某医院项目通风空调系统设计

王 美

华东建筑设计研究院有限公司 上海 200000

某医院项目为西安交通大学附属创新港医院，位于陕西省国家级新区—西咸新区沣西新城的渭河南岸，新西宝高速线以北与渭河、新河三角洲交汇区域。建筑面积295000m2。一期包括综合住院一、门诊医技、综合楼、国际医学 保健住院、健康生活广场及一期其他附属设施；二期包括综合住院楼二、综合住院楼三、二期其他附属设施。一期总建筑面积174500m2，地上18层，地下2层，地上建筑面积114000m2，地下建筑面积60500m2。病床数量为600床。二期总建筑面积120500m2，病床数量为900床。本次主要以一期建设为主进行分析探讨，根据医院项目特殊的使用需求特点，普通区域空调及热水系统采用了一体式直燃机作为冷热源的系统。而在净化区，设置独立的冷热源，机组采用螺杆式风冷冷热水一体机，同时供冷供热。由于医院特殊性决定，在净化加湿、中心供应，厨房，洗衣房等区域则采用了蒸汽锅炉系统。本文将对该医院项目的通风空调系统设计要点进行综合分析。

1 该医院项目空调系统设计要点分析

1.1 空调系统冷热源设计要点

由于该医院项目位于寒冷地区，根据当地气候特点应选择的中央空调形式以便集中供冷和供热。同时项目区域天然气供应充足，具备燃气空调技术应用条件，因此根据该医院项目的建筑规模、使用特性以及当地能源结构、价格、环保等多方面因素，决定在该医院项目单通风空调系统中采用直燃型溴化锂机组，且应设置备用设备，确保当一台停止工作时，备用设备的供热能力能够达到设计供热量的65%，以满足医院在冬季对采暖空调的要求[1]。直燃机、水泵房、蒸汽锅炉等设备房设置于地下一层。在设计方案过程中，从技术角度提供合理系统，并和业主方进行及时、有效的沟通，从当地实际情况出发，确定符合特定地区特定使用方的系统方案。

该医院项目的一期工程中包括综合住院楼一、门急诊医技楼以及国际医学中心等普通区域，经计算其空调总冷负荷为13960KW，热负荷为10200KW，生活热水2300KW，因此设置一体化直燃机3台，制热量增大型，制冷量4652KW，制热量4304KW。在冷冻水设计中，供/回水温度设计为7℃/14℃，并在屋面设置冷却塔3台，冷却水供/回水温度为30℃/37℃。一体化直燃机内设置两套互相独立热水循环盘管，生活热水供应系统作为医院生活热水热源。系统图见图1。在医院的综合楼以及健康生活广场则采用了多联机以及风冷热泵机组等方式。

图1 一体化直燃机内设置系统图

在该医院项目净化区域，EICU、静脉配置、PCR、ICU、手术室等，为保证其空调全年不间断运行，并考虑系统安全稳定性，设置独立的冷热源，机组采用螺杆式风冷冷热水一体机，并设置备用机组，同时供冷供热。在医院的门急诊及综合住院楼屋面设置3台（1台为备用）四管制风冷螺杆式冷热水机组。在国际医学中心屋面设置了一用一备四管制风冷螺杆式冷热水机。

此外，在该医院手术区域加湿、中心供应室等特殊区域，有24小时不间断蒸汽需求，其热源由3台1.2T/h的蒸汽锅炉提供，以满足手术区加湿、中心供应室、厨房以及洗衣房的蒸汽用量需求。

1.2 空调水系统设计要点

在该医院的空调系统设计中，水系统采用一次泵变频系统，并采用分区供应方式。为简化空调系统结构，并在满足医院使用需求的基础上降低系统成本，在设计方案中采用了两管制水系统来实现夏季供冷以及冬季供暖，空调水系统设置为竖向异程以及水平同程布局[2]。同时，设计方案中还将平衡阀门分别设置在了立管各层分支中，并通过合理确定水管管径以及调节阀门确保水力平衡，从而使末端能够达到设计标准。在系统设备的选择中采用了一次泵变频设备以及集分水设备，并将供应方式设置为分楼分区形式，以控制系统结构体积，提高设备的适用性。根据负荷侧使用波动要求，将运行系统的冷源侧设定为定流量，并将负荷侧设定为变流量，以保证主机运行稳定，并降低系统运行能耗。此外，在机房设计中采用了单独设置主机房以及水泵房的方式，以满足直燃机以及水泵设备在防爆方面的技术规范要求。

1.3 空调风系统设计要点

在该医院项目的大空间内，空调风系统采用的是全空气定风量系统，而在诊室及其他空间要求单独控制的房间采用风机盘管加新风系统，气流组织方式上送上回。针对医院特殊性，风机盘管回风口采用带初效过滤网且内置静电式空气净化装置的门铰型回风口。防止细菌、真菌等污染物传播及在风管中积存，同时便于保养维护。新风系统采用两级过滤（初、中效），新风入口设置电动密闭阀，与相应设备连锁控制。集中空调系统和风机盘管机组的回风口必须设初阻力小于50Pa、微生物一次通过率不大于10%和颗粒物一次计重通过率不大于5%的过滤设备[3]。在医院一些有特殊要求的房间内，如感染门诊、病理科，检验科等设置了直流式空调系统。空调风系统根据不同使用功能，以科室为最小单位，合理规划控制系统规模，保证吊顶内管线分布满足空间净高要求，便于分科计量及运行管理、维护等。此外，在医院的计算机中心等特殊设备用房间设置精密空调。

1.4 空调系统自动控制设计要点

在该医院项目的空调自动控制系统中采用了DDC直接数字式监控系统。其中空调水系统中所采用的一次泵变流量系统，其能够按照系统最不利环路末端供回水压差对一次泵运行台数以及转速等进行自动控制，通过对循环水量的调节来使空调适应不同工况要求。在设计中还设置了三速开关及电动两通阀，以实现对风机盘管以及回水管的自动控制。在医院空调机组以及新风机组冷水出口等位置均设置了动态平衡电动调节阀，从而通过对表冷器进水量的自动调节来达到控制送风温度的目的。在空调系统的新风引入管上设置了与风机联锁的电动密闭阀，使系统能够在空调机组或者新风机组停机时自动关闭新风阀，并进行防冻保护。同时，通过DDC自动控制系统的设置，医院空调机组可以根据预设参数对回风温度和相对湿度进行对比分析，并对蒸汽加湿器电动调节阀以及回水管电动调节阀开度进行自动调节。此外，DDC系统还可以按照预设数值对所测定的新风干球温度进行对比，并自动调节新风比，从而实现在过渡季的全新风运行。

2 该医院项目通风系统设计要点分析

该医院项目的主要机械送排风系统设置在设备机房内。在医院的卫生间内设置了单独的通风装置，并利用屋顶风机经由土建竖井集中排风。在医院的特殊区域内设置了单独的排风系统以及空气过滤处理装置，以确保向大气排放的废气能够达到排放标准[4]。同时，在医院的检验科等有特殊排风要求的区域内，设计人员为生物安全柜设置了独立的送排风系统，并在屋面设置了排风机以及高效过滤装置，使其所排出的气体在处理达标后高空排放。且在其送风系统中设置了预冷、预热处理设备，满足工作区内人员的基本温度需求。由于该医院项目配置了多个生物安全柜房间，因此在送风系统设计中采用变频型机组以及双风机机组等，且与设置在无菌室内的生物安全柜实现联动控制，以确保风平衡。

防排烟设计也是医院通风系统设计中的重要环节。设计人员应严格遵守消防设计要求对通风系统设计方案进行优化，以保证医院的消防安全。设计人员应充分了解该医院的结构特点，由于医院的防烟楼梯间、消防电梯前室及合用前室部分等位置均具备自然排烟条件，因此可以在满足消防规范要求的基础上采用自然排烟方式。而在其他部分则应采用机械加压送风排烟方式，且应在建筑屋顶处布设正压送风机。同时，防烟楼梯间分别设置地上以及地下的加压送风设备[5]。防烟楼梯间每隔两层设置1个正压送风口，前室和合用前室每层设置1个正压送风口。发生火灾时启动正压送风机，以确保防烟楼梯间以及合用前室的正压值分别在50Pa以及25Pa。地下机动车库以及非机动车库部分采用与通风管系统合用方式设计其排烟系统，在无法自然进风的防火分区设置机械进补风系统，补风量为排风量80%且不小于排烟量的50%。

在医院的地下、半地下建筑以及地上建筑内的超过50m2无窗房间内，或面积超过100m2有人经常停留或存在较多可燃物的房间内，长度达到20m以上的内走道，两端与外窗之间的距离达到60m以上的内走道均应设置机械排烟装置。在无窗以及不具备自然补风条件的区域内还应设置机械补风设施，且其补风量应达到排烟量的50%左右。避难间应设置自然通风或机械加压送风系统，考虑到医院开窗设置通常受限，常无法满足自然通风条件，因此常采用机械加压送风系统，且在外墙设置不小于避难间地面面积1%的开窗。病房层走廊不满足自然通风条件的，设置机械排烟系统，考虑到病房层多层高受限，但每层平面布置规律，因此机械排烟系统竖向设置，以提高病房层空间高度。此外需注意的是，医院中有净化要求的区域内设置排烟口，排烟口应采用板式排烟口。洁净区内的排烟阀应采用嵌入式安装方式，排烟阀表面应易于清洗、消毒[6]。

3 该医院项目通风空调系统其他设计要点分析

3.1 消声隔振设计要点

医院通风空调系统的噪音主要来自制冷机房，空调机房、通风机房等，因此设计时尽量选择高效率、低噪音设备，并将减振器设置在风冷热泵机组以及水泵下方，在机房内管道下还应设置减振支吊架。对机房内表面应采取吸声以及隔声处理措施。对于临近空调机房且要求低噪声的房间应采用双级防震设计。机房与公共区域相通的门均应采用防火隔声门，在设备连接进出管设计中应选择柔性连接材料。在空调机房的进出风管上应设置消声装置。同时，在选择空调系统洁净消声器应采用专业洁净型消声设备。

3.2 节能设计要点

由于医院一层门诊大厅层高较高，因此应采用地板辐射采暖方式为满足冬季室内温度需求，同时为减少外门冬季冷风渗透，应将风幕机设置在无门斗或双层外门的位置，且应将电动密闭风阀设置与通风空调系统连接室外的风管上。医院通风空调系统设计中应积极采用节能产品以及优质高效保温材料风管、水管及空调保温材料，保温层的设计厚度应满足节能要求，且设置的多联机系统采用的是环保性能较好的冷媒[4]。同时，在该医院的通风空调系统中应采用风冷热泵冷水机组其在名义制冷工况和规定条件下的性能系数不小于2.9，而燃气燃油两用蒸汽锅炉则应达到90%以上。在冷却水系统设计中应设置采用具有调速控制功能的冷却塔风机，从而在冷负荷降低时能够有效控制运行成本。在空调水系统设计中应采用具有变频控制功能的一次泵系统，并应在末端装置上配置两通调节阀。在该医院项目的部分区域应根据其功能特点可实现过渡季节全新新风运行。在系统的冷却塔补水总管上，设计设置了计量设备。当风量达到10000m3/h以上时，应确保机械通风系统风机最大单位风量耗功率低于0.27W/(m3*h)，且新风系统风机最大单位风量耗功率则应控制在0.24W/(m3*h）以内 。此外，在医院的地下车库应、风机盘管系统以及锅炉房内均应采用自动化传感控制装置，以自动监测CO浓度、房间温度以及供热量等指标值，并根据监测结果自动启动相关调节设备。

3.3 该医院项目通风空调系统防止交叉感染设计要点分析

在医院项目通风空调系统的设计工作中，设计人员应确保气流排向设计合理，医院洁净且无传染病菌区域应设为正压区域，普通清洁区应设置为微正压，而污染区则应设为负压。同时，在空调系统设计中应根据不同区域的不同功能区进行合理设置，在风机盘管回风口以及空调机组出风口处等重点位置均采用驻电极空气净化装置等净化处理设备，以避免风管中积存细菌或者真菌等污染物，从而达到防止污染物传播以及便于保养维护的目的[5]。此外，在医院的污物区应单独设置排风系统，确保其与清洁区排风系统相分离。

4 总结

在医院项目的通风空调系统设计中，设计人员应严格遵守相关技术规范要求，积极运用先进的设计理念和设计方法，结合医院项目的具体特点合理确定通风空调系统结构以及相关管线布局，准确计算核心设计参数，充分借鉴国内外医院通风空调系统设计成功经验，不断优化设计方案，从而全面满足医院项目在舒适性、空气质量、环境温湿度控制以及预防交叉感染等多方面的要求，为医院诊疗服务的顺利开展奠定良好的基础，并推动我国医院等专项项目通风空调系统设计水平的全面提升。