烈性傳染病醫(yī)院住院樓空調(diào)與通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

崔文謙 張強 涂岱昕

【摘? ? 要】：針對傳染病醫(yī)院住院樓空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，從冷熱源、風(fēng)量計算、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、氣流組織、壓力梯度控制等方面分析了設(shè)計要點，提出負壓隔離病房在全新風(fēng)直流式空調(diào)運行時需考慮一定的再熱負荷，從節(jié)能角度出發(fā)，設(shè)置乙二醇熱回收系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】：傳染病醫(yī)院；負壓病房；空調(diào)；通風(fēng)

【中圖分類號】：TU83【文獻標志碼】：C【文章編號】：1008-3197（2023）03-67-03

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2023.03.020

Air Conditioning and Ventilation System Design for Fulminating Infectious

Disease Hospital Inpatient Building

CUI Wenqian，ZHANG Qiang，TU Daixin

（Tianjin University Research Institute of Architectural Design and Urban Planning Co. Ltd.，Tianjin 300072，China）

【Abstract】：Aiming at air conditioning and ventilation system of infectious disease hospital inpatient building， the design points are analyzed and discussed from the aspects of cold and heat sources， air volume calculation， air conditioning and ventilation system， air distribution， pressure gradient control. The paper proposes that the negative pressure isolation ward should consider a certain amount of reheat load during the operation of fresh air direct-current air conditioning， and sets up a glycol heat recovery system from the perspective of energy conservation.

【Key words】： infectious disease inpatient hospital; negative pressure isolation ward; air conditioning and ventilation system; air distribution

普通住院樓的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計主要考慮人員住院時常規(guī)使用功能的通風(fēng)設(shè)計；而傳染病醫(yī)院的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計需嚴格按照清潔區(qū)、半污染區(qū)和污染區(qū)獨立設(shè)置，病毒密度較高的房間，良好的氣流組織及壓力梯度對醫(yī)護人員的防護至關(guān)重要，暖通系統(tǒng)設(shè)計時不僅要滿足室內(nèi)溫濕度的要求；還需要滿足氣流組織、壓力梯度的要求，因此對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計提出了更高的要求。學(xué)者對不同傳染病醫(yī)院的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)均有整體介紹[1～4]；但針對負壓隔離病房的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計計算較少涉及，本文以某烈性傳染病醫(yī)院住院樓為例，針對設(shè)計中重點關(guān)注的負壓隔離病房空調(diào)設(shè)計、氣流組織及空調(diào)自控進行闡述。

1 工程概況

天津某傳染病醫(yī)院住院樓建筑面積19 283 m2，地上8層、地下1層，負壓隔離病房12間，負壓病房108間。地下一層為配套設(shè)備用房；首層為門診室、醫(yī)技檢查室、藥房等；２層為負壓手術(shù)區(qū)；3～8層為負壓病房區(qū)。地上各層均嚴格按照三區(qū)兩通道布置，即清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)、醫(yī)護走廊、患者走廊。

2 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

2.1 冷熱源

集中空調(diào)系統(tǒng)冷熱源為院區(qū)動力中心提供的冷熱水：夏季冷水供回水溫度為7/12 ℃；冬季熱水供回水溫度為60/45 ℃；冬季內(nèi)區(qū)房間由冷卻塔供冷，供回水溫度為10/15 ℃。

CT、DSA、弱電機房等設(shè)獨立的多聯(lián)機空調(diào)或機房空調(diào)。負壓手術(shù)室設(shè)獨立的空調(diào)系統(tǒng)，采用直膨式冷凝熱回收機組供冷（暖），冬季熱源為動力中心提供的60/45 ℃熱水；夏季機組供冷的同時，回收冷凝器側(cè)熱量對送風(fēng)再熱處理，滿足房間對溫度的要求。

2.2 空調(diào)冷熱負荷

空調(diào)系統(tǒng)夏季冷負荷指標為162 W/m2，夏季冷負荷為3 118 kW；冬季熱負荷指標為197 W/m2，冬季熱負荷為3 795 kW，冬季內(nèi)區(qū)冷負荷為519 kW。

2.3 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

參考相關(guān)設(shè)計規(guī)范[5～7]，主要房間設(shè)計參數(shù)見表1。

2.4 風(fēng)量計算

實現(xiàn)各房間壓差控制的基礎(chǔ)是各房間送排風(fēng)量的計算，根據(jù)房間正負壓值和門窗氣密性計算出漏風(fēng)量。負壓病房最小新風(fēng)量按6次/h或60 L/（s·床）計算，取兩者較大值；負壓隔離病房最小風(fēng)量按12次/h或160 L/（s·床）計算，取兩者較大值[8]。根據(jù)房間正負壓值、設(shè)計送風(fēng)量和計算漏風(fēng)量得出房間設(shè)計排風(fēng)量；采用設(shè)計加壓送風(fēng)系統(tǒng)時的壓差計算公式計算房間漏風(fēng)量

式中：L為漏風(fēng)量，[m3/h] ；0.827為漏風(fēng)系數(shù)；A為總有效漏風(fēng)面積，[m2]；[?P]為壓力差，Pa；1.25為不嚴密處附加系數(shù)。

2.5 空調(diào)形式

負壓手術(shù)區(qū)及負壓隔離病房采用全新風(fēng)直流式空調(diào)系統(tǒng)，其余房間采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。

1）負壓手術(shù)區(qū)。負壓手術(shù)室為Ⅲ級潔凈手術(shù)室，其余房間均為Ⅳ級潔凈輔助用房。新風(fēng)機組內(nèi)設(shè)粗、中效過濾，室內(nèi)送風(fēng)口為高效過濾器凈化風(fēng)口。氣流組織為上送風(fēng)、下排風(fēng)，負壓手術(shù)室兩側(cè)設(shè)下排風(fēng)口。

2）負壓隔離病房。平時作為普通病房使用，疫情時作為負壓隔離病房使用，因此存在平疫轉(zhuǎn)換的問題，病房新風(fēng)支路設(shè)雙位定風(fēng)量閥，便于風(fēng)量轉(zhuǎn)換。見表2。

負壓隔離病房采用全新風(fēng)直流式空調(diào)運行時，由于新風(fēng)量較大，利用焓濕圖計算可知，存在一定的再熱負荷，服務(wù)于負壓隔離病房的新風(fēng)機組需增設(shè)再熱段。

2.6 通風(fēng)系統(tǒng)

按照清潔區(qū)、半污染區(qū)和污染區(qū)獨立設(shè)置送排風(fēng)系統(tǒng)。清潔區(qū)送排風(fēng)系統(tǒng)2～3層設(shè)一套系統(tǒng)；半污染區(qū)、污染區(qū)的送排風(fēng)系統(tǒng)均分層獨立設(shè)置。各房間送排風(fēng)支管均設(shè)電動密閉閥，可關(guān)閉閥門，對房間進行終末消毒。

1）新風(fēng)系統(tǒng)。清潔區(qū)新風(fēng)機組設(shè)粗、中、高中效三級過濾；半污染區(qū)、污染區(qū)新風(fēng)機組設(shè)粗、中、亞高效三級過濾。新風(fēng)機組均設(shè)在清潔區(qū)，便于維護、管理。

2）排風(fēng)系統(tǒng)。半污染區(qū)、污染區(qū)風(fēng)機入口處設(shè)高效過濾器及紫外線殺菌段。負壓隔離病房及其衛(wèi)生間排風(fēng)的高效過濾器設(shè)置在房間排風(fēng)口處，采用生物安全高效排風(fēng)單元，內(nèi)置高效過濾器，可原位檢漏并預(yù)留消毒劑接口，實現(xiàn)原位消毒。排風(fēng)機組均設(shè)在屋面，位于排風(fēng)系統(tǒng)的末端。半污染區(qū)和污染區(qū)屋面排風(fēng)口采用錐形風(fēng)帽高空排放，排放口高于距離15 m范圍內(nèi)建筑物3 m以上。

2.7 空調(diào)水系統(tǒng)

1）風(fēng)機盤管。建筑內(nèi)區(qū)風(fēng)機盤管采用四管制，用戶可根據(jù)需求自主調(diào)節(jié)供冷供熱；外區(qū)風(fēng)機盤管采用兩管制，外區(qū)負壓房間，風(fēng)機盤管負擔由室外滲入的新風(fēng)冷熱負荷。

2）新風(fēng)機組均采用兩管制，冬季外區(qū)房間設(shè)計溫度低于房間內(nèi)區(qū)2 ℃，新風(fēng)處理到外區(qū)房間室內(nèi)等焓線，承擔內(nèi)區(qū)房間的部分冷負荷。

3）冷凝水均分區(qū)集中收集，經(jīng)消毒處理后排放。

4）熱回收系統(tǒng)。住院樓半污染區(qū)、污染區(qū)的新排風(fēng)機組間設(shè)熱回收系統(tǒng)，熱回收采用液體連接式能量回收，介質(zhì)為乙烯乙二醇溶液。

5）加濕系統(tǒng)。手術(shù)部等潔凈空調(diào)系統(tǒng)采用電熱式蒸汽加濕；其余均采用高壓微霧加濕方式。

2.8 氣流組織

病房及診室等房間均采用上送下排的方式，送排風(fēng)口的布置結(jié)合醫(yī)護人員工作區(qū)域和病床位置等設(shè)置。送風(fēng)口位置清潔空氣首先流過房間中醫(yī)務(wù)人員可能的工作區(qū)域；然后流過傳染源，進入排風(fēng)口，形成穩(wěn)定的定向流。

病房采用每個病床雙送風(fēng)口模式，主送風(fēng)口設(shè)于病床一側(cè)、醫(yī)護人員護理區(qū)域上方，次送風(fēng)口設(shè)于床尾上方，主次送風(fēng)口面積比為2∶1～3∶1，采用雙層百葉風(fēng)口。排風(fēng)口設(shè)于主送風(fēng)口相對床頭另一側(cè)下方，排風(fēng)口下皮距地面0.1 m、上皮距地面不高于0.6 m，風(fēng)速≯1 m/s [5]。見圖1。

2.9 通風(fēng)空調(diào)自控系統(tǒng)

2.9.1 送排風(fēng)機聯(lián)鎖啟停

清潔區(qū)先啟動送風(fēng)機、再啟動排風(fēng)機；半污染區(qū)、污染區(qū)應(yīng)先啟動排風(fēng)機、再啟動送風(fēng)機，各區(qū)之間風(fēng)機啟動先后順序為污染區(qū)、半污染區(qū)、清潔區(qū)，關(guān)機順序相反。當污染區(qū)、半污染區(qū)排風(fēng)機組故常停機時觸發(fā)聲光報警并聯(lián)鎖關(guān)停送風(fēng)機[9]。

2.9.2 壓差控制

各房間均設(shè)機械式正負壓微壓計，顯示房間壓差值。排風(fēng)系統(tǒng)干管上設(shè)壓力傳感器，根據(jù)其靜壓值調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速。

1）污染區(qū)。各房間及走廊采用定送風(fēng)、變排風(fēng)的控制方式，排風(fēng)管道上設(shè)變風(fēng)量閥，自控系統(tǒng)根據(jù)房間壓差值自動調(diào)節(jié)變風(fēng)量閥開度，維持壓差在設(shè)計范圍內(nèi)。

2）清潔區(qū)及半污染區(qū)。送排風(fēng)支管均設(shè)定風(fēng)量閥。清潔區(qū)各房間送風(fēng)量大于排風(fēng)量，風(fēng)量差≮150 m3/h；半污染區(qū)每房間排風(fēng)量大于送風(fēng)量，風(fēng)量差≮150 m3/h，各房間送風(fēng)量及排風(fēng)量需經(jīng)過嚴格計算得出。系統(tǒng)初調(diào)節(jié)時，調(diào)節(jié)各定風(fēng)量閥開度，滿足房間壓差設(shè)計值。

3）延遲調(diào)節(jié)。醫(yī)護人員進入病房會造成病房壓差短暫波動，為避免頻繁調(diào)節(jié)而造成系統(tǒng)震蕩，病房排風(fēng)量設(shè)置延遲調(diào)節(jié)。病房與緩沖間、病房與污染走廊間的門設(shè)置門磁開關(guān)，當這兩道門中任何一個處于開啟狀態(tài)時變風(fēng)量閥在確保最小允許排風(fēng)量前提下停止動作，待門關(guān)閉后恢復(fù)壓差控制邏輯。

4）乙二醇熱回收系統(tǒng)控制。送排風(fēng)機組內(nèi)設(shè)溫度傳感器，當送排風(fēng)溫差小于設(shè)定值時，自控系統(tǒng)關(guān)閉乙二醇熱回收循環(huán)水泵，同時打開送風(fēng)機組內(nèi)旁通閥，送風(fēng)不經(jīng)乙二醇熱回收段直接送入室內(nèi)。

3 總結(jié)與建議

1）合理的氣流組織非常重要，確保清潔空氣先流經(jīng)醫(yī)務(wù)人員可能的工作區(qū)，再流經(jīng)傳染源進入排風(fēng)口。

2）送排風(fēng)量計算建立在良好的圍護結(jié)構(gòu)氣密性基礎(chǔ)上，各類管線穿墻、樓板處的封堵應(yīng)予以充分重視。

3）良好的空調(diào)自控系統(tǒng)是實現(xiàn)壓力梯度的保證。

4）負壓隔離病房采用全新風(fēng)直流式空調(diào)運行時，需開啟再熱段。

5）傳染病醫(yī)院送排風(fēng)量均較大，熱回收可降低空調(diào)能耗；為避免交叉感染，液體連接式熱回收是比較好的選擇。

參考文獻：

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