无锡市人民医院二期空调通风设计

李玲燕

空调技术

无锡市人民医院二期空调通风设计

李玲燕

（上海建筑设计研究院有限公司，上海200041）

介绍了无锡市人民医院二期的建筑概况及空调通风设计，包括空调设计参数的选择、冷热源配置、水系统设计、净化空调和通风设计等，并结合本实例总结了关于医院建筑空调通风设计的一些看法和体会。

舒适； 冷热源； 水系统； 通风； 压力控制

0 引言

医院是救死扶伤的场所，随着经济的快速发展和人民生活水平的提高，对医疗环境的要求越来越高，为了顺应这些发展，医疗建筑中的空调设计面临新的挑战。医院空调设计的目的不仅是为了提供舒适的环境，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间之间的压力，而这也是设计的难点所在[4]。

1 工程概况

无锡市人民医院二期总建筑面积约120000m2，建筑高度为53.2m，设计床位1000床。

医院分五个群组：1）地下室部分：两层，建筑面积约40716m2，主要功能为地下车库、制冷站、变电所、泵房。2）心肺诊治中心楼：十二层，主要功能为心肺科门诊及心肺病房，四层及以上为病房。3）特需诊治中心楼：十层，主要功能为特需诊治中心门诊及病房，四层及以上为病房。4）儿童医疗中心楼：十一层，主要功能为儿科门诊及儿科病房，四层及以上为病房。5）连接各分诊楼的裙房：共三层，连接心肺诊治中心楼、特需诊治中心楼及儿童医疗中心楼，主要功能为门急诊、体检、手术、ICU、NICU、制液中心、办公、医技等。如图1所示。

2 设计参数

根据《公共建筑节能设计标准》和医院建筑相关规范要求，主要功能房间的室内设计参数见表1和表2[1，2]。

表1 非净化区域室内设计参数

表2 净化区域室内设计参数

3 冷热负荷及冷热源配置

（1）通过专业软件的逐时计算，逐时冷热负荷如图2所示。

整个大楼的逐时最大空调总冷负荷为8393kW，建筑面积冷指标为105W/m2；总热负荷为6637kW，建筑面积热指标为83W/m2。

（2）空调冷热源设在地下一层能源中心内。

冷源：鉴于医院一期采用水冷式机组且运行稳定，故二期设计选用3台离心式冷水机组，单台制冷量为2813kW，机组采用大温差供回水6.0℃/13.0℃，可节约输送电耗，冷却水供水温度为32℃/37℃，冷却水塔设于心肺诊治中心楼屋顶。

热源：医院所在地具有蒸汽热网系统，设计选用节能型高效板式汽水-水换热机组作为空调热源。为普通区域服务的热源选用单台换热量为2100kW的机组三台，供回水温度为60℃/45℃；每台换热器配有两台变频热水泵。

另外为手术、ICU、配液中心、NICU、PICU等净化区域单独配备一套700kW节能型高效板式汽水-水换热机组，作为此区域的冬季热源或者再热热源或者NICU和PICU区域的早期空调热源；换热器配有两台变频热水泵。

备用冷热源：另配两台容量各为455kW风冷热泵冷热水机组作为手术、ICU、CCU、配液中心等净化区域的备用冷热源。

过渡季节及冬季，常规热源正常工作时（过渡季节及冬季离心制冷机不开），热泵可作为冷源，为此区域提供冷冻水，根据负荷要求控制运行台数；当常规热源出现问题时，热泵供热工况运行，可根据负荷情况控制一台或两台热泵运行。夏季，当离心制冷机出现问题时，热泵可供冷工况运

行，可根据负荷情况控制一台或两台热泵运行。

（3）DR、CT、胃肠等放射科室采用变制冷剂流量多联机系统或恒温恒湿专用机[6]，便于单独控制管理。

地下室变配电机房、地上消防控制中心、无线覆盖机房及弱电总机房采用变制冷剂流量多联机系统；电梯机房及UPS配电间设分体空调器（UPS配电间分体空调器采用UPS电源供电）。

（4）医院冬季空调加湿采用蒸汽，手术室区域的加湿采用干蒸汽二次加湿，其他区域的空调箱及新风机组均采用直接干蒸汽加湿。蒸汽热网接入的高压蒸汽经过分汽缸后接至各用户末端。

4 空调水系统

空调总水管路均采用垂直异程水平同程机械循环系统。冷冻水系统采用两级泵系统，一级泵定流量运行，二级泵变流量运行；热水系统采用一级泵变流量系统。空调冷热水系统和热泵均采用密闭式定压罐定压，定压点位于循环水泵入口处。能源中心水系统原理图如图3所示。

（1）根据实际使用时间及功能不同，分水器出来分三套系统：1）全天24h，包括裙房急诊、急救区域、病房、补液及观察室等；2）正常工作制，包括诊室、治疗室、办公室、会议室等；3）洁净区域，包括手术室、ICU、CCU、配液中心等，此区域使用功能及特点有别与其他

两个系统。

（2）水系统采用两管制还是四管制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[4]。根据医院建筑特点及实际需要，末端管路系统大致分为三类：

1）洁净区域，此区域对空调箱和新风机组采用四管制系统，对净化风机盘管采用区域两管制系统。此区域的要求较高，需要有备用冷热源（前面提到的热泵），水系统自成一体，如图3所示。

2）裙房具有较明显内、外区，此区域的内区采用区域两管制系统，通过管路始端的阀门切换来适应不同的使用要求。因为在内区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同，再加上有较多人员散热，单独的两管制难以满足实际需要。

3）其他普通区域（主要呈外区特征），采用两管制系统，冷热要求与季节明显对应。

5 空调系统

5.1 非净化区域

门诊大厅、大候诊区和大会议室等大空间区域采用低速风道全空气系统[4]，满足过渡季节全新风运行；普通病房、各科诊室、医技科室、办公等小空间用房采用风机盘管加新风系统。所有空调箱均设有初、中效过滤器。一般原则为：办公区、大多数诊室等为普通风机盘管[4]；特殊病房、个别特殊要求的诊室为带高效（H13）送风口和中效（F5）回风口的净化风机盘管；检验科及病理科等会产生异味的科室的风机盘管的回风口上设纳米光子空气净化装置。

各功能房间之间的压力梯度控制尤为重要，这需要通过送、排风量的差异来保证，以防止污染空气外逸，避免空气无组织交叉污染，以改善室内的空气品质。

门诊区的空气压力梯度由高到低依次为[4]：诊室→候诊区→有污染的房间、卫生间、污洗间；病房区的空气压力梯度由高到低依次为：医生护士办公室→病房、治疗室、走廊→处置室、污洗间、卫生间。

其中普通病房与公共走廊之间的压差及气流流向存有不同见解，一种是只在病房设新风口，新风先渗透到走廊然后由公共卫生间和污洗间等排风排出；另一种是在病房同时设置送、排风口使其保持微正压，同时向走廊送风，同样在公共卫生间和污洗间等设排风。我们认为这两种方式的选用主要取决于病房的实际使用状况，如果是易感染患者的病房则采用第一种方式，如果病房产生污染（如较强臭气）则选用第二种方式[5]。医院的三个病房楼均采用了第二种方式，因为每个病房内均设有独立卫生间，易产生较强臭气。

笔者在设计中为了能更好的控制各区域的压力梯度，一些重要房间（如急救急诊区域、新生儿区域、部分重要的病房区）的空调通风系统采用了定风量阀的措施，严格按照设计的新排风量进行调试，保证空气的有序流向和气流压差；其他普通区域采用一般的风量调节阀。图4为装修完成后部分区域的图片。

5.2 净化区域

净化区域包括一层药物配置中心、二层DSA、三层洁净手术部和ICU。所有洁净区（除三层手术部办公区）均采用全空气净化空调形式，系统设粗（G4）、中（F7）、高效（H13）三级过滤。净化区域空调送风口采用H13级别的高效过滤风口，回风口采用F5级别中效过滤器。Ⅰ级手术室净化空调系统采用二次回风（如图5所示），其它净化空调系统采用一次回风（如图6所示）。夏季冷却去湿再热后至送风状态点，冬季通过加热、加湿至送风状态点。

一层药物配置中心采用一台洁净型空调机组，新风自引；二层DSA采用三台洁净型空调机组，新风集中供给；三层ICU采用四台洁净型空调机组，新风集中供给；三层手术部每间手术室各采用一台洁净型空调机组，洁净走廊及辅房采用二台洁净型空调机组，清洁走廊及辅房采用一台洁净型空调机组，新风集中供给；三层办公区采用净化风机盘管，新风单独处理。

（1）空调机组功能段配置

净化空调一次回风机组功能段组成：混合风机段、均流段、中效段（F7）、表冷段、加热段、加湿段、出风段；

净化空调二次回风机组功能段组成：一次回风混合段、表冷段、二次回风混合风机段、均流段、中效段（F7）、加热段、加湿段、出风段；

集中新风机组功能段组成：G3粗效过滤段、电预热段、风机段、均流段、F7中效过滤段、H10亚高效过滤段、双表冷段、加热段、出风段；

（2）气流组织设计

洁净手术室、DSA内送风口集中布置于手术台上方，使手术台及周边区域位于洁净气流形成的主流区内，洁净手术室采用双侧下部回风；手术部洁净辅房、ICU单间、配置室为上送下回风，高效送风口送风，下回风口采用竖向单层百叶风口；清洁走廊及其辅房采用亚高效送风口送风，上送上回风；其余洁净区采用上送上回风系统。

6 通风设计

地下汽车库设送排风系统，根据CO浓度控制送排风机启停；天然气表房与气体灭火房间均设事故排风系统，因为这些房间有可能突然散放大量有害气体或有爆炸性危险气体，需要及时将其排出，另外，进出气体灭火房间的风管都要在贴墙处加电动阀；进出天然气表房的风管都要加防火阀。

对于医院建筑会产生很多污物，对此地下室会设多个污泵井、地上部分每层会设污物间，这些地方会散发大量恶臭（尤其在夏季温度较高时），因此这些地方的排风尤为重要，并且需要单独排放、排放点应居高选择（若在低处排风，热气流上升，臭味会通过窗户进入房间）。医院地上部分的污物间单独设竖井将臭气统一排到屋顶经除臭设备处理后排入大气；但对于地下室的污泵间比较分散，难以高空排放，针对此问题设计者在污泵间内设置了光氢离子杀菌除臭系统（此系统可以高效杀灭游在空气中的几乎所有的细菌和病菌，同时可以去除各类异味和臭味），另外再配有排风系统，鉴于污泵间面积很小仅有400m3/h左右的排风量，采用杀菌除臭兼排风便可达到要求。

但若是地下室有大面积的垃圾房，则仅靠杀菌除臭兼排风不能满足要求，其排风量会很大，必须高空排风，这需要设计者和建筑专业较好的配合，设置能直通屋顶的管道井，另外垃圾房内建议设空调，可防止房间内温度过高使垃圾腐烂加速。各类房间的通风换气次数见表3。

7 结语

医院不同于其他类建筑，有其自身的特点，需要设计者对医院的工作流程及房间功能有较深的了解，只有这样，才能设计出更加合适的空调通风方案。以下是作者对医院建筑空调通风设计的一些看法和经验：

（1）对于医院内的重要区域必须考虑备用冷

热源，保证其24小时能正常运行；

表3 通风换气次数

（2）医院建筑具有功能繁多、要求不一、小房间多的特点，应根据其不同室内设计参数、负荷特点和使用时间特点合理划分区域及确定两管制或四管制，水系统应分区供给；

（3）鉴于我国医院现状，内区较大、就医人数较多，在过渡季节和冬季除人员散热外再加上设备和照明的散热，内区发热量不可小觑，必须考虑供冷。医院中两台热泵在过渡季和冬季处于非满载制冷工况运行时，可为内区提供冷冻水；另外可考虑过渡季和冬季设置冷却塔免费供冷系统，这确实是一项较好的节能措施；

（4）对于同一层内不同功能房间的压力梯度应严格按照从洁净要求高的房间到洁净要求低的房间逐步递降，避免交叉干扰；

（5）对于产生大量恶臭空气的污泵间、污洗间及垃圾房应单独设置排风系统并保证高空排放，严禁与其他排风系统合用，为了达到排放标准需设除臭装置，排放时尽量使恶臭空气处于负压状态；

（6）医院采用蒸汽热网作为空调热源、加湿源及给排水热源，因此设蒸汽冷凝热回收，用于预热生活热水；

（7）在机房和空调通风系统中设置必要的自控仪表和计量设备，对主要的机电设备进行自动控制和监测。

[1]GB50189-2015，公共建筑节能设计标准[S].

[2]GB50333-2013，医院洁净手术部建筑技术规范[S].

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

[4]陆燕，胡仰耆.中山医院门诊综合楼空调设计[J].暖通空调，2005，35 （9）：89～113．

[5]沈晋明.医院病房暖通空调设计[J].洁净与空调技术，2002，（B12）：53～58.

[6]梅自力.医疗建筑空调设计[M].北京：中国建筑工业出版社，1991.

修回日期：2016-05-20

4 结语

（1）VBA为Excel内置编程语言，简单易学，但功能强大，可以根据需要对Excel进行二次开发，增加其功能。用户自定义函数编写简单，可像内置函数一样直接调用，比Sub程序更合适于Excel计算。

（2）通过VBA将上海市《建筑防排烟技术规程》中的排烟系统设计计算公式编写为自定义函数，并制作成排烟计算表，使用时只需要输入已知参数，即可得到相应计算结果，调试方便快速，从而将设计人员从烦杂的计算中解放出来，更多地专注时设计工作。

参考文献：

[1]GB50016-2006，建筑设计防火规范[S].

[2]GB50045-95（2005），高层民用建筑设计防火规范[S].

[3]DGJ08-88-2006，建筑防排烟技术规程[S].

[4]魏汪洋.Excel 2007 VBA高级编程宝典[M].北京：电子工业出版社，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，河北邯郸人，硕士，中级工程师，主要从事暖通空调及防排烟设计工作。