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    醫療凈化工程通風空調方案及節能建議淺析

    華銳凈化 / 2020-03-09 22:53:30 / 閱讀

    【摘 要】醫療建筑在建筑領域是一個特殊的行業建筑,醫療建筑內有著大量病菌及細菌源,同時它又對室內環境有著較高的潔凈度和舒適度要求。醫療建筑室內環境是否合格,直接影響廣大醫務人員和就醫人員的身心健康??茖W合理的確定通風空調方案,是實現良好室內空氣指標的必要條件。根據醫療功能需求的特點,分區設計通風空調方案:新風加風機盤管系統、變冷媒流量多聯機系統、凈化空調系統,同時室內溫度、濕度、新風量、換氣次數不需要設計成恒定參數。分區進行方案設計,既滿足不同醫療區域的室內空氣環境要求,又便于以后的靈活操作控制及節能管理。通風空調的能耗占據建筑總能耗的40-60%,在通風空調方案設計時,采取如下節能建議:細化計算建筑冷熱負荷,不可盲目估算負荷、盲目加大設備選型,避免建設費用及能源的浪費;醫療建筑室內空氣換氣次數高,能量損失較大,對排風采取科學的熱回收裝置,對新風進行預處理,既可以避免空氣交叉及污染,又能有效避免能量的大量損失,節能效果明顯。 

      【關鍵詞】醫療凈化工程設計施工  通風空調方案 節能 

      引 言 

      醫療建筑區別于寫字樓、酒店和一般民用建筑,醫療建筑內有著大量病菌及細菌源產生的場所,同時醫療建筑有著較高的潔凈度和舒適性要求。醫院的特殊環境,沒有科學合理的通風空調解決方案,會使醫院內長期充斥著異味、藥味,室內空氣質量不達標,嚴重威脅醫護人員和廣大就醫人員的身心健康。醫院通風空調的任務是:維持室內所需要的空氣狀態并除去空氣中的塵埃、微生物、氣味和有害氣體,在建立健康、的室內環境的同時,有效防止醫院內部感染。 

      根據醫療功能需求的特點,不同科室的空調設計參數、裝備情況、衛生要求、使用時間、冷熱負荷差異較大,因此,需要合理的分區設計通風空調方案。一般病房及醫護辦公室、值班室,主要考慮人體舒適度要求,合理的確定溫度、濕度、氣流速度等參數,同時考慮必需的室內新風量和換氣次數,并且對空調控制的靈活性及可調性有較高要求; CT、核磁共振、數字腸胃檢查、動態心電檢查等特殊醫技檢查室,根據醫療設備參數要求,對室內空氣溫度控制精度高于一般病房,需要特殊的室內空氣環境;手術室、ICU、消毒供應中心等屬于醫療凈化區域,對室內溫度、濕度、塵埃粒子數、氣流分布、風速、換氣次數有更高的要求,需要設計獨立的凈化空調系統。 

      一、新風加風機盤管系統 

      新風加風機盤管系統是我國公共建筑中采用最為廣泛的一種空調形式,在醫院的門診、急診、一般病房等醫療護理單元和辦公區域適宜采用新風加風機盤管空調系統,該空調形式布置靈活,各室獨自回風,不會引起交叉感染和氣味混串。每間房間設獨立的新風口和排風口,氣流組織采用上送上回形式。根據衛生要求,在化驗室、處置室、換藥室等污染及氣味較嚴重的場所按照10-15次/小時的換氣次數設置機械排風,排風口的布置應確保不使局部空氣滯留,有效排除空氣中異味及塵埃粒子,并確保室內為負壓狀態。 

      新風加風機盤管系統由兩部分組成:一是按房間單獨設置風機盤管機組,負擔空調房間內的冷、熱負荷;二是新風系統,室外空氣經過初效過濾、顯熱熱交換器冷卻(加熱)、降溫除濕(冬季電熱加濕)、風機加壓后送入室內新風口,足夠的新風量保證室內人員的身心健康,滿足衛生要求。 

      新風加風機盤管系統具有如下特點: 

     ?。?)控制靈活、具有獨立控制的優越性,可靈活地調節各房間的溫度,根據房間的使用狀況確定風機盤管的啟停,運行經濟、節能。 

     ?。?)風機盤管機組體型小、占用建筑空間小、布置和安裝方便,并且便于以后建筑的改建擴建。 

     ?。?)容易實現系統分區控制,冷熱負荷能夠按房間朝向、使用需求、使用時間等把醫療建筑分割為若干區域系統,實施分區控制。 

      二、變冷媒流量多聯機系統 

      在醫療科室中的CT檢查室、數字腸胃設備間、動態心電檢查室、計算機網絡機房、有配線架的弱電井等場所空調系統設計為變冷媒流量多聯機系統。上述區域的特點是:CT、數字腸胃設備等醫技檢查室及弱電機房,設備散熱量很大,室內環境相對封閉,對室內空氣溫度及控制精度有特殊要求,并且需要保持空調制冷狀態的周期較長,不宜與樓宇空調大系統一并控制。 

      變冷媒流量多聯機系統使用比較靈活,能進行局部區域的溫、濕度控制,操作簡單方便。并且緊湊簡潔的室外機可安裝于十分有限的空間,如樓頂、裙房屋面等,室內機分為天花板嵌入式、掛壁式、風管式等多種樣式,可以與不同風格的室內吊頂裝飾完美匹配,提供適宜的氣流分布,創造舒適的空氣環境。 

      三、凈化空調系統 

      在醫療建筑中,手術室、重癥監護室、消毒供應中心、配液室等凈化區域對室內空氣環境要求最高,凈化空調系統是保證凈化區域內空氣參數要求及潔凈度的關鍵。通過采用通風和系統凈化措施,降低空氣中的細菌濃度,致力于手術室無菌空間的控制,對手術室空氣途徑的感染控制有效且不可替代。 

      根據《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2002,將醫療建筑中潔凈手術部及潔凈輔助用房分為四級,并以空氣潔凈度級別作為必要保障條件,潔凈手術室及潔凈輔助用房等級標準見下表: 

      表1.潔凈手術室的等級標準 

      表2.潔凈輔助用房的等級標準 

      凈化空調系統空氣處理過程為:新回風混合后,空氣經風機段、中效過濾段、加熱段、表冷段、電再熱段、電熱加濕段進行空氣的熱濕及過濾處理后送入室內帶高效過濾器的送風裝置內。新風在混合以前經過初、中、亞高效三級過濾,回風在混合以前經過回風口的初效過濾。所有凈化空調系統的房間均設排風以保證必需的換氣次數及壓力梯度,并且排風管上應設置對≥1μm大氣塵粒計數效率不低于80%的高中效過濾器和止回閥,防止排風系統停止運行時污濁空氣倒流進入凈化空調系統。每間手術室、清潔走廊、污物走廊、手術部以外設微壓計,送、回、排風支管安裝定風量閥,通過調節風量實現凈化區域正壓控制及壓力梯度。   為了滿足手術室等凈化區域對空調冷熱時間要求的特殊性,凈化空調系統多采用四管制。根據凈化級別的不同,凈化空調氣流組織方式多采用高效過濾靜壓裝置頂送、阻尼回風口側下回,或者采用高效風口頂送、分散或集中回風口上回。通過科學的氣流組織,使空氣經過三級過濾后,可以濾除掉空氣中99.99%、直徑不小于0.5um的微粒,稀釋降低了室內細菌濃度,最大限度的保持手術室接近無菌環境。 

      四、部分ICU區域通風空調方案 

      ICU區域應按照不低于10萬級潔凈用房的要求設計,溫度宜保持24-26℃。以筆者單位內科大樓為例,呼吸科ICU位于內科大樓16層中單元,布置床位20張,設計為十萬級凈化空調系統??紤]到呼吸科疾病具有病毒傳染性,因此將整個ICU區域通風空調系統分成病床區和醫護辦公區兩個系統,中間設緩沖區。病床區設置經過濾后對外排風的全新風凈化系統,并且排風口設置在病床附近,避免通風系統可能造成的空氣傳染;辦公區設置帶回風的凈化系統,同時對兩套通風空調系統進行風量調節,使辦公區相對病床區保持5-10Pa的正壓梯度,這樣既能有效降低病人傳染機率又能減少過多的能耗損失。 

      五、節能建議 

      醫療建筑暖通空調系統的能耗占醫院總能耗的40-60%,因此對暖通空調采取節能措施是降低醫院整體能耗的關鍵,結合工作中對醫療建筑的建設經驗,對通風空調節能提出幾點建議。 

      1、細化計算建筑冷熱負荷,不可盲目估算負荷 

      醫療建筑通風空調方案設計或計算負荷參數時,不應直接利用單位建筑面積冷、熱負荷指標作為施工圖設計的依據,造成房間設計負荷普遍偏大,導致冷凍機房及換熱站裝機容量、水泵配置、末端空調設備整體偏大,造成建設投資費用及運行管理中能源的浪費。 

      2、合理確定醫療科室控制參數 

      針對醫療建筑功能區域復雜的特點,考慮到醫院普通科室與手術室、ICU等重點科室對環境控制要求的差異,合理確定醫療科室控制參數是節能先決條件。 

      按照區域進行獨立分項負荷計算,室內溫度、濕度、新風量、換氣次數不需要設計成恒定參數。門診、急診、醫技檢查室等場所人員活動量較大,冷、熱負荷計算要充分考慮富裕量;普通病房與ICU病房相比,普通病房有家屬探視、室內環境不封閉、且病人有適當活動,冷、熱負荷計算時要比ICU病房高;護士站、診查室、醫護辦公室等室內采暖計算溫度要低于普通病房、治療室等,兒科病房、婦科待產室等室內采暖計算溫度低于手術室及產房。 

      表3.部分醫療用房室內控制參數 

      3、科學設置熱回收裝置 

      醫療建筑很多區域對空氣換氣次數要求高,千級潔凈手術室要求每小時30-36次換氣次數、十萬級ICU病房要求每小時10-13次換氣次數,能量消耗很大。通過在循環機組表冷器前、后端各增加一組盤管,組成熱管式乙二醇顯熱回收裝置,將夏季新風中的顯熱加以利用,相當于對新風進行了一次預冷和再熱,其節能效果可以減少10%的新風機額定制冷量,減少40%~60%的額定再熱量。由于熱管式乙二醇顯熱回收裝置分別位于新風和排風機組中,可以有效杜絕能量利用時的風量交叉和感染。 

      結 語 

      醫療現代化程度越高,醫療分區越細,新診療手段及醫療設備的應用越廣,對室內空氣質量要求越高。以筆者所在醫院內科大樓為例,內科臨床部就分為心血管、神經內科、腎科、內分泌、消化科、呼吸科等12個專業科室、31個護理病區。通風空調系統按醫療功能分區設計,既滿足不同醫療區域的室內空氣環境要求,利于控制感染和消毒等,又便于控制調節、降低運行費用,達到節能、經濟、美觀、維護管理方便的目的。 

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      參考文獻 

      [1]《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2002 

      [2]《公共建筑節能設計標準》GB50189-2005 

      [3]《綜合醫院建筑設計規范》JGJ49-88 

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