王 美
華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 上海 200000
某醫(yī)院項(xiàng)目為西安交通大學(xué)附屬創(chuàng)新港醫(yī)院,位于陜西省國(guó)家級(jí)新區(qū)—西咸新區(qū)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(qū)域。建筑面積295000m2。一期包括綜合住院一、門診醫(yī)技、綜合樓、國(guó)際醫(yī)學(xué) 保健住院、健康生活廣場(chǎng)及一期其他附屬設(shè)施;二期包括綜合住院樓二、綜合住院樓三、二期其他附屬設(shè)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(shù)量為600床。二期總建筑面積120500m2,病床數(shù)量為900床。本次主要以一期建設(shè)為主進(jìn)行分析探討,根據(jù)醫(yī)院項(xiàng)目特殊的使用需求特點(diǎn),普通區(qū)域空調(diào)及熱水系統(tǒng)采用了一體式直燃機(jī)作為冷熱源的系統(tǒng)。而在凈化區(qū),設(shè)置獨(dú)立的冷熱源,機(jī)組采用螺桿式風(fēng)冷冷熱水一體機(jī),同時(shí)供冷供熱。由于醫(yī)院特殊性決定,在凈化加濕、中心供應(yīng),廚房,洗衣房等區(qū)域則采用了蒸汽鍋爐系統(tǒng)。本文將對(duì)該醫(yī)院項(xiàng)目的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行綜合分析。
由于該醫(yī)院項(xiàng)目位于寒冷地區(qū),根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)應(yīng)選擇的中央空調(diào)形式以便集中供冷和供熱。同時(shí)項(xiàng)目區(qū)域天然氣供應(yīng)充足,具備燃?xì)饪照{(diào)技術(shù)應(yīng)用條件,因此根據(jù)該醫(yī)院項(xiàng)目的建筑規(guī)模、使用特性以及當(dāng)?shù)啬茉唇Y(jié)構(gòu)、價(jià)格、環(huán)保等多方面因素,決定在該醫(yī)院項(xiàng)目單通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中采用直燃型溴化鋰機(jī)組,且應(yīng)設(shè)置備用設(shè)備,確保當(dāng)一臺(tái)停止工作時(shí),備用設(shè)備的供熱能力能夠達(dá)到設(shè)計(jì)供熱量的65%,以滿足醫(yī)院在冬季對(duì)采暖空調(diào)的要求[1]。直燃機(jī)、水泵房、蒸汽鍋爐等設(shè)備房設(shè)置于地下一層。在設(shè)計(jì)方案過(guò)程中,從技術(shù)角度提供合理系統(tǒng),并和業(yè)主方進(jìn)行及時(shí)、有效的溝通,從當(dāng)?shù)貙?shí)際情況出發(fā),確定符合特定地區(qū)特定使用方的系統(tǒng)方案。
該醫(yī)院項(xiàng)目的一期工程中包括綜合住院樓一、門急診醫(yī)技樓以及國(guó)際醫(yī)學(xué)中心等普通區(qū)域,經(jīng)計(jì)算其空調(diào)總冷負(fù)荷為13960KW,熱負(fù)荷為10200KW,生活熱水2300KW,因此設(shè)置一體化直燃機(jī)3臺(tái),制熱量增大型,制冷量4652KW,制熱量4304KW。在冷凍水設(shè)計(jì)中,供/回水溫度設(shè)計(jì)為7℃/14℃,并在屋面設(shè)置冷卻塔3臺(tái),冷卻水供/回水溫度為30℃/37℃。一體化直燃機(jī)內(nèi)設(shè)置兩套互相獨(dú)立熱水循環(huán)盤管,生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)作為醫(yī)院生活熱水熱源。系統(tǒng)圖見圖1。在醫(yī)院的綜合樓以及健康生活廣場(chǎng)則采用了多聯(lián)機(jī)以及風(fēng)冷熱泵機(jī)組等方式。
圖1 一體化直燃機(jī)內(nèi)設(shè)置系統(tǒng)圖
在該醫(yī)院項(xiàng)目?jī)艋瘏^(qū)域,EICU、靜脈配置、PCR、ICU、手術(shù)室等,為保證其空調(diào)全年不間斷運(yùn)行,并考慮系統(tǒng)安全穩(wěn)定性,設(shè)置獨(dú)立的冷熱源,機(jī)組采用螺桿式風(fēng)冷冷熱水一體機(jī),并設(shè)置備用機(jī)組,同時(shí)供冷供熱。在醫(yī)院的門急診及綜合住院樓屋面設(shè)置3臺(tái)(1臺(tái)為備用)四管制風(fēng)冷螺桿式冷熱水機(jī)組。在國(guó)際醫(yī)學(xué)中心屋面設(shè)置了一用一備四管制風(fēng)冷螺桿式冷熱水機(jī)。
此外,在該醫(yī)院手術(shù)區(qū)域加濕、中心供應(yīng)室等特殊區(qū)域,有24小時(shí)不間斷蒸汽需求,其熱源由3臺(tái)1.2T/h的蒸汽鍋爐提供,以滿足手術(shù)區(qū)加濕、中心供應(yīng)室、廚房以及洗衣房的蒸汽用量需求。
在該醫(yī)院的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,水系統(tǒng)采用一次泵變頻系統(tǒng),并采用分區(qū)供應(yīng)方式。為簡(jiǎn)化空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并在滿足醫(yī)院使用需求的基礎(chǔ)上降低系統(tǒng)成本,在設(shè)計(jì)方案中采用了兩管制水系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)夏季供冷以及冬季供暖,空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)置為豎向異程以及水平同程布局[2]。同時(shí),設(shè)計(jì)方案中還將平衡閥門分別設(shè)置在了立管各層分支中,并通過(guò)合理確定水管管徑以及調(diào)節(jié)閥門確保水力平衡,從而使末端能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在系統(tǒng)設(shè)備的選擇中采用了一次泵變頻設(shè)備以及集分水設(shè)備,并將供應(yīng)方式設(shè)置為分樓分區(qū)形式,以控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體積,提高設(shè)備的適用性。根據(jù)負(fù)荷側(cè)使用波動(dòng)要求,將運(yùn)行系統(tǒng)的冷源側(cè)設(shè)定為定流量,并將負(fù)荷側(cè)設(shè)定為變流量,以保證主機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定,并降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗。此外,在機(jī)房設(shè)計(jì)中采用了單獨(dú)設(shè)置主機(jī)房以及水泵房的方式,以滿足直燃機(jī)以及水泵設(shè)備在防爆方面的技術(shù)規(guī)范要求。
在該醫(yī)院項(xiàng)目的大空間內(nèi),空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)采用的是全空氣定風(fēng)量系統(tǒng),而在診室及其他空間要求單獨(dú)控制的房間采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng),氣流組織方式上送上回。針對(duì)醫(yī)院特殊性,風(fēng)機(jī)盤管回風(fēng)口采用帶初效過(guò)濾網(wǎng)且內(nèi)置靜電式空氣凈化裝置的門鉸型回風(fēng)口。防止細(xì)菌、真菌等污染物傳播及在風(fēng)管中積存,同時(shí)便于保養(yǎng)維護(hù)。新風(fēng)系統(tǒng)采用兩級(jí)過(guò)濾(初、中效),新風(fēng)入口設(shè)置電動(dòng)密閉閥,與相應(yīng)設(shè)備連鎖控制。集中空調(diào)系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的回風(fēng)口必須設(shè)初阻力小于50Pa、微生物一次通過(guò)率不大于10%和顆粒物一次計(jì)重通過(guò)率不大于5%的過(guò)濾設(shè)備[3]。在醫(yī)院一些有特殊要求的房間內(nèi),如感染門診、病理科,檢驗(yàn)科等設(shè)置了直流式空調(diào)系統(tǒng)??照{(diào)風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)不同使用功能,以科室為最小單位,合理規(guī)劃控制系統(tǒng)規(guī)模,保證吊頂內(nèi)管線分布滿足空間凈高要求,便于分科計(jì)量及運(yùn)行管理、維護(hù)等。此外,在醫(yī)院的計(jì)算機(jī)中心等特殊設(shè)備用房間設(shè)置精密空調(diào)。
在該醫(yī)院項(xiàng)目的空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)中采用了DDC直接數(shù)字式監(jiān)控系統(tǒng)。其中空調(diào)水系統(tǒng)中所采用的一次泵變流量系統(tǒng),其能夠按照系統(tǒng)最不利環(huán)路末端供回水壓差對(duì)一次泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)以及轉(zhuǎn)速等進(jìn)行自動(dòng)控制,通過(guò)對(duì)循環(huán)水量的調(diào)節(jié)來(lái)使空調(diào)適應(yīng)不同工況要求。在設(shè)計(jì)中還設(shè)置了三速開關(guān)及電動(dòng)兩通閥,以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)盤管以及回水管的自動(dòng)控制。在醫(yī)院空調(diào)機(jī)組以及新風(fēng)機(jī)組冷水出口等位置均設(shè)置了動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,從而通過(guò)對(duì)表冷器進(jìn)水量的自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到控制送風(fēng)溫度的目的。在空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)引入管上設(shè)置了與風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖的電動(dòng)密閉閥,使系統(tǒng)能夠在空調(diào)機(jī)組或者新風(fēng)機(jī)組停機(jī)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉新風(fēng)閥,并進(jìn)行防凍保護(hù)。同時(shí),通過(guò)DDC自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)置,醫(yī)院空調(diào)機(jī)組可以根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)對(duì)回風(fēng)溫度和相對(duì)濕度進(jìn)行對(duì)比分析,并對(duì)蒸汽加濕器電動(dòng)調(diào)節(jié)閥以及回水管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。此外,DDC系統(tǒng)還可以按照預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)所測(cè)定的新風(fēng)干球溫度進(jìn)行對(duì)比,并自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)比,從而實(shí)現(xiàn)在過(guò)渡季的全新風(fēng)運(yùn)行。
該醫(yī)院項(xiàng)目的主要機(jī)械送排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置在設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)。在醫(yī)院的衛(wèi)生間內(nèi)設(shè)置了單獨(dú)的通風(fēng)裝置,并利用屋頂風(fēng)機(jī)經(jīng)由土建豎井集中排風(fēng)。在醫(yī)院的特殊區(qū)域內(nèi)設(shè)置了單獨(dú)的排風(fēng)系統(tǒng)以及空氣過(guò)濾處理裝置,以確保向大氣排放的廢氣能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)[4]。同時(shí),在醫(yī)院的檢驗(yàn)科等有特殊排風(fēng)要求的區(qū)域內(nèi),設(shè)計(jì)人員為生物安全柜設(shè)置了獨(dú)立的送排風(fēng)系統(tǒng),并在屋面設(shè)置了排風(fēng)機(jī)以及高效過(guò)濾裝置,使其所排出的氣體在處理達(dá)標(biāo)后高空排放。且在其送風(fēng)系統(tǒng)中設(shè)置了預(yù)冷、預(yù)熱處理設(shè)備,滿足工作區(qū)內(nèi)人員的基本溫度需求。由于該醫(yī)院項(xiàng)目配置了多個(gè)生物安全柜房間,因此在送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用變頻型機(jī)組以及雙風(fēng)機(jī)機(jī)組等,且與設(shè)置在無(wú)菌室內(nèi)的生物安全柜實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制,以確保風(fēng)平衡。
防排煙設(shè)計(jì)也是醫(yī)院通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守消防設(shè)計(jì)要求對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化,以保證醫(yī)院的消防安全。設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分了解該醫(yī)院的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),由于醫(yī)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(guī)范要求的基礎(chǔ)上采用自然排煙方式。而在其他部分則應(yīng)采用機(jī)械加壓送風(fēng)排煙方式,且應(yīng)在建筑屋頂處布設(shè)正壓送風(fēng)機(jī)。同時(shí),防煙樓梯間分別設(shè)置地上以及地下的加壓送風(fēng)設(shè)備[5]。防煙樓梯間每隔兩層設(shè)置1個(gè)正壓送風(fēng)口,前室和合用前室每層設(shè)置1個(gè)正壓送風(fēng)口。發(fā)生火災(zāi)時(shí)啟動(dòng)正壓送風(fēng)機(jī),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(jī)動(dòng)車庫(kù)以及非機(jī)動(dòng)車庫(kù)部分采用與通風(fēng)管系統(tǒng)合用方式設(shè)計(jì)其排煙系統(tǒng),在無(wú)法自然進(jìn)風(fēng)的防火分區(qū)設(shè)置機(jī)械進(jìn)補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng),補(bǔ)風(fēng)量為排風(fēng)量80%且不小于排煙量的50%。
在醫(yī)院的地下、半地下建筑以及地上建筑內(nèi)的超過(guò)50m2無(wú)窗房間內(nèi),或面積超過(guò)100m2有人經(jīng)常停留或存在較多可燃物的房間內(nèi),長(zhǎng)度達(dá)到20m以上的內(nèi)走道,兩端與外窗之間的距離達(dá)到60m以上的內(nèi)走道均應(yīng)設(shè)置機(jī)械排煙裝置。在無(wú)窗以及不具備自然補(bǔ)風(fēng)條件的區(qū)域內(nèi)還應(yīng)設(shè)置機(jī)械補(bǔ)風(fēng)設(shè)施,且其補(bǔ)風(fēng)量應(yīng)達(dá)到排煙量的50%左右。避難間應(yīng)設(shè)置自然通風(fēng)或機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng),考慮到醫(yī)院開窗設(shè)置通常受限,常無(wú)法滿足自然通風(fēng)條件,因此常采用機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng),且在外墻設(shè)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(fēng)條件的,設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng),考慮到病房層多層高受限,但每層平面布置規(guī)律,因此機(jī)械排煙系統(tǒng)豎向設(shè)置,以提高病房層空間高度。此外需注意的是,醫(yī)院中有凈化要求的區(qū)域內(nèi)設(shè)置排煙口,排煙口應(yīng)采用板式排煙口。潔凈區(qū)內(nèi)的排煙閥應(yīng)采用嵌入式安裝方式,排煙閥表面應(yīng)易于清洗、消毒[6]。
醫(yī)院通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的噪音主要來(lái)自制冷機(jī)房,空調(diào)機(jī)房、通風(fēng)機(jī)房等,因此設(shè)計(jì)時(shí)盡量選擇高效率、低噪音設(shè)備,并將減振器設(shè)置在風(fēng)冷熱泵機(jī)組以及水泵下方,在機(jī)房?jī)?nèi)管道下還應(yīng)設(shè)置減振支吊架。對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)表面應(yīng)采取吸聲以及隔聲處理措施。對(duì)于臨近空調(diào)機(jī)房且要求低噪聲的房間應(yīng)采用雙級(jí)防震設(shè)計(jì)。機(jī)房與公共區(qū)域相通的門均應(yīng)采用防火隔聲門,在設(shè)備連接進(jìn)出管設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇柔性連接材料。在空調(diào)機(jī)房的進(jìn)出風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置消聲裝置。同時(shí),在選擇空調(diào)系統(tǒng)潔凈消聲器應(yīng)采用專業(yè)潔凈型消聲設(shè)備。
由于醫(yī)院一層門診大廳層高較高,因此應(yīng)采用地板輻射采暖方式為滿足冬季室內(nèi)溫度需求,同時(shí)為減少外門冬季冷風(fēng)滲透,應(yīng)將風(fēng)幕機(jī)設(shè)置在無(wú)門斗或雙層外門的位置,且應(yīng)將電動(dòng)密閉風(fēng)閥設(shè)置與通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)連接室外的風(fēng)管上。醫(yī)院通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)積極采用節(jié)能產(chǎn)品以及優(yōu)質(zhì)高效保溫材料風(fēng)管、水管及空調(diào)保溫材料,保溫層的設(shè)計(jì)厚度應(yīng)滿足節(jié)能要求,且設(shè)置的多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)采用的是環(huán)保性能較好的冷媒[4]。同時(shí),在該醫(yī)院的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)采用風(fēng)冷熱泵冷水機(jī)組其在名義制冷工況和規(guī)定條件下的性能系數(shù)不小于2.9,而燃?xì)馊加蛢捎谜羝仩t則應(yīng)達(dá)到90%以上。在冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)設(shè)置采用具有調(diào)速控制功能的冷卻塔風(fēng)機(jī),從而在冷負(fù)荷降低時(shí)能夠有效控制運(yùn)行成本。在空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)采用具有變頻控制功能的一次泵系統(tǒng),并應(yīng)在末端裝置上配置兩通調(diào)節(jié)閥。在該醫(yī)院項(xiàng)目的部分區(qū)域應(yīng)根據(jù)其功能特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)過(guò)渡季節(jié)全新新風(fēng)運(yùn)行。在系統(tǒng)的冷卻塔補(bǔ)水總管上,設(shè)計(jì)設(shè)置了計(jì)量設(shè)備。當(dāng)風(fēng)量達(dá)到10000m3/h以上時(shí),應(yīng)確保機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)最大單位風(fēng)量耗功率低于0.27W/(m3*h),且新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)最大單位風(fēng)量耗功率則應(yīng)控制在0.24W/(m3*h)以內(nèi) 。此外,在醫(yī)院的地下車庫(kù)應(yīng)、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)以及鍋爐房?jī)?nèi)均應(yīng)采用自動(dòng)化傳感控制裝置,以自動(dòng)監(jiān)測(cè)CO濃度、房間溫度以及供熱量等指標(biāo)值,并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)調(diào)節(jié)設(shè)備。
在醫(yī)院項(xiàng)目通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)確保氣流排向設(shè)計(jì)合理,醫(yī)院潔凈且無(wú)傳染病菌區(qū)域應(yīng)設(shè)為正壓區(qū)域,普通清潔區(qū)應(yīng)設(shè)置為微正壓,而污染區(qū)則應(yīng)設(shè)為負(fù)壓。同時(shí),在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)不同區(qū)域的不同功能區(qū)進(jìn)行合理設(shè)置,在風(fēng)機(jī)盤管回風(fēng)口以及空調(diào)機(jī)組出風(fēng)口處等重點(diǎn)位置均采用駐電極空氣凈化裝置等凈化處理設(shè)備,以避免風(fēng)管中積存細(xì)菌或者真菌等污染物,從而達(dá)到防止污染物傳播以及便于保養(yǎng)維護(hù)的目的[5]。此外,在醫(yī)院的污物區(qū)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng),確保其與清潔區(qū)排風(fēng)系統(tǒng)相分離。
在醫(yī)院項(xiàng)目的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求,積極運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法,結(jié)合醫(yī)院項(xiàng)目的具體特點(diǎn)合理確定通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及相關(guān)管線布局,準(zhǔn)確計(jì)算核心設(shè)計(jì)參數(shù),充分借鑒國(guó)內(nèi)外醫(yī)院通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功經(jīng)驗(yàn),不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,從而全面滿足醫(yī)院項(xiàng)目在舒適性、空氣質(zhì)量、環(huán)境溫濕度控制以及預(yù)防交叉感染等多方面的要求,為醫(yī)院診療服務(wù)的順利開展奠定良好的基礎(chǔ),并推動(dòng)我國(guó)醫(yī)院等專項(xiàng)項(xiàng)目通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的全面提升。