中南大学湘雅医院新医疗区空调通风系统设计 [1] [1] :中国建筑设计研究院 王小明 0 引言 中南大学湘雅医院是湖南省及中南地区重要的医疗、科研及教学基地。为提升湖南省及中南地区整体医疗的软硬件水平,强化医院的整体发展与竞争能力,同时结合湘雅医院临床医学的优势,湘雅医院计划进行新医疗区建设,目标是成为亚洲一流与世界知名的医疗中心。
中南大学湘雅医院新医疗区空调通风系统设计 [1]
[1] :中国建筑设计研究院 王小明
0 引言
中南大学湘雅医院是湖南省及中南地区重要的医疗、科研及教学基地。为提升湖南省及中南地区整体医疗的软硬件水平,强化医院的整体发展与竞争能力,同时结合湘雅医院临床医学的优势,湘雅医院计划进行新医疗区建设,目标是成为亚洲一流与世界知名的医疗中心。
1 项目概况
湘雅医院新医疗区建设工程位于长沙市芙蓉路和蔡锷路交汇处西南角,总占地面积103230m 2 ,总建筑面积270453m 2 ,设计病床数1929床,设计日门诊量8000人次,设计日急诊量600人次。其中医疗综合楼建筑面积263853m 2 ,建筑总高度98m;药剂楼建筑面积4972m 2 ;高压氧楼建筑面积1628m 2 ;场地东南方向还预留卫生部肝胆肠研究中心建设用地,规划建筑面积33000m 2 。
医疗大楼裙楼5层,1~5层的建筑面积分别为19579,19012,18696,16937,15464m 2 (其中设备层建筑面积9399m 2 ),由Ⅰ区和Ⅱ区组成。
Ⅰ区裙楼主要功能是门诊,裙楼之上是1栋14层的干部病房楼和1栋9层的办公楼;Ⅱ区裙楼共4层,主要功能是医技区、洁净手术部、重症监护病房(ICU),之上有3栋分别为18,23,20层的病房楼,每个护理单元建筑面积约2000m 2 。Ⅰ区和Ⅱ区由挑高4层的门诊大厅及各层中央走廊相连。地下两层,其中地下2层为停车库,建筑面积29480m 2 ,设计停车位550个;地下1层为设备用房和医疗用房,建筑面积30530m 2 。医疗综合楼效果图见图1。
图1 医疗综合楼效果图
工程自2003年3月开始设计,2010年4月新医疗区投入正常运营。
2 集中供冷、供热系统方案
湘雅医院新医疗区工程地处湖南省长沙市,属于夏热冬冷地区,没有市政供热系统。2003年夏季长沙市持续高温干旱,当地电网基本由水力发电站供电,火力发电为辅,持续干旱造成城市电网供电不足;而西气东输工程计划在2006年引到长沙市,本工程规划在2006年10月竣工,天然气可以成为本工程的能源之一。
2003 年7月,湘雅医院新医疗区工程建设指挥部邀请湖南省内知名专家与设计人员一起进行多次方案论证,确定了供冷、供热方案。
2.1 供热
本工程采用集中供热系统,医院供热系统包括蒸汽系统、空调热水系统和生活热水系统。
考虑系统的节能运行,除厨房、洗衣房、医院消毒供应中心及净化空调系统冬季加湿等必须采用蒸汽的场合由室外蒸汽锅炉房提供蒸汽热源外,空调热水系统、生活热水系统均采用热水作为热媒。
本工程空调热水系统和生活热水系统热负荷大,在医疗综合楼地下1层西南向靠外墙部位独立设置燃气型常压热水锅炉房提供生活热水,东南向靠外墙部位独立设置燃气直燃型溴化锂吸收式机房提供空调热水。
2.2 供冷
本工程采用集中供冷,在地下1层东南向靠外墙部位设置一个集中制冷站,采用燃气直燃型溴化锂吸收式机组(以下简称直燃机组)和电驱动型离心式水冷冷水机组(以下简称离心式机组)的复合式能源供冷,按冬季空调计算热负荷确定直燃机组的容量,夏季冷负荷由直燃机组和离心式机组共同承担,并回收离心式机组的冷凝热用于生活热水预热;同时离心式机组应能满足医院洁净手术部、ICU、急诊区、医疗设备区等重要保障性区域的空调冷负荷要求。
3 空调系统
3.1 室内设计参数(见表1)
3.2 空调冷热负荷
湘雅医院新医疗区建设项目夏季空调总冷负荷25298KW,单位建筑面积空调计算冷负荷93.5W/m 2 ;冬季空调总热负荷15145KW,单位建筑面积空调计算热负荷93.5W/m 2 。
3.3 空调系统冷热源
根据空调计算冷热负荷,并考虑直燃机组的冷热量衰减(15%)、净化空调及医疗设备空调系统的夏季空调再热负荷(约2326KW)等因素,设计选用3台制热量为5385KW、制冷量为6978KW的直燃机组,1台制冷量为4570KW 和1台制冷量为2285KW的离心式机组,总制冷量为27789KW,总制热量为16155KW。另外为卫生部肝胆肠研究中心预留1台制热量为3656KW、制冷量为4570KW 的直燃机组。
3.4 空调冷热水系统
1 )空调冷水系统采用一次侧定流量、二次侧变流量的区域二级泵系统,分为门诊、医技、病房及卫生部肝胆肠研究中心4个区域;
2 )空调热水系统采用一次侧定流量、二次侧变流量的一级泵系统;
3 )空调冷水供回水温度为7℃/12℃,空调热水供回水温度为65℃/57℃;
4 )除病房楼采用两管制水系统外,其余区域均采用四管制水系统;
5 )空调水系统的平衡设计:本工程南北长约200m,东西宽约150m,高98m,设计采用压差平衡阀来解决水力平衡难的问题;
6 )空调水系统采用化学投药方法处理;
7 )为收集空调冷凝水创造条件,病房部分的空调冷凝水均通过立管引到设备层收集,裙楼部分的空调冷凝水均通过立管引到地下室各设备机房处收集。
3.5 空调冷却水系统
1 )冷却塔、冷却水泵和冷水机组一一对应设置,冷却塔风机采用台数控制;
2 )与四管制直燃机组对应的冷却水泵采用变
频控制;
3 )直燃机组和离心式机组分设冷却水干管,为满足冬季内区供冷的需求,离心式机组对应的冷却水干管室外部分做保温,冬季使用的冷却塔底盘设置电加热管并与水位联锁;
4 )冷却水处理采用旁通式精密过滤器;
5 )冷却塔设置在裙楼屋面,采用低噪声型方形横流冷却塔。空调制冷制热系统原理图如图2所示。
图2 空调制冷制热系统原理图
3.6 舒适性空调通风系统
医疗大楼设计日门诊量8000人次,日急诊量600人次,还有近2000住院病人,本工程初步设计阶段处于SARS肆虐之后,如何解决因自然通风不足和空调系统二次污染造成的室内空气品质差的问题,是综合医院空调通风系统设计的重点,也是难点。
保证室内空气品质的最佳方式是自然通风,但是医疗建筑体形庞大,建筑专业极少设置内部通风采光窗井或天井,按舒适性空调的新风量标准引入的少量室外空气远不足以稀释室内空气中的细菌浓度。
空调系统(除净化空调系统外)对控制温湿度是有效的,但是由于空调系统的表冷器、集水盘、加湿器、空气过滤器及风道等均为藏污纳垢的场所,加之空调系统提供了极其适宜微生物生长的温湿度环境,容易滋生致病菌。因此应视医院空调系统为污染源,采取有效的技术措施,空调系统才能起到提高医院室内空气品质的作用。
本工程空调通风系统设计采用可变新风比的一次回风全空气系统,空调箱均设置粗效和中效两级空气过滤器,在室外空气比焓不高于室内设计比焓时可以切换成全新风系统,或在空调运行季设定每个工作日某个时间段全新风运行,除了节约能源外,还能起到提高医院室内空气品质的作用;各空调系统均有对应设置的排风系统,使医院内空调通风系统的气流组织形成清洁区→半污染区→污染区的有序的压力梯度。
风机盘管均采用回风箱回风,回风口设方便拆卸清洗的低阻抗菌过滤器,室内气流组织设计注意通风效率,避免送回风短路等。
根据建筑室内进深、分隔、朝向、楼层及围护结构等因素,划分建筑物空调内外区,分别设置空调通风系统。
1 )急诊区:按内外分区分别设计3套可变新风比的一次回风双风机全空气系统,设计送风量分别为12000,15000,20000m 3 /h,回风量等于送风量,在发生类似SARS的烈性传染病情时可以切换成直流式空调系统运行,在过渡季可全新风运行,急诊区的排风被引至医疗大楼的屋面高空排放。
2 )门诊区:每层门诊均划分为划价收费大厅、病人候诊区、门诊诊室等。
① 门诊划价收费大厅、病人候诊区均采用一次回风全空气系统,由于门诊病人数量会随时间变化,风机采用变频控制或按室内人数的变化规律采取新风量时间程序控制,并与该区域的排风、排烟系统结合,可以实现过渡季的大新风比运行。
② 门诊诊室一般被分隔成多个小空间,设计采用风机盘管加新风系统。
③ 门诊入口大厅挑空5层,面积约2000m 2 ,高度18.45m,设计采用分层空调、通风方式,人员活动区设计采用一次回风全空气系统,采用喷口侧送风、下回风方式,设计送风量16000m 3 /h,在大厅4m高的部位设置可调型喷口,利用大厅开敞的出入口自然排风;大厅上部空间采用机械排风方式,侧窗自然进风。
3 )医技区域空调系统结合医疗工艺要求及建筑布局分设空调系统。
① 1层放射科划分为2个防火分区,结合工艺特点,每个防火分区设计3套空调系统。
防火分区1:病人候诊区(外区)设计1套可变新风比的一次回风双风机全空气系统,设计送风量9000m 3 /h,回风量7800m 3 /h;6间放射检查室—DR(数字化X射线成像)室、CR(计算机X线放射成像)室设计1套可变新风比的一次回风双风机全空气系统,设计送风量8000m 3 /h,回风量8000m 3 /h;放射办公室采用风机盘管加新风系统。防火分区2:医护办公区(外区)采用风机盘管加新风系统;4间放射检查拍片室、数字肠胃室及等候区(内区)设计1套可变新风比的一次回风双风机全空气系统,设计送风量9000m 3 /h,回风量7800m 3 /h;DSA(心血管摄影)室和内部办公区(内区)设计采用风机盘管加新风系统;DSA机房采用独立的水冷型四管制恒温恒湿空调机组供冷。
②1层核医学科按医疗工艺分区分设空调系统,控制区结合工艺排风设计采用1套直流式空调系统,其余区域按内外分区设置风机盘管加新风系统。
③1层MRI(磁共振)室、CT室均处于内区,MRI和CT的扫描间和机房分别采用独立的水冷型四管制恒温恒湿空调机组供冷;医护办公区及病人等候区采用风机盘管加新风系统。
④1层门诊药房和急诊药房及急诊取药区均处于建筑内区,分设1套可变新风比的一次回风双风机全空气系统,门诊药房设计送风量10000m 3 /h,回风量10000m 3 /h;急诊药房及急诊取药区设计送风量15000m 3 /h,回风量15000m 3 /h。
⑤ 2层检验科结合医疗功能分区设计5套空调系统。
检验大厅设计1套可变新风比的一次回风全空气系统,设计送风量16000m 3 /h,回风量12000m 3 /h;针对常规检查室、特检室、细菌室、体液检查室、艾滋病(HIV)检测室等的通风柜、生物安全柜的工艺排风系统设计1套直流式空调(通风)系统;病毒室、结核室采用1套直流式空调系统;PCR实验室结合工艺要求设计1套独立的空调系统;医生、护士办公区设计1套风机盘管加新风系统。
⑥ 2层内、外科检查室均按建筑内、外分区设置风机盘管加新风系统。
⑦ 2层超声影像科处于内区,设计采用1套可变新风比的一次回风双风机全空气系统,设计送风量20000m 3 /h,回风量20000m 3 /h,排风引到设备层从裙楼屋面排放。
⑧ 3层病理科处于内区,结合工艺排风系统设计2套直流式空调系统,送风量为排风量的65%;办公区域设计采用1套风机盘管加新风系统。
⑨ 3层血透室处于内区,50床血透室设计1套可变新风比的一次回风双风机全空气系统,设计送风量15000m 3 /h,回风量13500m 3 /h;血透配药间及办公室设计采用1套风机盘管加新风系统。
⑩ 2,3层的会议室、学术报告厅均设计一次回风全空气系统,会议准备室、接待室(内区)分别设计采用1套风机盘管加新风系统。
地下1层放射治疗中心大型医疗设备众多,内有4台直线加速器、1台钴60治疗机、1台后装机、1台伽马刀、1台超声刀、2台模拟摄影机和1台CT机、2台PET CT机及1台回旋加速器,医疗设备扫描间及其机房均独立设置四管制水冷型恒温恒湿空调机组,2~3间医疗设备扫描间/检查间独立设置新风系统;医护办公室、诊室及辅助间设计风机盘管加新风系统。
4 )病房空调采用风机盘管加新风系统,新风系统分内外区设置,由设于各病房楼屋顶及设备层的新风机组集中供应新风,每个新风系统负担楼层数不超过7层。
5 )后勤服务用房大多设置在地下1层,根据其建筑特点及工艺需求,设计采用不同的空调系统。
① 太平间、解剖室分设直流式空调系统,排风引至室外高空排放;
② 病人厨房和职工厨房设计岗位空调送风(直流式空调系统),厨房油烟经静电处理后引至屋面高空排放;
③ 员工餐厅和教授餐厅设计采用一次回风双
风机全空气系统,设计送风量20000m 3 /h,回风量20000m 3 /h,可以在过渡季及冬季利用室外自然冷源来消除室内余热,并改善室内空气品质,排风引至室外排放;
④ 5个变配电室均设置一次回风全空气系统,过渡季及冬季利用室外自然冷源来消除室内余热,排风引至室外排放;
⑤ 3个药库设计采用2套一次回风双风机全空气系统,设计送风量分别为20000,10000m 3 /h,回风量分别为20000,10000m 3 /h,可以在过渡季及冬季利用室外自然冷源来消除室内余热,并改善室内空气品质;
⑥ 后勤办公室采用风机盘管加新风系统。
3.7 净化空调通风系统
湘雅医院新医疗区工程医用洁净区域多,洁净手术部有49间洁净手术室、6个重症监护区等,限于篇幅,不再详述其净化空调通风系统。
4 防排烟系统
本工程按一类高层民用建筑进行防排烟系统设计。
1 )不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室分别设置机械加压送风系统,共设有26个加压送风系统;
2 )地下2层共有10个防火分区,除第3防火分区为消防水池及泵房外,其余分区均为汽车库,每个防火分区均按面积不大于2000m 2 划分防烟分区,按防烟分区设置机械排烟系统和火灾排风系统,兼作汽车库的平时排风和送风系统,排风及排烟量按换气次数6h -1 计算,补风按换气次数5h -1 计算,共设有排烟兼排风系统17个,机械补(送)风系统13个;
3 )地下1层共有30个防火分区,除第3、第7防火分区具备自然排烟条件外,其余防火分区均设置机械排烟系统和火灾补风系统,共设有排烟系统25个,排烟兼排风系统7个,机械补风系统28个;
4 )本工程地上部分内走道及房间共设有19个机械排烟系统;
5 )门诊大厅(中庭)设置机械排烟系统。
5 结语
本工程2010年投入使用后,空调通风系统运行正常,候诊区、医技区等多处于建筑内区,人员密集,这些区域大都采用一次回风双风机全空气系统,运行阶段基本上按设计给定的参数调节新风比例,各区域的空气品质良好,过渡季节能效果不错。由于控制投资等原因,空调新风未能实现根据室内二氧化碳浓度等参数实行变新风比的初衷。目前新医疗区最大日门诊量接近12000人次,病床数接近2700床,取得了良好的社会效应。
本工程设计阶段GB50189—2005(新版2015)《公共建筑节能设计标准》尚未颁布,在工程施工阶段已按夏热冬冷地区围护结构节能要求进行施工,空调通风系统按《公共建筑节能设计标准》作了部分修改,但是受当时条件限制,没有采用排风热回收系统,比较遗憾。
中山医院门急诊综合楼空调设计 [2]
[2] :华东建筑设计研究院有限公司 陆燕 胡仰耆
0 引言
随着人民生活水平的提高和医学科学的不断发展,医院的建设越来越受到人们的重视。目前,上海许多医院正新建、改建或扩建其门急诊综合楼和其他一些医疗设施,以求进一步现代化。为了顺应这些发展,医院建筑中的空调设计面临新的挑战。
医院空调的目的不仅是提供舒适和医疗需要的热环境,更重要的是对交叉感染、污染源的排放进行控制。此外,还需满足消防、节能以及特殊医疗设备的空调要求等。在设计各种繁杂的系统时,以处理区域或房间之间的压力关系、使气流定向流动最为棘手,也易被设计者忽视。本文介绍中山医院门急诊医疗综合楼项目的主要设计内容和一些体会。
中山医院为三级甲等医院,其门急诊医疗综合楼集病房、门诊室、急诊室、医技区为一体,总建筑面积72000m 2 ,按使用功能分为A,B,C 三部分,A 为普通病房楼,B 为门诊楼,C 为医技及手术部。空调系统冷、热源设置在地下1 层。
1 设计参数
根据国内规范要求和文献[1~2 ]的规定,主要功能房间的室内设计参数如表1 所示。
2 系统设置及气流组织
医院建筑具有功能繁多、要求不一、小空间多的特点。文献的规定表明,除了新生儿室及一些特殊治疗室外,医院内所有为病人提供直接服务的区域(辅助用房除外) 的温度为24~25 ℃;相对湿度在30 %~60 %之间。空气过滤等级为粗、中效两级,第一级为比色法30%的粗效过滤,第二级为比色法90%的高、中效过滤。系统的设置应在满足功能要求的基础上,考虑避免二次污染及每个空间能独立控制温度。空调末端国外以全空气定风量或变风量系统居多,它的优点是空气过滤及除湿效率高,室内空气品质好,设备维护方便。国外的研究认为医院空气中90%以上的细菌是可以用空气过滤器除去的,而全空气系统具备配置各种效率过滤器的条件。国内设计受建筑空间、初投资及设计经验等诸多因素的影响,选用变风量系统的极少,而以风机盘管居多。风机盘管虽有控制方便、噪声低、不存在空气交叉污染的优点,但盘管湿表面很容易藏污纳垢滋生细菌,诱发二次污染,且风机盘管的除湿能力及过滤效率均不如全空气系统。根据本工程建筑空间、机房面积有限和建筑体型复杂的实际情况,一些功能房仍采用了风机盘管加新风系统,但在回风口处改用低阻抗菌过滤器,以降低细菌繁殖的可能。这些区域主要有病房、诊室、一般检查室、办公室等。
对热、湿散发量较高,有洁净等级要求的房间均采用全空气系统,这些区域主要包括手术部,MRI,CT,DR 检查室,化验及自动检测室,实验室等。大空间的门诊等候区、病房护士站及走廊等也采用了全空气系统。
设计时曾考虑采用近几年来业内时有介绍的独立新风系统(DOAS),即由新风承担室内全部湿负荷、风机盘管处于干工况状态仅承担室内显热负荷的空调系统,但因上海地区的气候条件和医院建筑不时有开窗通风的习惯不适合该系统,且产品的技术性能尚不成熟而放弃。
3 负荷特点及冷热源配置
整个综合楼的冷负荷为7 861 kW,热负荷为5315 kW。设计日空调冷、热负荷曲线见图1 。
在电力容量受限的条件下,冷源的配置采用了直燃型溴化锂机组与螺杆式冷水机组相结合的方案。考虑到医院经常性添置及更新设备,每年的空调负荷呈上升趋势,最终选用了单机容量为3200kW 的直燃型溴化锂机组及单机容量为1230 kW多机头螺杆式冷水机组各2台,总配置容量为8860 kW。
空调负荷呈上升趋势,最终选用了单机容量为3200kW的直燃型溴化锂机组及单机容量为1230 kW多机头螺杆式冷水机组各2 台,总配置容量为8860 kW。
在综合楼中,夜间需空调的只是病房、急诊室和手术部。因此,在全年供冷时间中,有相当长的时段可用螺杆式机组来满足部分负荷工况的使用要求,而不必使用运行费较高的溴化锂吸收式机组。同样理由,热源除了有直燃型溴化锂机组外,还配置了一组容量为总供热负荷10%的组合式汽水换热器,以满足过渡季节热负荷很小时的需要。
4 空调水系统
水系统采用两管制还是四管制常是一个既简单又复杂的问题,因为它涉及到技术、经济、管理和观念等多方面,需要设计者自身的正确判断和业主的理解和支持。本工程主要采用四管制(门诊部内区为单冷两管制),依据是:
a) 像众多大型医院综合楼一样,它有大量属同一功能区,但内、外区特征十分典型的房间,如门诊中的候诊室与诊室,有的为外区,有的为内区。
b) 在医技区楼层中既存在设备发热房间,又存在设备不发热房间,而且发热设备发热量也大小不一,两管制难以满足房间的温度要求。
c) 病房层中的病房和医护房间主要呈外区特征,它们的朝向分别为东南与西北,过渡季时太阳辐射热的影响会造成对冷、热需求的不同。此外,该医院常有来自不同国家的病人,过渡季时同样有冷热需求不同的选择。
空调冷、热水系统的设计温度分别为6 ℃/ 12℃与60 ℃/ 50 ℃。
5 门诊楼设计
楼中各科门诊区均为非传染病区域,但各科之间仍应限制空气无序流动。因此,空调及通风系统的设置以科室为服务范围,达到管理方便、交叉感染易于控制的目的。
各诊室、检查室采用风机盘管加新风系统。新风机组的空气经粗效、中效两级过滤;风机盘管设回风箱,并配抗菌过滤器。候诊区设全空气系统,这主要是因为候诊者的病情还未经诊断,其中有的病人可能会有传染性,故此区域的空调系统应加强空气过滤,保持较好的空气品质。
门诊手术室洁净度为Ⅳ级(30万级),设备采用净化风机盘管。这类系统所服务的房间面积小,空气仍需三级过滤,系统风量有1000,1500m 3 /h两种,风机静压在400Pa左右,风机A 声级噪声约63dB。因此,系统的隔声、消声尤为重要。笔者与厂商配合开发了这一系统,给系统配置了微穿孔板消声器和节能的双速风机等,经测试性能完全达到要求。
门诊区的空气压力梯度由高到低的顺序依次是诊室—候诊区—污洗间、有污染源的房间、卫生间。
用于风机盘管回风口上的抗菌过滤器为粗效G2型,其滤料由级配比不同的玻璃纤维织纺而成,并涂以抗菌涂料。维护保养时只需更换一次性使用的过滤垫,价格较低。过滤垫的面风速为1.75~2.0m/s,初阻力为16~30 Pa,平均计重效率为70%。
6 检查与检验区域设计
检查室分一般检查室及重要检查室两类。属一般检查室的有B超室、心电图室等,这些房间显热量较小,为0.5~1kW左右,设计采用风机盘管加新风系统,盘管回风口加低阻抗菌过滤器。属重要检查室的有计算机体层扫描(CT)室、磁共振成像(MRI)室、钼靶室、肠胃机室、DR 机房等。MRI室由于防辐射的要求高,设置在地下1 层,MRI 与CT室分设备间、扫描间与控制间三部分,其中扫描间的发热量一般在10 kW左右,设备间与控制间发热量在4kW 左右,设备间内含有大量电子元件和线路,对环境的要求较高。钼靶、DR机、肠胃机室等检查单元只分检查间与控制间两部分,总发热量在1.2~2.6kW之间。在本工程中,检查与检验区域按单元均配置恒温恒湿专用机组。由于检查与检验设备的散热量和环境要求因型号、规格不同而异,所在房间可能在地下室也可能在地面上,可能在建筑物内区也可能在外区,故设计时应先进行方案设计,在订货后向制造商索取有关资料,再对方案进行确定或修改。
此外,考虑到这些医技房间常较分散,以及现代医疗设备更新换代很快,有可能不时添置一些需由专用空调机组服务的设备,而在高层大楼的外立面上,业主不会牺牲美观去挂置位置分散的风冷机组的室外机,因此,只能选用水冷型专用机。设计时配置了一套冷却水量为100 t/ h 的冷却系统,并在每层楼面预留了冷却水接口,为今后医技室的扩建与改造创造了条件。
检验是疾病诊断的主要手段之一。检验室内设备的发热量、散湿量、气味、通风柜设置等基础资料往往缺乏,设备使用情况也不明,因此,设计者应深入了解,尤其应注意自动化检验室等显热量较大的房间。
房间较多的医技区域不宜采用以独立控制室温为主要优点的风机盘管加新风空调系统,而宜采用全空气定风量系统,其原因是医技区有许多房间需要有压力控制,如血液化验室气味很重需负压;细胞免疫及生物分子实验室应保持正压;有些常规临床检验室、特殊检测室设有通风柜,应考虑补风。
惟有全空气系统才能满足换气次数恒定、空气定向流动等要求。至于室温控制,设计中采用电加热微调,虽有冷、热抵消之弊病,但量不大,实为控制之必需。
为了避免影响周围居民,某些通风柜的排风经活性炭过滤后在屋面排放。
在医技区中有一间中药房,考虑到配药时易扬尘,故在房间中增加了1 台带有空气过滤器的循环机组,以加大房间的换气次数,减小空气中药尘浓度。
7 病房设计
综合性医院的病房一般分普通病房、隔离病房、重症监护病房、新生儿病房等。本工程仅有重症监护病房与普通病房。
重症监护病房设置了30万级的净化系统。气流组织为病床上方送风,至病人头部处的风速不大于0.25m/s,回风口设在门附近的下部。送风末端设亚高效过滤器。
普通病房每层为一个独立的疾病治疗区,由病房、护士站、治疗室、处置室、医生护士办公室、配餐室、污洗室组成。病房的设计内容有:
a) 系统为四管制风机盘管加新风系统;
b) 风机盘管位于病房入口小走道上方,气流为上送上回,回风口设抗菌过滤器,其面风速小于1.5 m/s;
c) 卫生间除有常规的排风系统外,还增加了较为美观的挂墙式供暖盘管,以满足虚弱病人淋浴时对室温的要求。盘管的热源是可就近接出的空调用热水管,供水温度60 ℃。
护士站与公共走廊采用全空气定风量系统,以达到强化空气过滤、减少交叉感染的目的。
根据文献的规定,配餐室不设再循环机组,故没有风机盘管。室内设脱排油烟机和排风机,当前者不使用时,使用后者,换气次数为10h - 1 以上。空调送风由走廊的空气处理系统提供,不设回风。
整个病区的压力控制从高到低依次为治疗室—护士站、病房、医生护士办公室、配餐室—处置室、污洗间、卫生间。
8 手术部设计
手术部是医院对暖通空调要求最高的场所。
该工程手术部有不同级别的手术室共7 间,系统设计流程见图2,局部详图见图3,其设计原则与特点如下。
a) 在7间手术室中,其中1 间的空调器除了一组由集中系统供给冷水的冷盘管外,还增设了一组直接蒸发式盘管(另配独立冷源)。此举的目的是保证发生特殊情况、集中冷水系统中断供应时仍能有1 间手术室可继续使用。
b) 房间的温湿度、新风量、换气次数、压力等主要技术参数按有关规范确定。
c) Ⅰ,Ⅱ 级手术室优先采用二次回风、热水盘管再热,并辅以电加热微调,这是因为它们的换气次数较大,利用二次回风可节省大量再热量。此方案似乎专业人员都可理解,但在实际工程中常被忽视,导致耗用大量电能去再热。
d) 根据文献的规定,手术室空调的加湿蒸汽不采用医院现有的经化学水处理的锅炉蒸汽,而采用作为热源的锅炉纯水蒸气。
e) 整个手术部各房间的压力梯度满足规范要求,也满足某些手术室不使用时仍维持空气定向流动的要求。
9 结语
9.1 针对医院建筑空调设计国内资料匮乏和医疗技术与设备迅速发展的实际情况,国内有关部门应形成合力,去研究、总结出丰富的设计用基础资料。
9.2 大型医院综合楼中内区多、功能复杂,为了保证舒适性和灵活性,空调水系统应采用四管制。
9.3 在非空气传染病区如病房区域,应对风机盘管加新风系统似乎是惟一选择作一反思。在目前国内逐渐掌握变风量技术之际,需积极探索采用该系统的可能性。这是基于除空气传染病区外,医院中的许多区域可以采用这类全空气系统和设置一定级别的非高效过滤器,以取得更好的空气质量,同时实现独立的温度控制提出的。
9.4 空气定向流动控制不仅是手术室、污洗间等我们所熟悉房间的需要,也是医院内许多其他区域的需要,设计者必须深入调查、充分了解医疗工艺。