医疗建筑空调系统设计思路探讨

柯红

摘 要： 以汕头某综合医院为例，介绍空调系统划分、设备选型、气流组织、节能控制等设计探讨

关键词：洁净区域；空调系统；循环机组；新风；排风

1 引言

医疗卫生事业常常被人们视为衡量一个国家生活水平和社会发展的重要指标。医疗建筑是所有民用建筑中最为复杂和特殊的建筑类型之一。医疗建筑的空调设计不同于其它公共建筑，不仅要提供舒适的环境，而且满足病人及医护人员的安全、适宜的就医和工作环境，因此空调系统设计尤为重要。此外，医疗建筑的能耗强度大，空调系统在建筑能耗所占比例较高，所以在保证医疗建筑功能性的前提下，需提高其节能效果。现结合汕头市某医院空调通风系统及及净化空调系统的设计谈几点体会

2 工程概况

工程位于汕头市，为综合门诊医技楼，建筑面积达55600m2，建筑高度33.7m，地下2层，地上6层。功能包括门诊区、急诊区、药房、医技区、检验区、重症监护区（ICU）、中心供应、静脉配置、中央手术区等。考虑到汕头地处夏热冬暖地区，大楼设中央空调系统，满足夏季供冷，不考虑冬季供暖（除洁净区域）

3 系统设计分析

3.1 医院空调的功能和特点

医院空调的功能绝不仅在于提高环境的舒适性，多数情况下，适宜的空调环境是治疗与康复的一个重要因素，在某些情况下，甚至是主要的治疗方法。大量的医学临床研究表明，病人在适宜额空调环境中，通常比在非控制环境中体质恢复更快。医院的空调是预防和治疗疾病的手段之一，同时也可以看出，医院对空调环境要求的多样性和复杂性。

3.2 空调负荷概况

医院的特点是既有工作日需要维持的环境参数场所，又要定时使用场所，还有应急使用的场所。使用条件各异，其负荷的日波动、年波动大。医院各部门因功能不同冷热负荷耗量差别很大。

3.3 设计参数

4 空调冷热源设计

工程在地下2层设制冷站，冷源采用离心式冷水机组和螺杆式冷水机组。大温差空调供回水温度为6/12°C，水系统采用一次泵变流量系统。在地下1层设锅炉房和换热站，热源为燃气锅炉，供回水温度为95/70°C，经换热站后，供空调系统使用。锅炉房内设蒸汽锅炉，满足医院洁净空调加湿及医疗蒸汽使用。为保证洁净区域空调的可靠性，在屋面增加一套独立冷热源，冷热源采用风冷热泵机组。冷水供回水温度为7/12°C，热水供回水温度45/40°C，空调水系统为四管制，加濕采用二次干蒸汽

5 空调通风系统

5.1 空气处理及末端设备

（1） 门诊区、急诊区、药房等区域采用风机盘管加新风系统，新风机组集中放置于6层空调机房。（2）医疗街等大空间采用全空气系统，气流组织为上送上回。（3）放射科、检验科等采用全新风直流空调系统，空调机组集中放置。

5.2 排风系统

医院各部门功能不同，排风系统按区域设置，排风量按新风量及房间正负压要求确定；排风机设置与7层屋面，高空排放。

压力要求：机械送、排风系统应使院区压力从清洁区→半污染区→污染区依次降低，清洁区为正压区，污染区为负压区。 清洁区送风量大于排风量，污染区排风量大于送风量。

6 洁净空调系统

洁净空调设计应符合GB50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》及GB50139-2014《综合医院建筑设计规范》要求

6.1 洁净区域空调分区原则

洁净区域有不同等级分区，气流只能从高等级的空间向低等级的空间、从无菌区向非无菌区定向流动，也就是要求洁净区始终维持有序的压力分布，避免交叉感染或污染室内空气

6.2 洁净区域空调系统设置

洁净区域空调有空气净化要求，洁净室采用全空气系统，空气处理机组根据房间内的温湿度信号调节送风状态，可以通过空气处理机组内的不同配置实现不同状态下的温湿度控制。其辅助用房及办公室采用带中高效过滤器的净化风机盘管加新风的系统。

6.3 洁净空调系统设计

洁净室空调系统采用一次回风全空气系统，集中设置新风处理机组处理室外新风，新风处理到室内状态点焓值，处理好的新风与循环空调处理机组的回风混合后、再进行过滤、加温（降温）、加湿（除湿）处理，达到恒温恒湿的标准，这样可满足室内温湿度控制要求，控制精度高，运行稳定。

洁净区域各房间有不同的洁净要求，必须维持一定的压力梯度，新风机组不仅承担新风量的需求还承担维持洁净区域的正压风量。当洁净区域处于工作模式，新风量至高档，运行此区域的循环空调机组及相应的排风机；当洁净区域处于非工作模式，新风自动调至抵挡，维持所需正压，同时关闭排风机。对于正、负压手术室的压力控制，采用2台排风机，根据工作状态正负压要求启动不同的排风机，正压运行时，启动风量小的排风机，负压运行时，启动风量大的风机。

6.4 洁净区气流组织

由于设备层设置与洁净区上层，送风管道从顶板开洞接入洁净区送风装置，洁净区域的气流组织在于迅速有效的排出尘菌污染，送风口设在顶部，通过高效过滤器的洁净气流自上而下流动，回风管道至洁净区下部回风口是比较有利的气流组织形式，洁净区上部设置排风口，排风量较小，再适当控制风速，消除干扰。对于洁净走廊及辅助用房等洁净等级偏低的区域采用上送上回的气流组织，可以节省空间高度简化管线。

7 设计思考

7.1 由于医院各部门的使用时间、温湿度、洁净度、特殊性各不同。因此空调系统分区要细化，同时考虑区域之间的独立与调节的能力

在负荷分析的基础上，选择大小不同的制冷机搭配使用，其中一台制冷量小的机组满足洁净区域设计负荷的80%，，在过渡季节制冷量小的机组可以发挥其有效作用。由于医院的特殊性，需设置一套独立冷源服务于洁净区域，保证洁净区域运行的可靠性及灵活性，在过渡季节其优势突显。项目地处夏热冬暖地区空调水系统采用两管制为主，对于洁净等级要求较高的区域，局部采用四管制空调水系统。系统简单，投资少。

7.2 医院自身免疫力弱，同时又是医患聚集之处，控制空气的流向避免交叉感染是医院空调的职责

选择合理的新、排风口位置尤為重要，新风口位置应设置在室外清洁区域，同时远离散发异味、污染、粉尘的房间。项目排风集中高空排放，避免新、排风短路，局部区域高污染排风结合主导风向、邻近建筑、风速等因素设计。

洁净区域主要通过空气循环来过滤空气中的尘埃、细菌等，实现对空气中非生物粒子和生物粒子的控制，空气过滤是最有效、安全、经济的除菌方法，是保证洁净度的重要环节，合理的配置过滤系统，不但可以提高综合过滤效率，而且可以大大延长过滤器的使用寿命，从而降低运行成本。项目对洁净区循环系统设四级过滤，即回风口的粗效过滤，循环机组的粗效、中效过滤及送风口的高效过滤。新风集经粗效过滤、中效过滤、亚高效过滤集中处理送至各循环机组。

7.3 洁净空调具有初投资大、后期运行费用偏高的特点，医院空调系统能耗远大于普通中央空调破，在满足功能要求的前提下，应充分考虑绿色节能的技术措施

（1）初期选择节能合理的空调方案，细化分区，不同区域独立控制。（2）保证洁净的基础上，采用较低的换气次数，选定合适的新风比，在满足卫生和正压要求的条件下，尽可能减少排风量，合理利用室外新风；利用热交换的原理，回收排风能量，预处理新风。（3）提高冷水机组的COP，采用高效率的风机、水泵、机组等节能型产品。（4）空调水系统采用一级泵大温差运行，减少输配能耗比。（5）洁净区域的新风机组和循环机组采用变频技术，自动恒定风量，使房间温湿度、洁净度得到保证。（6）送风采用三级消声装置，回风采用两级消声装置，保证房间噪音达到相关规范要求。

7.4 空气调节控制系统通过智能化控制使整个洁净系统稳定而正常工作

（1）洁净区域的每台净化循环空调机组独立控制柜，净化型新风机组、排风机组由对应净化循环空调机组控制。（2）净化空调机组自控采用自动控制系统，自控系统信号直接传送到手术室、护士站等位置显示室内空调状况和机组的运行状况，工作人员可以远程控制空调机组。（3）净化空调机组按照湿度优先模式，即优先满足房间湿度，当房间湿度到达设定值时，再根据湿度调节温度至设定的范围。（4）新风机组与循环机组实行连锁控制，即同一新风系统内，只要有一台循环机组开启，则新风机组必须开启，只有当循环机组全部关闭后，对应的新风机组才能关闭。（5）排风机与循环机组实现连锁控制，即循环机组开启，所对应的手术室的排风机亦开启，当循环机组关闭后，所对应的排风机也相应的关闭。

8 结束语

作为暖通空调设计人员，在参与项目前必须对医院的建筑构造、功能、运营、运作方式等方面有一个系统的认识与了解，分析数据，在满足规范的前提下，提高舒适度同时最大化地实现节能

参考文献：

[1] GB 50333-2013.医院洁净手术部建筑技术规范[S].

[2] 涂光备.医院建筑空调净化与设备，中国建筑工业出版社.

[3] 许钟麟.空气洁净技术原理，同济大学出版社.