烈性传染病医院住院楼空调与通风系统设计

崔文谦 张强 涂岱昕

【摘    要】：针对传染病医院住院楼空调通风系统，从冷热源、风量计算、空调通风系统、气流组织、压力梯度控制等方面分析了设计要点，提出负压隔离病房在全新风直流式空调运行时需考虑一定的再热负荷，从节能角度出发，设置乙二醇热回收系统。

【关键词】：传染病医院；负压病房；空调；通风

【中图分类号】：TU83【文献标志码】：C【文章编号】：1008-3197（2023）03-67-03

【DOI编码】：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

普通住院樓的空调通风系统设计主要考虑人员住院时常规使用功能的通风设计；而传染病医院的空调通风系统设计需严格按照清洁区、半污染区和污染区独立设置，病毒密度较高的房间，良好的气流组织及压力梯度对医护人员的防护至关重要，暖通系统设计时不仅要满足室内温湿度的要求；还需要满足气流组织、压力梯度的要求，因此对空调通风系统设计提出了更高的要求。学者对不同传染病医院的空调通风系统均有整体介绍[1～4]；但针对负压隔离病房的空调系统设计计算较少涉及，本文以某烈性传染病医院住院楼为例，针对设计中重点关注的负压隔离病房空调设计、气流组织及空调自控进行阐述。

1 工程概况

天津某传染病医院住院楼建筑面积19 283 m2，地上8层、地下1层，负压隔离病房12间，负压病房108间。地下一层为配套设备用房；首层为门诊室、医技检查室、药房等；２层为负压手术区；3～8层为负压病房区。地上各层均严格按照三区两通道布置，即清洁区、半污染区、污染区、医护走廊、患者走廊。

2 空调通风系统

2.1 冷热源

集中空调系统冷热源为院区动力中心提供的冷热水：夏季冷水供回水温度为7/12 ℃；冬季热水供回水温度为60/45 ℃；冬季内区房间由冷却塔供冷，供回水温度为10/15 ℃。

CT、DSA、弱电机房等设独立的多联机空调或机房空调。负压手术室设独立的空调系统，采用直膨式冷凝热回收机组供冷（暖），冬季热源为动力中心提供的60/45 ℃热水；夏季机组供冷的同时，回收冷凝器侧热量对送风再热处理，满足房间对温度的要求。

2.2 空调冷热负荷

空调系统夏季冷负荷指标为162 W/m2，夏季冷负荷为3 118 kW；冬季热负荷指标为197 W/m2，冬季热负荷为3 795 kW，冬季内区冷负荷为519 kW。

2.3 室内设计参数

参考相关设计规范[5～7]，主要房间设计参数见表1。

2.4 风量计算

实现各房间压差控制的基础是各房间送排风量的计算，根据房间正负压值和门窗气密性计算出漏风量。负压病房最小新风量按6次/h或60 L/（s·床）计算，取两者较大值；负压隔离病房最小风量按12次/h或160 L/（s·床）计算，取两者较大值[8]。根据房间正负压值、设计送风量和计算漏风量得出房间设计排风量；采用设计加压送风系统时的压差计算公式计算房间漏风量

式中：L为漏风量，[m3/h] ；0.827为漏风系数；A为总有效漏风面积，[m2]；[?P]为压力差，Pa；1.25为不严密处附加系数。

2.5 空调形式

负压手术区及负压隔离病房采用全新风直流式空调系统，其余房间采用风机盘管加新风系统。

1）负压手术区。负压手术室为Ⅲ级洁净手术室，其余房间均为Ⅳ级洁净辅助用房。新风机组内设粗、中效过滤，室内送风口为高效过滤器净化风口。气流组织为上送风、下排风，负压手术室两侧设下排风口。

2）负压隔离病房。平时作为普通病房使用，疫情时作为负压隔离病房使用，因此存在平疫转换的问题，病房新风支路设双位定风量阀，便于风量转换。见表2。

负压隔离病房采用全新风直流式空调运行时，由于新风量较大，利用焓湿图计算可知，存在一定的再热负荷，服务于负压隔离病房的新风机组需增设再热段。

2.6 通风系统

按照清洁区、半污染区和污染区独立设置送排风系统。清洁区送排风系统2～3层设一套系统；半污染区、污染区的送排风系统均分层独立设置。各房间送排风支管均设电动密闭阀，可关闭阀门，对房间进行终末消毒。

1）新风系统。清洁区新风机组设粗、中、高中效三级过滤；半污染区、污染区新风机组设粗、中、亚高效三级过滤。新风机组均设在清洁区，便于维护、管理。

2）排风系统。半污染区、污染区风机入口处设高效过滤器及紫外线杀菌段。负压隔离病房及其卫生间排风的高效过滤器设置在房间排风口处，采用生物安全高效排风单元，内置高效过滤器，可原位检漏并预留消毒剂接口，实现原位消毒。排风机组均设在屋面，位于排风系统的末端。半污染区和污染区屋面排风口采用锥形风帽高空排放，排放口高于距离15 m范围内建筑物3 m以上。

2.7 空调水系统

1）风机盘管。建筑内区风机盘管采用四管制，用户可根据需求自主调节供冷供热；外区风机盘管采用两管制，外区负压房间，风机盘管负担由室外渗入的新风冷热负荷。

2）新风机组均采用两管制，冬季外区房间设计温度低于房间内区2 ℃，新风处理到外区房间室内等焓线，承担内区房间的部分冷负荷。

3）冷凝水均分区集中收集，经消毒处理后排放。

4）热回收系统。住院楼半污染区、污染区的新排风机组间设热回收系统，热回收采用液体连接式能量回收，介质为乙烯乙二醇溶液。

5）加湿系统。手术部等洁净空调系统采用电热式蒸汽加湿；其余均采用高压微雾加湿方式。

2.8 气流组织

病房及诊室等房间均采用上送下排的方式，送排风口的布置结合医护人员工作区域和病床位置等设置。送风口位置清洁空气首先流过房间中医务人员可能的工作区域；然后流过传染源，进入排风口，形成稳定的定向流。

病房采用每个病床双送风口模式，主送风口设于病床一侧、医护人员护理区域上方，次送风口设于床尾上方，主次送风口面积比为2∶1～3∶1，采用双层百叶风口。排风口设于主送风口相对床头另一侧下方，排风口下皮距地面0.1 m、上皮距地面不高于0.6 m，风速≯1 m/s [5]。见图1。

2.9 通风空调自控系统

2.9.1 送排風机联锁启停

清洁区先启动送风机、再启动排风机；半污染区、污染区应先启动排风机、再启动送风机，各区之间风机启动先后顺序为污染区、半污染区、清洁区，关机顺序相反。当污染区、半污染区排风机组故常停机时触发声光报警并联锁关停送风机[9]。

2.9.2 压差控制

各房间均设机械式正负压微压计，显示房间压差值。排风系统干管上设压力传感器，根据其静压值调节风机转速。

1）污染区。各房间及走廊采用定送风、变排风的控制方式，排风管道上设变风量阀，自控系统根据房间压差值自动调节变风量阀开度，维持压差在设计范围内。

2）清洁区及半污染区。送排风支管均设定风量阀。清洁区各房间送风量大于排风量，风量差≮150 m3/h；半污染区每房间排风量大于送风量，风量差≮150 m3/h，各房间送风量及排风量需经过严格计算得出。系统初调节时，调节各定风量阀开度，满足房间压差设计值。

3）延迟调节。医护人员进入病房会造成病房压差短暂波动，为避免频繁调节而造成系统震荡，病房排风量设置延迟调节。病房与缓冲间、病房与污染走廊间的门设置门磁开关，当这两道门中任何一个处于开启状态时变风量阀在确保最小允许排风量前提下停止动作，待门关闭后恢复压差控制逻辑。

4）乙二醇热回收系统控制。送排风机组内设温度传感器，当送排风温差小于设定值时，自控系统关闭乙二醇热回收循环水泵，同时打开送风机组内旁通阀，送风不经乙二醇热回收段直接送入室内。

3 总结与建议

1）合理的气流组织非常重要，确保清洁空气先流经医务人员可能的工作区，再流经传染源进入排风口。

2）送排风量计算建立在良好的围护结构气密性基础上，各类管线穿墙、楼板处的封堵应予以充分重视。

3）良好的空调自控系统是实现压力梯度的保证。

4）负压隔离病房采用全新风直流式空调运行时，需开启再热段。

5）传染病医院送排风量均较大，热回收可降低空调能耗；为避免交叉感染，液体连接式热回收是比较好的选择。

参考文献：

[1]刘    蕾，杜    坤.上海某医院应急发热门诊及负压隔离病房空调通风系统设计[J].暖通空调，2020，50（8）：82-86+74.

[2]郭伟刚.上海某医院传染病大楼通风空调设计[J].中国医院建筑与装备，2010，11（11）：81-83.

[3]曾亮军，王学磊.传染病医院通风空调系统的设计特点[J].洁净与空调技术，2019，（1）：83-86+90.

[4]刘坡军.韶关市某传染病医院通风空调设计[J].制冷，2018，37（1）：55-58.

[5]GB 51039—2014，综合医院建筑设计规范[S]．

[6]GB 50849—2014，传染病医院建筑设计规范[S]．

[7]GB 50736—2012，民用建筑供暖通风及空气调节设计规范 [S]．

[8]新冠肺炎应急救治设施负压病区建筑技术导则（试行）[S].

[9]DB 11/663—2009，负压隔离病房建设配置基本要求[S]．