遷址新建泗水縣婦幼保健院一期空調設計

楊常青

（中咨海外咨詢有限公司，北京 100048）

隨著國家二胎政策的開放，新生兒出生率的提高，現有的婦幼醫院變得越來越超負荷。原泗水婦幼保健院的建筑面積約6 000 m2，日接診量約1 000人，醫院的規模嚴重制約了醫院的接診和科研，因此在泗水縣選址新建泗水縣婦幼保健院。筆者作為一名暖通設計師，針對本人獨立負責設計的泗水婦幼保健醫院空調設計過程中的一些思路進行闡述，希望與同行共同探討學習。

1 工程概況

遷址新建泗水縣婦幼保健院位于山東省濟寧市泗水縣。總用地面積為29 110.37 m2，總建筑面積為63 567.85 m2（地上50 765.86 m2，地下12 801.99 m2），是一所二級甲等專科醫院。一期包括1#-門診樓、2#-病房樓、地下車庫；二期包括3#公共食堂、4#樓（康復樓、醫養樓及其裙房綜合服務樓）、地下車庫。本次探討的是一期的空調設計思路。1#樓功能：診室、急診、病房、兒童水療中心、藥房、生化免疫檢查科；2#樓功能：放射科、手術部、NICU、供應中心、產房區、門診手術室、病房等。

2 室內設計參數（見表1）

表1 空調室內設計參數

3 主要設計指標（見表2）

表2 空調主要設計指標

4 空調冷熱源

4.1 空調冷源

對于醫療建筑，由于存在改擴建的預留、不同功能區的使用時間差、明顯的夜間負荷等特殊情況，為了合理、節能、降低成本和延長設備壽命，制冷機的配置考慮同時將逐時綜合最大冷負荷、夜間冷負荷、潔凈場所過渡季（冬季）供冷需求等條件作為制冷機配置選型原則。

結合建筑平面布局條件，綜上考慮在2#樓地下一層設集中制冷站，制冷站內設2臺2 462 kW（700TR）的離心式冷水機組（其中1臺作為二期預留機組）及1臺1197 kW（350TR）螺桿式冷水機組，總供冷量為6 121 kW（一期總冷量為3 659 kW），以滿足整個工程的供冷需求。制冷站內對離心機組設置3臺冷凍水泵、3臺冷卻水泵，均為二用一備；對螺桿機組設置2臺小型號的冷凍水泵、2臺冷卻水泵，均為一用一備。冷卻塔對應冷水機組配置，兩大一小共3臺，放置在1#樓北側屋面。夏季最大負荷時，運行全部機組。夜間病房、急診、過渡季節和冬季凈化空調用冷時，可開啟螺桿機組，以供需要制冷的房間。冷凍水供回水溫度7~12°C，系統總阻力為360 KPa。冷卻水供回水溫度32~37°C。制冷劑采用環保冷媒R134a。

4.2 空調熱源

熱源由院區的鍋爐房提供，從鍋爐房引出高溫（60~85°C）、低溫（50~60℃）兩路熱水。高溫熱水經集中制冷站的板式換熱器換出50~60℃的空調熱水供給舒適性空調系統，與舒適性空調供冷系統共用定壓系統。低溫熱水直供凈化空調系統，在鍋爐房內單設氣壓罐定壓。

4.3 控制

冷水系統采用一級泵變流量系統，離心制冷機及循環水泵均采用負荷控制法。依據實測供回水溫度及流量自動調控啟動臺數及變頻控制流量。在分集水器之間設置壓差旁通控制裝置，根據系統壓差冷熱水循環泵變頻運行。

5 空調系統

5.1 空調水系統

泗水縣位于寒冷地區，年空調供冷季略大于供暖季，從簡化系統、節省造價的角度考慮除潔凈空調采用四管制外其余系統全部采用兩管制。而手術部、NICU等潔凈空調區域由于完全是內區，尤其手術部常年供冷需求較高，因此，從制冷站螺桿機系統分集水器單獨引出一路供回水管路至各凈化空調機房，末端通過電動閥門自動調節供冷量，可在過度季節或冬季保證手術部等區域的正常運行。同時，冬季螺桿機對應的小冷卻塔采用防凍措施。

凈化空調冷（熱）水系統、舒適性空調新風機水系統等的立管均為下供下回雙管異程，水平支管為異程；風機盤管水系統立管為異程，每層水平支干管均為同程。舒適性空調水系統夏季供冷，冬季供熱。風機盤管的冷凝水各層匯集后就近排至衛生間拖布池。機組的冷凝水排至機房地漏。空調水系統采用全程水處理器處理。在回水總管上設三級脫氣裝置，排除水系統內的空氣。

與主干管相連的各分支管回水管上設置靜態平衡閥（線性或等百分比）。空氣處理機組和新風機組表冷（加熱）段回水管上均設置動態平衡電動調節閥（等百分比型）；冷水機組出口設電動蝶閥；冷卻塔進出水總管設電動蝶閥。

水系統均采用氣壓罐定壓，依據系統膨脹水量反饋的氣壓罐的壓力點，按照系統設計的啟泵壓力和停泵壓力點自動啟停補水泵。空調水系統補水采用軟化的自來水，空調冷卻水系統設物化加藥水處理設備。

5.2 空調風系統

5.2.1 凈化空調

凈化空調依據《醫院潔凈手術部建筑技術規范》設計。手術部共五間手術室包括OR1萬級負壓手術室、OR2/OR3/OR4三間萬級手術室、OR5百級手術室及手術復蘇、潔凈走廊，考慮到造價，OR1萬級負壓手術室使用一套獨立的空氣處理系統，換氣次數為18次/h；OR2/OR3兩間萬級數字手術室共用一套獨立的空氣處理系統，換氣次數為18次/h；OR4萬級（腔鏡）數字手術室使用一套獨立的空氣處理系統，換氣次數為18次/h；OR5百級（防輻射）數字手術室使用一套獨立的空氣處理系統，風量按工作截面0.25~0.3 m/s（約75次換氣次數）。潔凈走廊等相關30萬級的房間合用一套空氣處理系統，換氣次數12次/h；污染區走廊及其房間合用一套空氣處理系統按10次/h換氣。NICU潔凈區和非潔凈區分開設置空氣處理系統，潔凈區按藍光區、重癥區、平穩區一個系統，其余部位一個系統，都是10萬級換氣次數12次/h。分娩產房手術室設置了一間30萬級的手術室，全新風系統，換氣次數按15次/h，隔離產房按30萬級的等級設置同時新排風單獨處理，換氣次數12次。供應中心的無菌器械存放及無菌打包區域，按30萬級設置空調系統，換氣次數為12次/h。不同級別和類型的潔凈房間采用不同的空調系統，可預防交叉感染，保持無菌潔凈，另外獨立的系統便于調節，降低運行費用。手術室的送風氣流組織為頂送雙側下回風，使工作區保持近似的垂直單向流。其余部位為頂送上回風。對于手術部的新房系統除了百級手術室其余新風均為集中處理后送入各自空調系統。新房系統由獨立的新風機組經粗、中、亞高效過濾后送至凈化空調機組與回風混合。

5.2.2 工藝性空調

DR、CT、X光和放射科等房間考慮到該區域的負荷特殊性均采用變冷媒流量系統加新風機組，靈活應對房間負荷變動的特性。

信息機房有發熱量高和怕水的特性，空調主要的工況是全年降溫除濕，因此設置恒溫恒濕機房空調系統（氣流組織：下送上回），保證信息機組的高效運行。

5.2.3 舒適性空調

考慮到急診區配套用房及分娩產房空調系統需要24 h運轉，普通診室、候診室、檢查室等門診區用房僅白天8-18時運行，因此僅把急診附帶部分的夜間藥房和急診區掛號區單獨劃分為一個空調系統，有利于夜間非急診區設備統一斷電關閉，來節能運行。

同時，病房、護士站、診室、辦公和走道等就診休息區域設置風機盤管+新風空調系統（氣流組織：上送上回）；考慮到1-4層的層高均大于為4.5 m，房間吊頂凈高約3.2 m的特殊性，又加上不是大空間房間，同時《綜合醫院建筑設計規范》的7．1．11規定“集中空調系統和風機盤管機組的回風口必須設初阻力小于50 Pa、微生物一次通過率不大于10%和顆粒物一次計重通過率不大于5%的過濾設備”，綜合以上考慮采用高靜壓風機盤管。由于隨著風壓的提高設備噪聲也在提高，因此最終采用了特靈靜壓50 Pa，噪音小于45 dB（A）的風機盤管，同時風盤的回風口后單設一道中效過濾網，回風采用回風靜壓箱，避免直接采用吊頂回風時空氣細菌污染。

一層門診大廳設計吊頂空氣處理機（單風道）空調系統（氣流組織：上送上回）；考慮到一層大廳的中廳區的熱壓梯度和送風速度場，該部分采用分層空調的設計理念，在首層中廳處的吊頂下設置側送風風口，起到一樓送風的同時有效地擾亂中廳溫度梯度的作用。從而避免上熱下冷的現象。由于藥品存放區怕水，藥房采用吊頂空氣處理機空調系統（氣流組織：上送上回）；把空氣處理機安裝在非藥品存放區的上空。

三層兒童水療中心由于都是幼兒活動的區域，考慮到幼兒本身的抵抗力較低，對環境的衛生要求較高，而水療中心的空氣濕度較大，池中水面蒸發潛熱多等特殊環境是細菌滋生的溫床。且水療中心的濕度較大，冬季外窗會出現結霜現象，室內吊頂上設備會被腐蝕，吊頂下嚴重時會出現滴水的現象。綜合以上因素，水療中心的空調系統采用柜式恒溫恒濕的的空調機（由于夏季當地室內濕度大于室外濕度，采用冷卻除濕的原理，同時機組和新風設置自控連鎖調節新風量）+吊頂新風換氣機（冬季新風要處理到室內狀態點再送去室內，由于冬季室外濕度較低，室內外濕度進行了混合達到了平衡態，最終房間的整體濕度在43%~48%波動，滿足了室內環境濕度要求，因此冬季僅考慮外窗結冰的防凍措施，在距外墻窗的1.5 m位置設置一排的送風口，可以有效避免外窗室內溫度過低的結霜問題），夏季新風不作處理直接經過熱回收送入室內（可減少室內空調機除濕時出現過冷時的再熱熱量），室內的濕負荷利用全新風的通風換氣除去一部分，其余部分利用房間恒溫恒濕機的冷卻除濕除去，但是為了防止空調機的過冷現象，新風和回風采用混合后送入室內，從而節省空氣再熱熱量，達到節能的目的）。空調機組的回風口設置初效過濾器，在送風口設置中效F6過濾器（袋式）。有效地減少細菌的滋生，確保空氣的衛生。

本樓處置間、配液間、制水間、試劑間、清潔間、細胞間、皮試間和衛生間等污染氣體區空調新風系統均只送不回，直排室外。

5.3 空調系統的控制

風機盤管配三速開關，通過三速開關手動控制風機盤管風機的啟停和三速運轉。回水管設電動兩通閥，根據室內溫度決定電動兩通閥的啟閉。

新風機組的回水管上和冬季加濕的給水管上均設電動調節閥，根據送風溫度和濕度（冬季）調節閥門的開度。自控包括根據送風溫度控制其表冷器的水閥開度、過濾器壓差監控與報警及設備停機時自動關閉新風閥控制。

凈化空調機組的自控包括根據回風溫度控制其表冷（或冬季加熱）器的電動調節閥的水閥開度、根據送風溫度控制再加熱器的水閥開度、根據回風濕度控制電熱蒸汽加濕系統的開度、過濾器壓差監控、風機狀態監視、冬季防凍保護及設備停機時自動關閉新風閥。手術室排風機與空調送風機聯鎖，先開送風機，后開排風機，停機順序反之，排風出口設電動密閉閥與排風機連鎖。房間電動門開啟和排風機聯鎖，并設置初效、中效、高效過濾器的阻塞報警。

6 結束語

本工程雖是一個小規模的二甲醫院，但是婦幼醫院有其區別于大型綜合醫院的獨特之處：（1）急診配套的藥房、掛號處、化驗室采用了水系統的單獨劃區；（2）兒童水療中心的恒溫恒濕空調系統；（3）產房分娩區和NICU區和產后病房及兒科病房等過度季節的提前供暖要求（本工程由于采用院區自建鍋爐房，該問題得以解決），過渡季節和冬季的供冷需求采用冷水機組（本工程采用兩大一小冷水機組中的小螺桿機，且螺桿機的冷卻水循環系統是獨立的一對一設置冷卻塔）；（4）婦科手術室及自然分娩的產科手術室等一些生理性的手術室不用設置凈化空調系統（考慮到成本僅在病理性手術室設置凈化空調系統）。

總之，由于醫院的暖通設計功能區和使用性質及使用時間存在差異性，醫院空調設計繁瑣與復雜，同時醫院空調環境又是醫療康復的一個重要環節。因此暖通空調設計對醫院后期的建設有著重要作用，我們作為設計人員必須認真、嚴謹、切合實際地用全局綜合和長遠發展的眼光去考慮醫院的空調方案，力爭做到既提高醫院的品質又考慮醫院的后期發展。使工程暖通空調的設計遺憾最小化。