某人防中心醫院戰時通風空調設計

摘" 要：以某人防中心醫院為例，給出其通風系統具體計算過程，分析人防地下室的冷熱負荷特點，空調冷熱源采用風冷熱泵型除濕空調機，提出在設計過程中的注意事項，給出毒劑報警器探頭在壁龕中安裝的示意圖，為今后相似的工程提供借鑒。

關鍵詞：人防；中心醫院；通風；空調；設計

中圖分類號：TU831.3" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）17-0125-04

Abstract： Taking a civil air defense central hospital as an example， the concrete calculation process of the ventilation system is given， the cold and heat load characteristics of the civil air defense basement are analyzed， the air-cooled and heat pump desiccant air conditioner is used as the air-conditioning cold and heat source， and the matters needing attention in the design process are put forward. A schematic diagram of the installation of the poison alarm probe in the niche is given to provide reference for similar projects in the future.

Keywords： civil air defense; central hospital; ventilation; air conditioning; design

目前國際環境日益嚴峻，人防工程作為城市建設的重要部分，在“平戰結合、長期準備、重點建設”的方針指導下，各地將人防工程與城市地下空間的規劃開發結合起來，在確保戰備效益的前提下，充分實現土地價值。人防醫療工程作為人防工程的重點部分，建設布局合理、功能完善并滿足各醫療工作人員與傷員環境的要求顯得尤為重要。人防中心醫院工程根據傷情特點，戰時任務多和救治范圍廣，不僅排風房間多、新風量需求大、空調負荷增加，各房間室內設計參數、壓差要求也存在差異，并且防護與防化等級要求比較高，空調冷熱源也需要設置防護等[1-2]，因此相對其他人防地下室工程，人防中心醫院戰時通風防化設計也更加復雜[3-5]。本文結合工程實例，對人防中心醫院的戰時通風空調設計作分析介紹。

1" 工程概況及特點

本工程位于武漢市，人防總建筑面積4 500 m2，設在地下二層，平時為車庫和設備用房。戰時為中心醫院，防護等級為防核武器等級5級、防常規武器等級5級、防生化武器等級乙級，內部設有戰時固定電站，電站不防化。

2" 設計參數

2.1" 室內設計參數

室內設計參數見表1。

2.2" 戰時風量標準

戰時清潔式通風時，新風量標準大于等于15 m3/h·p。

戰時濾毒式通風時，新風量標準大于等于5 m3/h·p；工程清潔區超壓大于等于50 Pa；最小防毒通道換氣次數大于等于50次/h；第一密閉區分類廳換氣次數大于等于40次/h。

戰時隔絕式通風時，隔絕時間大于等于6 h；室內CO2體積濃度小于等于2.0%。

2.3" 各部門或科室排風房間及其通風換氣次數

各部門或科室排風房間及其通風換氣次數見表2。

3" 戰時通風系統設計

本人防工程戰時設清潔式、濾毒式和隔絕式3種通風方式。

3.1" 醫療中心醫院戰時風量計算

人防建筑面積4 500 m2，掩蔽人數390人，第一主要口最小防毒通道有效容積27.9 m3，第二主要口最小防毒通道有效容積23.8 m3，電站防毒通道有效容積16.7 m3。第一密閉區分類廳有效容積159.2 m3（分類廳實際凈高為3.89 m，戰時部分區域設置吊頂，吊頂下凈高為2.6 m）。清潔區容積11 489 m3。各排風房間根據通風換氣次數計算的工程清潔總排風量為14 727 m3/h。設計計算清潔式新風量取20 m3/h·p，濾毒式新風量取7 m3/h·p。

3.1.1" 清潔式通風新風量

滿足掩蔽人員計算的清潔新風量：L清1=L人×n清=390×20=7 800 m3/h。

保持室內風量平衡清潔新風量：L清2=L排=14 727 m3/h。

清潔式通風新風量取以上兩者之大值，L清3=L清2=L排=14 727 m3/h。

當清潔通風計算的總排風量大于按人員新風量計算的總進風量時，工程設計總進風量宜按總排風量的 1.05～1.1倍確定[6]，故L清4=L排×1.1=16 200 m3/h。

3.1.2" 濾毒式通風新風量

1）滿足掩蔽人員計算的新風量：LR=L人×nR=390×7=2 730 m3/h。

2）滿足第一主要口最小防毒通道最小換氣次數新風量：L1=VF1×K1=27.9×50=1 395 m3/h。

3）滿足第一密閉區分類廳換氣次數新風量：L分=VF分×K分=159.2×40=6 368 m3/h。

4）滿足第二主要口最小防毒通道換氣次數新風量：L2=VF2×K2=23.8×50=1 190 m3/h。

5）滿足電站防毒通道換氣次數新風量：L3=VF3×K3=16.7×50=835 m3/h。

6）工程保持超壓的漏風量：LF=11 489×0.07=804.23 m3/h。

則濾毒式總進風量為：L濾=max{LR，L2+L3+LF+max{L1，L分}}=max{2 730，1 190+835+804.23+6 368}=9 197.23 m3/h。

因而，應選10臺RFP-1000濾毒罐。

這里值得注意的一個問題是，若分類廳有效容積過大，計算出的濾毒新風量增多，所需濾毒罐數量增加，相應的通風管道和閥門型號也增大，所需的濾毒室尺寸也相應增大，增加設備初投資。可以在滿足分類廳所需最小高度的情況下，盡量降低分類廳吊頂高度。如果分類廳墻上有風管需要安裝在吊頂高度以下，又要安裝于通往分類廳的密閉門的門框上方，可以將分類廳做成局部吊頂。

3.1.3" 全工程超壓排風

在濾毒通風時，為確保室外染毒空氣不滲漏到工程內部，采用全工程超壓排風[6]。

在進行全工程超壓排風時，自動排氣活門的安裝位置和數量需要考慮以下幾個問題。

1）分類廳的排風是否都通過第一密閉區第一防毒通道排出，對第一密閉區自動排氣活門的安裝位置和數量影響較大。

若分類廳的排風都通過第一防毒通道排出，則只需要在淋浴室的密閉墻上安裝自動排氣活門。

若分類廳的排風都通過擴散室排出。首先，需要在第一密閉區與第二密閉區分類廳的密閉墻安裝自動排氣活門；其次，淋浴室的密閉墻上需要安裝自動排氣活門；再次，在第一防毒通道的密閉墻需要安裝自動排氣活門。

本工程將分類廳的排風都通過第一防毒通道排出，這樣雖然會導致防毒通道內風速過大，但是可以保證第一防毒通道在任何情況下都能滿足最小換氣次數要求，還可以節省自動排氣活門的數量、簡化設備的運行維護。

2）在計算自動排氣活門數量時，第一主要口與第二主要口的超壓風量是如何分配的，這是一個難點。本工程是采用比例法來考慮的。

第一主要口超壓風量比例為：（159.2×40）/（159.2×40+23.8×50+16.7×50）=0.759。

第二主要口超壓風量比例為：（23.8×50）/（159.2×40+23.8×50+16.7×50）=0.142。

電站防毒通道處超壓風量比例為：（16.7×50）/（159.2×40+23.8×50+16.7×50）=0.099。

第一主要口的超壓排氣活門數量：N1=（10 000-11 489×0.07）×0.759/800=8.73≈9臺。

第一主要口的超壓排氣活門數量：N2=（10 000-11 489×0.07）×0.142/800=1.64≈2臺。

電站防毒通道的超壓排氣活門數量：N3=（10 000-11 489×0.07）×0.099/800=1.17≈2臺。

因而，共選13只PS-D250自動排氣活門。

3.1.4" 校核隔絕防護時間

T=1 000V0（C-C0）/nC1=1 000×11 489×（2.0%-0.13%）/390/20=27.5 hgt;6 h

滿足隔絕防護時間大于或等于6 h的要求。

3.1.5" 校核最小防毒通道換氣次數

校核第一主要口最小防毒通道換氣次數：K1'=159.2×40/27.9=228次/hgt;50次/h。

校核第二主要口最小防毒通道換氣次數：K2'=（9 197.23-11 489×0.07-159.2×40-16.7×50）/23.8=50次/h。

校核電站防毒通道換氣次數：K3'=（9 197.23-11 489×0.07-159.2×40-23.8×50）/16.7=50次/h。

滿足最小防毒通道換氣次數大于或等于50次/h的要求。

3.1.6" 校核濾毒室換氣次數

校核第一次要口濾毒室換氣次數：KL1=[（9 197.23/10）×6]/117=47次/hgt;15次/h。

校核第二次要口濾毒室換氣次數：KL2=[（9 197.23/10）×4]/59=62次/hgt;15次/h。

值得注意的是，由于中心醫院各科室中的排風房間比較分散且送回風管道較大，建議在條件允許的情況下，第二密閉區可以多設置幾個排風擴散室，盡量避免管道交叉。

3.2" 醫院戰時柴油電站通風

本工程共設置一個固定式柴油發電站，人防電站按2臺252 kW進行通風設計，戰時柴油發電機房單獨設置進、排風系統。發電機房內采用風冷冷卻方式，室內計算溫度為37 ℃，室外通風計算溫度為32 ℃，燃燒空氣量按7 m3/（kW·h）計，燃燒空氣直接取自室內。貯油間設排風裝置，換氣次數不小于5次/h。柴油機排煙管的室內部分，作隔熱處理，其表面溫度不應超過60 ℃。柴油發電機開啟之前，先開啟電站內的進排風風機，以防煙氣倒灌。

值得注意的是，柴油發電機組功率相對其他人防工程較大，通風換氣量也會增大，這樣也會使得電站進、排風擴散室的防爆波活門數量增加，在占地面積和凈寬受限制時，可以采用局部降板增加擴散室凈高，防爆波活門采用上下安裝的方式。

4" 空調系統設計

相對于地面工程而言，地下工程的熱濕負荷具有余熱量小而余濕量大的特點，這就要求空氣處理設備既有較強的除濕能力，同時又有較強的消除余熱能力。

對中心醫院來說，在戰時，人員多、設備滿負荷運行，此時不僅余熱量大，水沖廁所、盥洗、洗滌和消毒等用水點多且分散，使工程內余濕量也相對較大，這就要求空氣處理設備具有較強的降溫除濕能力。在平時，處于維護管理狀況，人員少，設備不工作，因而余熱量小，但有一定的余濕量，這時就要求空氣處理設備有調溫或升溫除濕能力。隨著季節的變化，工程的負荷變化很大，夏季為大余熱工程，過渡季為小余熱工程，冬季有些工程可能還要通過加熱進行溫度補償。

本工程冷熱源采用風冷熱泵型除濕空調機，該機組可以實現空調、除濕和除濕調溫3種工況運行模式。夏季供冷，冬季供熱。該機組的空調模式為全負荷運行，可以有效地消除室內余熱，達到降低空氣溫度的目的，適合于工程余熱量大的場合；機組的除濕模式為部分負荷運行，主要用于除濕，適用于工程余熱量小、余濕量較大的時期，可以在設備能調的配合下，實現低風量運行，確保工程內相對濕度滿足要求，特別適用于地下工程平時的維護管理運行；機組的除濕調溫模式為全負荷運行，主要適用于地下工程在過渡季節和小余熱、大余濕工況的運行，可以有效地消除室內余濕。

為了保證戰時空調冷源的可靠運行，風冷熱泵型除濕空調機室外機放置在防護室內，防護室設有機械通風系統。風冷熱泵型除濕空調機散熱需求風量大約為120 000 m3/h，而防爆波活門風量為22 000 m3/h，則所需防爆波活門的數量為6個。防護室受占地面積和凈寬的限制，怎樣才能安裝上所有防爆波活門，是一個值得思考的問題。本工程在凈高條件允許情況下，防爆波活門采用上下安裝的方式。

本工程空調方式采用全空氣低速單風道一次回風空調系統，空調機組采用臥式組合式空氣處理機組。手術室在送風管道上設置中效過濾器。空調系統回風經回風口和回風管集中回風，戰時不考慮消防排煙。

5" 防化設計

中心醫院防化級別為乙級。防化級別為乙級的人防工程應設毒劑報警器[7]。本工程戰時為穿廊進風，毒劑報警器的2個探頭分設在進風口前兩側的穿廊壁龕內。毒劑報警器探頭的設置如圖1所示。

6" 結論

基于某人防中心醫院項目，闡述了其通風空調設計和注意事項，對以后類似的工程有很大的借鑒意義，主要有以下幾點：①分類廳是否吊頂對濾毒新風量影響較大，進而影響濾毒罐數量、人防進風口部布置、設備初投資費用等，設計初步階段需要與建筑專業配合好裝修條件。②分類廳的排風是都通過第一防毒通道排出，還是通過擴散室排出，各有優點和不足，設計過程中需要結合實際工程權衡考慮。③在進行全工程超壓排風計算自動排氣活門數量時，第一主要口與第二主要口的超壓風量分配是難點，本工程是采用比例法來考慮的。④地下人防中心醫院的熱濕負荷具有余熱量小而余濕量大的特點，冷熱源采用風冷熱泵型除濕空調機組，該機組可以實現空調、除濕和除濕調溫3種工況運行模式，確保在平戰工況下和不同季節工況下房間的溫濕度均能滿足設計要求。⑤冷熱源防護室和柴油發電機房的機械通風量相對其他人防工程較大，防爆波活門數量也相應增加，在占地面積和擴散室凈寬受限制時，可以采用局部降板增加擴散室凈高，防爆波活門采用上下安裝的方式。⑥給出了毒劑報警器探頭在壁龕中安裝的示意圖。

參考文獻：

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[6] 人民防空醫療救護工程設計標準：RFJ 005—2011[S].北京：中國計劃出版社，2012.

[7] 人民防空工程防化設計規范：RFJ 013—2010[S].2010.