采用新風集中處理至承擔室內(nèi)濕負荷狀態(tài)點(深度除濕),循環(huán)機組采用一次回風方式。
表3
表3
表4
表5
另外,在手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)設計實際應用中,二次回風處理方式通常采用二次回風量固定的方式,此方式雖然存在一定的再熱能耗,但可以減小手術(shù)室的壓差波動。
當然,手術(shù)室凈化系統(tǒng)設計中除了采用上述不同的空氣處理方式達到節(jié)能效果外,還有其他一些節(jié)能措施。比如手術(shù)室高效送風口高效過濾器布置方式,以及高效過濾器的合理選型,再如采用變頻定風量送風控制方式,以及根據(jù)使用情況,采用工作模式和值班值班模式運行等。總的來說,為了節(jié)約醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗,為了響應國家節(jié)能減排的發(fā)展目標,采用合理的節(jié)能設計,是我們每個設計人員應盡的責任。
[1]《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》(GB50333-2013).
[2]《潔凈室施工及驗收規(guī)范》(GB50591-2010).
[3]《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》(GB50736-2012).