陳敏

空調(diào)技術(shù)

某新城區(qū)醫(yī)院病房樓暖通空調(diào)設(shè)計

陳敏

（上海杰筑建筑規(guī)劃設(shè)計有限公司，上海200080）

醫(yī)院由于其本身功能以及病人特有的易感染等固有的特性，對暖通空調(diào)系統(tǒng)有特殊的要求。本文結(jié)合工程實際，主要介紹了江蘇省某市新城區(qū)醫(yī)院病房樓的暖通空調(diào)系統(tǒng)、通風及防排煙系統(tǒng)的設(shè)計。

病房樓； 空調(diào)設(shè)計； 通風設(shè)計； 防排煙設(shè)計

0 引言

醫(yī)院建筑是具有極強專業(yè)性的特殊建筑，尤其是綜合性醫(yī)院擁有很健全的醫(yī)療建筑功能，有嚴格的醫(yī)療工藝要求，內(nèi)部建筑布局非常復(fù)雜，同時又是各種醫(yī)療患者聚集的場所，所以，對其空調(diào)系統(tǒng)與辦公樓、商場等一般的公共場所不同，除保證必要的室內(nèi)空氣品質(zhì)和熱舒適性外，有一定的特殊要求。空調(diào)方案設(shè)計既要保證空調(diào)系統(tǒng)的高效性與可靠性，又要使整個醫(yī)院的空調(diào)系統(tǒng)的投資和運行費用較低。

1 工程概況

該工程為江蘇省某市新城區(qū)人民醫(yī)院手術(shù)樓及病房樓-（主樓病房樓部分）。由地下1層，地上19層組成；地下一層為醫(yī)院餐廳、廚房，冷凍機房及各設(shè)備用房，地上一層為出入院大廳、藥庫及大液體庫，二到四層為藥房、醫(yī)護人員辦公室、ICU、病理科、輸液科、病房等，五到十九層為病房及醫(yī)護人員辦公室，總建筑面積為62261m2，建筑高度為81.35m。

2 參數(shù)設(shè)計

綜合考慮冷熱負荷、人員舒適度等諸多因素并結(jié)合《民用建筑采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50736-2012及JGJ49-886《綜合醫(yī)院建設(shè)設(shè)計規(guī)范》，設(shè)計中采用的室內(nèi)外設(shè)計參數(shù)詳見表1、表2。

表1 空調(diào)室外氣象參數(shù)[1，4]

表2 空調(diào)室內(nèi)設(shè)計參數(shù)[1，4]

3 空調(diào)冷熱源設(shè)計

空調(diào)冷熱源作為空調(diào)系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，需要經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟的綜合比較，按安全性、可靠性、經(jīng)濟性、先進性、適用性的原則進行綜合技術(shù)經(jīng)濟比較來確定。

綜合考慮該新城區(qū)醫(yī)院的空氣調(diào)節(jié)規(guī)模、用途、冷負荷及其所在地區(qū)的氣象條件、能源結(jié)構(gòu)、政策、價格及環(huán)保規(guī)定等情況，綜合《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》中對于冷水機組選擇的要求（單機名義制冷量≥1758kW，冷水機組宜采用離心機組），并同時考慮滿負荷和部分負荷因素，本樓連同裙樓手術(shù)樓、行政科研樓冷源采用三臺水冷離心機組，單臺制冷量為2989kW，冷凍水進出水溫度12/7℃，COP值為5.6，系統(tǒng)圖如圖1所示。熱源采用三臺4.2MW燃氣熱水鍋爐，置于后勤服務(wù)樓地下1層樓鍋爐房內(nèi)，熱水進出水溫度為90/70℃，經(jīng)板式換熱器換熱后，末端熱水進出水溫度為60/45℃，系統(tǒng)圖如圖2所示。各單體冷熱負荷見表3。

表3 各單體冷熱負荷詳情

對于手術(shù)室，ICU等溫濕度控制要求較高的空間，集中式冷熱源系統(tǒng)滿足不了其控制要求，為了滿足此類功能房間的溫濕度控制要求，采用潔凈空調(diào)，由專業(yè)廠家二次深化設(shè)計，并預(yù)留風冷熱泵作為備用冷熱源。消防控制中心、值班室、電梯機房等均設(shè)置分體式空調(diào)，可24h不間斷工作，不受中央空調(diào)影響。

4 空調(diào)通風系統(tǒng)設(shè)計

空調(diào)系統(tǒng)一般可按負擔室內(nèi)熱濕負荷所用的介質(zhì)分為全空氣系統(tǒng)、全水系統(tǒng)、空氣-水系統(tǒng)和制冷劑系統(tǒng)[1]。按空氣處理設(shè)備的集中程度可分為集中式空調(diào)系統(tǒng)、半集中式空調(diào)系統(tǒng)和分散式空調(diào)系統(tǒng)。按熱量移動（傳遞）的原理來分可分為對流方式空調(diào)和輻射方式空調(diào)，按被處理空氣的來源來分可分為封閉式系統(tǒng)、直流式系統(tǒng)和混合式系統(tǒng)。

病房樓由于空調(diào)房間較多，空間較小，且各房間溫濕度要求單獨控制，空調(diào)系統(tǒng)采用風機盤管加新風系統(tǒng)，新風量超過3000m3/h的新風系統(tǒng)，設(shè)置熱回收段，熱回收效率大于60%[2]；此外，新風系統(tǒng)設(shè)置初中效過濾器；新風經(jīng)降溫、除濕（冬季為加熱、加濕）后經(jīng)送風管送入各功能房間（病房部分接入風機盤管機組條形送風口），室內(nèi)空氣通過走道回風管送至新風機內(nèi)全熱回收段與室外新風換熱后排放。各層熱回收新風機組均置于本層走道盡頭的新風機房內(nèi)，新風機房內(nèi)設(shè)有新風井和排風井，新風經(jīng)由新風豎井送至各個功能房間，再由排風豎井排至屋面，高空排放。在各科室候診區(qū)、取藥大廳、輸液大廳、急診大廳、檢驗科、中心實驗室等區(qū)域空調(diào)機組回風口均設(shè)置具有除塵除菌兼具降解有機揮發(fā)性氣體的作用的空氣凈化消毒裝置。

考慮到入口大廳等區(qū)域人流太密變化快，且層高較高，此區(qū)域采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)，全新風工況新風比為80%。門診、病房等均為小開間房間，且房間人數(shù)一般較為穩(wěn)定，送排風風管支管處均設(shè)置定風量調(diào)節(jié)閥，方便調(diào)節(jié)。

5 空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計

空調(diào)水系統(tǒng)包含冷凍水和冷卻水兩部分，根據(jù)配管形式、水泵配置、調(diào)節(jié)方式等的不同，可以設(shè)計成不

同的系統(tǒng)類型。

兩管制空調(diào)水系統(tǒng)為供冷與供熱合用同一管網(wǎng)的系統(tǒng)，可以有效減少空調(diào)機房和管網(wǎng)建設(shè)投資，系統(tǒng)簡單，運行穩(wěn)定，可按季節(jié)轉(zhuǎn)換[5]。故該病房樓空調(diào)冷（熱）水系統(tǒng)采用兩管制系統(tǒng)，并設(shè)置能量計量裝置。各系統(tǒng)總管采用同程式，各樓層支干管采用異程系統(tǒng)，支路干管均設(shè)平衡閥調(diào)節(jié)，且各樓層平面水系統(tǒng)根據(jù)空調(diào)風系統(tǒng)劃分若干回路分擔不同區(qū)域。由于不同規(guī)格風機盤管在設(shè)計水流量時水側(cè)的壓降不同，故風機盤管均選配流量系數(shù)可調(diào)的電動兩通閥。設(shè)計中應(yīng)對不同規(guī)格的風機盤管的電動兩通閥的流量系數(shù)進行設(shè)計計算，并要求產(chǎn)品在出廠前按設(shè)計值校核整定，以保證安裝在同一環(huán)路中時、不同規(guī)格風機盤管的水側(cè)壓降一致。

空調(diào)冷（熱）水系統(tǒng)采用變流量一次泵循環(huán)水系統(tǒng)?？照{(diào)末端設(shè)電動兩通閥，由室內(nèi)恒溫控制器的信號控制兩通閥的開度，改變末端水流量，達到系統(tǒng)變流量的目的。在冷源側(cè)，由于通過冷水機組的水流量不能低于額定值，采用多臺冷凍機和多臺水泵并聯(lián)的方式，對水泵和相應(yīng)的冷凍機組進行臺數(shù)控制。在冷源側(cè)和負荷側(cè)的供回水管上均設(shè)旁通管和壓差調(diào)節(jié)器，壓差調(diào)節(jié)器控制旁通管上的兩通閥，通過控制旁通水量保證冷凍水泵和冷水機組的運行臺數(shù)，旁通水量相當于一臺制冷機的流量。由于空調(diào)系統(tǒng)全年大多在空調(diào)設(shè)計負荷的60%～70%的范圍內(nèi)工作；因此，在選型設(shè)計時，要使所選水泵在其設(shè)計流量的70%的工況點。

6 氣流組織設(shè)計

空調(diào)區(qū)的氣流組織，應(yīng)根據(jù)建筑物的用途對空調(diào)區(qū)內(nèi)溫濕度參數(shù)，允許風速、噪聲標準、空氣質(zhì)量、室內(nèi)溫度梯度及空氣分布特性指標（ADPI）的要求，結(jié)合建

筑物特點、內(nèi)部裝修、工藝等進行設(shè)計、計算。

綜合考慮上訴因素，病房樓的氣流組織形式主要分為兩部分：1）辦公室、診室、輸液區(qū)、檢驗室、化驗室、大堂等公共區(qū)域采用上供上回的氣流組織形式；2）病房采用通過二級吊頂?shù)膫?cè)向送風和頂部回風的形式。送風在整個房間形成一個大的回旋氣流，病床處于回流區(qū)，二級吊頂?shù)母卟钤?0cm以內(nèi)，保證了射流在整個射程中都貼附于頂棚，側(cè)送空氣的射流參數(shù)，按照受限貼附射流的計算公式進行計算。按照供冷模式確定的送風狀態(tài)在供熱模式下性能趨于惡化，射流向上彎曲，使送風氣流很難達到房間的較低處，因此設(shè)計中，一方面要保證風口良好的調(diào)節(jié)性能，另一方面可以用溫度調(diào)節(jié)和流量調(diào)節(jié)相結(jié)合的方法，加大送風量，降低送風溫度，一定程度上可以改善氣流分布。側(cè)送風的氣流流型如圖3所示。

7 防排煙系統(tǒng)設(shè)計

由于醫(yī)院進出人員頻繁，且易燃物多，為保證病人以及來訪者更加安全。醫(yī)院的消防通風系統(tǒng)的設(shè)計顯得尤為重要。

對于地下或半地下建筑（室），經(jīng)常有人停留或可燃物較多的總建筑面積大于200m2或一個房間建筑面積大于50m2，設(shè)置機械排煙系統(tǒng)[3]，排煙風機至于地下一層機房內(nèi)；設(shè)置機械排煙的各功能房間的補風采用機械補風，與廚房共用補風風機，補風量為排煙量的50%（餐廳利用可開啟外窗自然補風）。不滿足自然通風要求的廚房及冷凍機房設(shè)置機械通風及事故通風系統(tǒng)，并與室內(nèi)燃氣泄漏報警裝置、煙氣CO濃度檢測報警裝置聯(lián)動；廚房通風量按正常工作換氣次數(shù)不小于6 次/h，不工作時換氣次數(shù)不小于3次/h，事故通風換氣次數(shù)不小于12次/h來計算；冷凍機房通風量按正常工作換氣次數(shù)不小于6次/h，事故通風換氣次數(shù)不小于12次/h計算；廚房及冷凍機房事故通風的手動控制裝置應(yīng)在室內(nèi)外便于操作的地點分別設(shè)置。

地下室走道，地上走道及大于100m2的房間設(shè)置機械排煙（自然排煙的除外），按建筑面積小于500m2劃分防煙分區(qū)，排煙風機設(shè)于屋面處。排煙風機排煙量按該風機所負擔最大防煙分區(qū)面積每平方米不小于120m3/h計算，機械排煙風量按此方法計算后且取值不小7200m3/h。

防煙樓梯間及其合用前室、避難間設(shè)置機械加壓送風系統(tǒng)，加壓送風機均置于屋面處。防煙樓梯間及其合用前室的加壓送風量按照式（1）、式（2）計算得出，取其中的大值與全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施—暖通空調(diào)，動力分冊（2009年版）表4.10.3相較取大值作為系統(tǒng)計算加壓送風量。

式中 Ly—加壓送風量，m3/h；

0.827—漏風系數(shù)；

A—門窗縫隙的總有效漏風面積，m2；

門縫寬度：疏散門0.002～0.006m

ΔP—壓力差，Pa；疏散樓梯間取40～50Pa；前室、

消防電梯前室、合用前室取20～30Pa；

n—指數(shù)，一般取2；

1.25—不嚴密附加系數(shù)。

式中 F—樘門開啟的斷面積；

v—開啟門洞處的平均風速，取0.7～1.2m/s；

a—背壓系數(shù)，根據(jù)加壓間密封程度取0.6～1.0；b—漏風附加率，取0.1～0.2；

n—同時開啟門的計算數(shù)量，對于多層建設(shè)和20層以下的高層建筑取2，20層及20層以上的取3。

避難間的加壓送風量按照避難間凈面積每平米30m3/h計算，避難間為四層以上層層設(shè)置，加壓送風機至于屋面處，并在加壓送風機送風管處加設(shè)余壓裝置。

8 結(jié)語

醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)因其對空氣品質(zhì)要求較高且存在大量無法回收的排風，能耗比其他建筑要高，為此，節(jié)能問題更為突出。這里簡單談一些系統(tǒng)設(shè)計上需要注意的問題：（1）醫(yī)院負荷變化隨運行情況和季節(jié)變化較大，因此空調(diào)風機、排風機、水泵都有要設(shè)調(diào)速電機，為運行管理節(jié)能提供條件。

（2）空調(diào)通風系統(tǒng)宜精簡閥門的設(shè)置，運行管理過程中要經(jīng)常清潔過濾裝置，以減少阻力達到節(jié)能的目的，同時還可減少閥門積塵，造成空調(diào)系統(tǒng)污染。

（3）根據(jù)醫(yī)院將來的運行情況，合理劃分空調(diào)系統(tǒng)，例如，充分與使用方溝通，以確定幾間手術(shù)室共用一個新風系統(tǒng)比較合適。

（4）由于醫(yī)院同時使用熱源和冷源的時間較多，可嘗試采用冷熱源一體機，但其使用受冷熱量平衡的限制。

以上內(nèi)容值得在以后的學(xué)習和工作中做更深入研究。

[1]GB50736-2012，民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]DGJ32-J96-2014，江蘇省公共建筑節(jié)能設(shè)計標準[S].

[3]JGJ49-886，綜合醫(yī)院建設(shè)設(shè)計規(guī)范[S].

[4]全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-暖通空調(diào)·動力[M].2009.

[5]GB50016-2014，建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].

HVAC System Design of a New City Hospital Ward Building

CHEN Min

（JIEZHU GROUP，Shanghai 200080，China）

Because of it's function and unique characteristics of the patient susceptible toinfection，hospital has a special request toHVAC system.Combining engineering practice，the article introduce design of HVAC，ventilation and smokecontrol systemfornewcityhospital wardbuildinginJiangsu.

wardbuilding； HVAC design； ventilationdesign； smoke-exhaustingdesign

TU83

B

2095-3429（2016）03-0084-04

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.03.020

2016-03-21

修回日期：2016-05-17

陳 敏（1988-），女，安徽滁州人，碩士，工程師，主要從事暖通空調(diào)設(shè)計研究工作。