無錫市人民醫院二期空調通風設計

李玲燕

空調技術

無錫市人民醫院二期空調通風設計

李玲燕

（上海建筑設計研究院有限公司，上海200041）

介紹了無錫市人民醫院二期的建筑概況及空調通風設計，包括空調設計參數的選擇、冷熱源配置、水系統設計、凈化空調和通風設計等，并結合本實例總結了關于醫院建筑空調通風設計的一些看法和體會。

舒適； 冷熱源； 水系統； 通風； 壓力控制

0 引言

醫院是救死扶傷的場所，隨著經濟的快速發展和人民生活水平的提高，對醫療環境的要求越來越高，為了順應這些發展，醫療建筑中的空調設計面臨新的挑戰。醫院空調設計的目的不僅是為了提供舒適的環境，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，而這也是設計的難點所在[4]。

1 工程概況

無錫市人民醫院二期總建筑面積約120000m2，建筑高度為53.2m，設計床位1000床。

醫院分五個群組：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療中心樓，主要功能為門急診、體檢、手術、ICU、NICU、制液中心、辦公、醫技等。如圖1所示。

2 設計參數

根據《公共建筑節能設計標準》和醫院建筑相關規范要求，主要功能房間的室內設計參數見表1和表2[1，2]。

表1 非凈化區域室內設計參數

表2 凈化區域室內設計參數

3 冷熱負荷及冷熱源配置

（1）通過專業軟件的逐時計算，逐時冷熱負荷如圖2所示。

整個大樓的逐時最大空調總冷負荷為8393kW，建筑面積冷指標為105W/m2；總熱負荷為6637kW，建筑面積熱指標為83W/m2。

（2）空調冷熱源設在地下一層能源中心內。

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

熱源：醫院所在地具有蒸汽熱網系統，設計選用節能型高效板式汽水-水換熱機組作為空調熱源。為普通區域服務的熱源選用單臺換熱量為2100kW的機組三臺，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、ICU、配液中心、NICU、PICU等凈化區域單獨配備一套700kW節能型高效板式汽水-水換熱機組，作為此區域的冬季熱源或者再熱熱源或者NICU和PICU區域的早期空調熱源；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風冷熱泵冷熱水機組作為手術、ICU、CCU、配液中心等凈化區域的備用冷熱源。

過渡季節及冬季，常規熱源正常工作時（過渡季節及冬季離心制冷機不開），熱泵可作為冷源，為此區域提供冷凍水，根據負荷要求控制運行臺數；當常規熱源出現問題時，熱泵供熱工況運行，可根據負荷情況控制一臺或兩臺熱泵運行。夏季，當離心制冷機出現問題時，熱泵可供冷工況運

行，可根據負荷情況控制一臺或兩臺熱泵運行。

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

地下室變配電機房、地上消防控制中心、無線覆蓋機房及弱電總機房采用變制冷劑流量多聯機系統；電梯機房及UPS配電間設分體空調器（UPS配電間分體空調器采用UPS電源供電）。

（4）醫院冬季空調加濕采用蒸汽，手術室區域的加濕采用干蒸汽二次加濕，其他區域的空調箱及新風機組均采用直接干蒸汽加濕。蒸汽熱網接入的高壓蒸汽經過分汽缸后接至各用戶末端。

4 空調水系統

空調總水管路均采用垂直異程水平同程機械循環系統。冷凍水系統采用兩級泵系統，一級泵定流量運行，二級泵變流量運行；熱水系統采用一級泵變流量系統。空調冷熱水系統和熱泵均采用密閉式定壓罐定壓，定壓點位于循環水泵入口處。能源中心水系統原理圖如圖3所示。

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

兩個系統。

（2）水系統采用兩管制還是四管制是一個既簡單又復雜的問題，因為它涉及到技術、經濟、管理和觀念等多方面，需要設計者自身的正確判斷[4]。根據醫院建筑特點及實際需要，末端管路系統大致分為三類：

1）潔凈區域，此區域對空調箱和新風機組采用四管制系統，對凈化風機盤管采用區域兩管制系統。此區域的要求較高，需要有備用冷熱源（前面提到的熱泵），水系統自成一體，如圖3所示。

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

3）其他普通區域（主要呈外區特征），采用兩管制系統，冷熱要求與季節明顯對應。

5 空調系統

5.1 非凈化區域

門診大廳、大候診區和大會議室等大空間區域采用低速風道全空氣系統[4]，滿足過渡季節全新風運行；普通病房、各科診室、醫技科室、辦公等小空間用房采用風機盤管加新風系統。所有空調箱均設有初、中效過濾器。一般原則為：辦公區、大多數診室等為普通風機盤管[4]；特殊病房、個別特殊要求的診室為帶高效（H13）送風口和中效（F5）回風口的凈化風機盤管；檢驗科及病理科等會產生異味的科室的風機盤管的回風口上設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，以改善室內的空氣品質。

門診區的空氣壓力梯度由高到低依次為[4]：診室→候診區→有污染的房間、衛生間、污洗間；病房區的空氣壓力梯度由高到低依次為：醫生護士辦公室→病房、治療室、走廊→處置室、污洗間、衛生間。

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，一種是只在病房設新風口，新風先滲透到走廊然后由公共衛生間和污洗間等排風排出；另一種是在病房同時設置送、排風口使其保持微正壓，同時向走廊送風，同樣在公共衛生間和污洗間等設排風。我們認為這兩種方式的選用主要取決于病房的實際使用狀況，如果是易感染患者的病房則采用第一種方式，如果病房產生污染（如較強臭氣）則選用第二種方式[5]。醫院的三個病房樓均采用了第二種方式，因為每個病房內均設有獨立衛生間，易產生較強臭氣。

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

5.2 凈化區域

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

一層藥物配置中心采用一臺潔凈型空調機組，新風自引；二層DSA采用三臺潔凈型空調機組，新風集中供給；三層ICU采用四臺潔凈型空調機組，新風集中供給；三層手術部每間手術室各采用一臺潔凈型空調機組，潔凈走廊及輔房采用二臺潔凈型空調機組，清潔走廊及輔房采用一臺潔凈型空調機組，新風集中供給；三層辦公區采用凈化風機盤管，新風單獨處理。

（1）空調機組功能段配置

凈化空調一次回風機組功能段組成：混合風機段、均流段、中效段（F7）、表冷段、加熱段、加濕段、出風段；

凈化空調二次回風機組功能段組成：一次回風混合段、表冷段、二次回風混合風機段、均流段、中效段（F7）、加熱段、加濕段、出風段；

集中新風機組功能段組成：G3粗效過濾段、電預熱段、風機段、均流段、F7中效過濾段、H10亞高效過濾段、雙表冷段、加熱段、出風段；

（2）氣流組織設計

潔凈手術室、DSA內送風口集中布置于手術臺上方，使手術臺及周邊區域位于潔凈氣流形成的主流區內，潔凈手術室采用雙側下部回風；手術部潔凈輔房、ICU單間、配置室為上送下回風，高效送風口送風，下回風口采用豎向單層百葉風口；清潔走廊及其輔房采用亞高效送風口送風，上送上回風；其余潔凈區采用上送上回風系統。

6 通風設計

地下汽車庫設送排風系統，根據CO濃度控制送排風機啟停；天然氣表房與氣體滅火房間均設事故排風系統，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，進出氣體滅火房間的風管都要在貼墻處加電動閥；進出天然氣表房的風管都要加防火閥。

對于醫院建筑會產生很多污物，對此地下室會設多個污泵井、地上部分每層會設污物間，這些地方會散發大量惡臭（尤其在夏季溫度較高時），因此這些地方的排風尤為重要，并且需要單獨排放、排放點應居高選擇（若在低處排風，熱氣流上升，臭味會通過窗戶進入房間）。醫院地上部分的污物間單獨設豎井將臭氣統一排到屋頂經除臭設備處理后排入大氣；但對于地下室的污泵間比較分散，難以高空排放，針對此問題設計者在污泵間內設置了光氫離子殺菌除臭系統（此系統可以高效殺滅游在空氣中的幾乎所有的細菌和病菌，同時可以去除各類異味和臭味），另外再配有排風系統，鑒于污泵間面積很小僅有400m3/h左右的排風量，采用殺菌除臭兼排風便可達到要求。

但若是地下室有大面積的垃圾房，則僅靠殺菌除臭兼排風不能滿足要求，其排風量會很大，必須高空排風，這需要設計者和建筑專業較好的配合，設置能直通屋頂的管道井，另外垃圾房內建議設空調，可防止房間內溫度過高使垃圾腐爛加速。各類房間的通風換氣次數見表3。

7 結語

醫院不同于其他類建筑，有其自身的特點，需要設計者對醫院的工作流程及房間功能有較深的了解，只有這樣，才能設計出更加合適的空調通風方案。以下是作者對醫院建筑空調通風設計的一些看法和經驗：

（1）對于醫院內的重要區域必須考慮備用冷

熱源，保證其24小時能正常運行；

表3 通風換氣次數

（2）醫院建筑具有功能繁多、要求不一、小房間多的特點，應根據其不同室內設計參數、負荷特點和使用時間特點合理劃分區域及確定兩管制或四管制，水系統應分區供給；

（3）鑒于我國醫院現狀，內區較大、就醫人數較多，在過渡季節和冬季除人員散熱外再加上設備和照明的散熱，內區發熱量不可小覷，必須考慮供冷。醫院中兩臺熱泵在過渡季和冬季處于非滿載制冷工況運行時，可為內區提供冷凍水；另外可考慮過渡季和冬季設置冷卻塔免費供冷系統，這確實是一項較好的節能措施；

（4）對于同一層內不同功能房間的壓力梯度應嚴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）對于產生大量惡臭空氣的污泵間、污洗間及垃圾房應單獨設置排風系統并保證高空排放，嚴禁與其他排風系統合用，為了達到排放標準需設除臭裝置，排放時盡量使惡臭空氣處于負壓狀態；

（6）醫院采用蒸汽熱網作為空調熱源、加濕源及給排水熱源，因此設蒸汽冷凝熱回收，用于預熱生活熱水；

（7）在機房和空調通風系統中設置必要的自控儀表和計量設備，對主要的機電設備進行自動控制和監測。

[1]GB50189-2015，公共建筑節能設計標準[S].

[2]GB50333-2013，醫院潔凈手術部建筑技術規范[S].

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

[4]陸燕，胡仰耆.中山醫院門診綜合樓空調設計[J].暖通空調，2005，35 （9）：89～113．

[5]沈晉明.醫院病房暖通空調設計[J].潔凈與空調技術，2002，（B12）：53～58.

[6]梅自力.醫療建筑空調設計[M].北京：中國建筑工業出版社，1991.

修回日期：2016-05-20

4 結語

（1）VBA為Excel內置編程語言，簡單易學，但功能強大，可以根據需要對Excel進行二次開發，增加其功能。用戶自定義函數編寫簡單，可像內置函數一樣直接調用，比Sub程序更合適于Excel計算。

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

參考文獻：

[1]GB50016-2006，建筑設計防火規范[S].

[2]GB50045-95（2005），高層民用建筑設計防火規范[S].

[3]DGJ08-88-2006，建筑防排煙技術規程[S].

[4]魏汪洋.Excel 2007 VBA高級編程寶典[M].北京：電子工業出版社，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，主要從事暖通空調及防排煙設計工作。