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福建省妇幼保健院病房大楼空调系统设计方案
福建省妇幼保健院病房大楼空调系统设计方案
来源:中制冷设备网    2009-9-23
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摘要:
  本文就福建省妇幼保健院病房大楼各部分空调系统的形式及设计思路作分析讨论。

关键字:病房,手术室,产房,ICU、净化、气流组织


 
 
  作为我省妇女儿童保健事业的核心力量,省妇幼保健医院为适应新世纪科技进步的需要,建设了新病房大楼。该工程建筑面积16500平方米,(不包括地下部分2500平方米)。其中一~九层为病房及医生办公用房;十层为手术室及其附属用房;十一层为产房及其附属用房;十二层为ICU及其附属用房。该大楼具有功能复杂,科技含量高的特点,因此对空调系统的要求也较高。本文将就各部分空调系统的形式及设计思路作分析讨论。
  大楼各部分功能区设计参数如下:

房间 夏季室温
(℃)
冬季室温
(℃)
新风量
(m3/h*人)
系统形式 运行时间
病房 26~27 20~22 40 风机盘管加新风系统 全天连续运行
手术室 23~26 24~26 60 净化全空气空调系统 随时需要运行
产房 23~26 24~26 60 风机盘管加净化新风系统 随时需要运行
ICU 23~26 24~26 40 风机盘管加净化新风系统 全天连续运行
办公室 26~27 20~22 30 风机盘管加新风系统 白天连续运行

 

一、 病房楼层空调系统
  1. 现状:目前病房空调大多按照旅馆建筑要求设计,采用风机盘管加独立的新风供给系统。风机盘管系统与病房要求的隔离性(各室回风不串通)、灵活性(随时开关)、可调性(病人可自行调节)和安全性(运行安全可靠相适应)。

  2. 缺点:变通的风机盘管系统并不理想。因为夏季风机盘管常处于湿工况运行,在病房中盘管的湿表面很容易滋生细菌,常常成为室内的细菌源、尘埃源和气味源(细菌的代谢物)。

  3. 解决思路:在送风口增设中效的空气过滤器予以除菌,可以解决以上问题。但目前国内现有的医疗专用净化风机盘管机组由于噪音及价格问题还不能普及。解决除菌问题的另一思路是在高静压的风机盘管送风口加中效空气过滤器。中效过滤器初阻力>80pa,这对高静压的风机盘管要求太高,目前还没有该产品。且若一味得提高风机盘管的静压也会带来噪声问题,故本设计仍采用普通型风机盘管。

  4. 设计中注意事项:
  (1) 气流组织:病房与旅馆建筑客房最大区别在于全天居住和室内细菌污染。如果仅送新风而无排风,则很难使室内空气通过门缝或窗缝稀释出去。为使病房保持通风顺畅,须在病房内设置排风装置。本设计在病房卫生间设置排气扇,设计排风量与新风量接近。并在走廊设新风口使其压力略高于病房,另在楼层菌尘最大的污物室及公共卫生间设排风系统使这些房间保持负压。选用的各排气扇均带止回阀以防止室外空气从排风口中倒灌。这样的气流组织可有效防止各病房及附属间的交叉感染,并保证将高品质的新风送入室内,相应就提高新风的稀释效应。这些措施是最有效的提高室内空气品质的措施之一。(压力分布及送排风设置如图A所示)

 

  (2) 风口设置:由于患者体弱,又长期紧闭在室内,对室内气流很敏感,特别在晚上要避免吹风感。因此最佳的送风方式为侧送。但由于本工程病房为全部平吊顶,风机盘管的送风形式只能为上送上回,为避免直吹病人设计将送风口设在房间的过道上。风机盘管配置3速开关,可让病人依据舒适程序选择适当的风速。同时由于病房的消毒灭菌要求高,送回风口均为铝合金风口以防止消毒药物的腐蚀,并避免滋菌。

 


二、 手术室楼层空调系统
  1. 本工程10层手术室及其附属用房设置情况:十万级手术室4间;万级手术室4间(其中1间为隔离手术室);洁净区附属用房如下图。

 
 图B 空调净化系统风口布置图
 

  2. 系统划分:洁净区采有集中式净化空调系统,非洁净区仍采用普通风机盘管加新风系统。
  净化空调系统根据各房间洁净度要求及其功能来划分整合为若干不同的系统。4间十万级手术室合设一套净化空调系统;4间万级手术室分3组,分设3套净化空调(其中易引起交叉感染的隔离手术室单独设一套净化空调系统)。洁净区附属用房洁净度过要求为十万级,设一套净化空调系统。共5套净化空调系统。(系统划分如图B,H为回风口;P为排风口;S高效送风口;CZ层流罩送风口)

  3. 气流组织:
  (1) 十万级手术室均采用顶部送风四角回风的乱流式气流组织方式,送风口为高效送风口,回风口为阻尼回风口,换气次数设计为20次/h。
  (2) 万级手术室采用顶部送风两侧回风的局部层流的气流组织方式,送风口为层流罩送风口,回风口也是阻尼风口。万级手术室的换气次数设计为35次/h。
  (3) 洁净区附属于用房均采用上送上回的气流组织形式,送风口为高效送风口,回风口为阻尼回风口,换气次数设计为20次/h。
  (4) 在各手术室均设置的排风装置,并在风机出口装设中效过滤器作为阻尼层,滤除病菌,并防止室外空气倒灌。为保证手术室维持20~30pa的正压,手术室新排风的差值应使手术室保持在2~3次/h的换气次数,并设置压差自动控制器以控制新风阀的开度。隔离手术室的排风量为其它手术室的2倍,可控制其维持一定的负压。

  4. 设计中注意事项:
  (1) 系统宜选择微穿孔的消声器,其它形式的消声器容易在器内积尘。
  (2) 合理设计管件和静压箱,尽量减少涡流,避免在涡流区积尘或形成高湿度,当相对湿度超过70%时,很容易产生真菌污染。
  (3) 安装在送风口处的末端过滤器不宜采用木框结构,以防滋菌。


 


三、 产房及ICU楼层空调系统
  由于建设资金有限,本工程原设计的产房及ICU均不设净化空调系统,采用风机盘管加新风空调系统。考虑到产房及ICU对洁净度有一定要求,设计采取以下措施来控制污染。
  1. 考虑到未经处理的新风是主要的室外污染源。将产房和ICU楼层所需新风集中处理,在新风处理机中增设高效过滤段。保证送到各房间的新风保持一定的洁净度。由于这些房间新风需要量大,并为避免二次污染,采取新风不与回风混合而直接送入室内的送风方式。
  2. 为这些房间配置专用移动式的无空调功能的局部空气净化设备(一种带高中效过滤器的空气循环设备)使这些用房在需要时达到准净化的标准。
  3. 各产房及ICU房间均设排风系统,保证通风顺畅。

 


四、 冷热源配置
  系统冷热源按灵活并有备量的原则配置。系统的灵活性主要表现在对医疗技术的变革和诊疗设备更新的适应能力。强调系统(包括冷、热源)灵活性并留有备量,在于适应医院建筑平面布置的更改、室内负荷变化,以及建筑的改建或扩建的需要。
  考虑到扩建的需要,夏季设计选用两台1132Kw(974000Kcal/h)及一台250Kw(215000Kcal/h)水冷螺杆式冷水机组作为冷源。这样大小机配合使用,可以满足大楼各部门在不同季节及不同时段用冷的要求,使系统具有一定的灵活性。对于一次泵系统还有一定的节能效果。冬季以由锅炉提供的蒸汽为热源,经两台汽--水热交换器产生60℃循环热水供应大楼使用

 


五、 讨论及改进
  1. 病房新风系统
  方案A如图C所示:本设计夏季工况将新风处理至室内状态等焓线与95%等相对湿度线的交点L1后与室内回风混合至01经风机盘管处理至K1送出。这种处理过程中新风机负担新风冷负荷及新风大部分湿负荷,风机盘管则负担室内冷负荷及新风部分湿负荷。由此可见,风机盘管运行在湿工况,为减少细菌的滋生须保证排水顺畅,这对冷凝水系统的施工要求就较高。

   方案B如图D所示:将新风处理机改为6或8排管,则夏季新风将被处理至L2后与室内回风混合至02经风机盘管处理至K2送出。这种处理过程中新风机负担新风冷负荷,湿负荷及室内湿负荷及部分室内冷负荷,风机盘管则只负担部分室内冷负荷。使风机盘管处于干工况运行,这样强化新风的除湿处理的做法,是一种减少室内病菌滋生的有效措施。

  由以上的A、B方案比较可知,在防菌方面B方案优于A,但B方案也有许多局限性。首先,这种新风处理方式会大大加重新风机的负担,再考虑到满足冬夏转换需配备两套盘管的情况。使得新风机的选型较大。导致新风机布置不灵活,占用的较大新风机房等问题。由以上讨论可知,病房采用带高效过滤器的病房专用空调是最佳方案。

  2. 净化空调的运行管理
  设计中将4间十万级手术室合设一套净化空调系统,这给运行管理带来困难。在只用一间手术室时可能会出现风量过大的问题。一方面浪费能源,另一方面简短过滤器使用寿命。
  改进思路之一:细分系统或设多风机。
  改进思路之二:循环风机的电机设变频顺,并在每个支系统设定风量调节器可使系统风量得以适应使用房间数量的变化。

  3. 在甲方解决资金问题后ICU增设了十万级的净化空调系统;产房增设了带高效过滤的吊顶式净化机组。

 


参考资料:
  1. 胡吉士著--洁净手术室空调设计
  2. 中国建筑工业出版社--医疗建筑空调设计
  3. 中国空调制冷网--医院建筑空调设计[

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