浅析医疗建筑暖通空调设计实践

近几年来，随着我国城市化进程的加快，建筑业得到了迅速的发展，宾馆酒店、办公写字楼、文化体育、医疗保健建筑、商住公寓楼等各种功能的高层建筑如雨后春笋般拔地而起。暖通空调方案设计是整个建筑暖通空调系统生命周期中最为关键的一环，’是后续工作顺利进行的重要保障。然而，随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现，面对众多的设计方案，各方的看法往往不同，甚至大相径庭。如何对暖通空调设计方案进行科学的选择，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个技术难题。

1　工程概况

郑州大学第一附属医院是一座综合性现代化医院，最大病床数为2000张，可收治约2500-3000个手术病人，开设80间手术室、48个临床科室，配套相关的医技诊断、药品供应、生活服务等部门。总建筑面积121210.32m2，地上28层，地下3层，由门急诊医技、病房等组成。设计范围为本工程的空调(夏季供冷，冬季供暖)与通风设计、防排烟设计、冷、热源机房设计。

2　空调通风系统设计

①空调方式。本工程空调系统按防火分区、科室及功能分区划分，门厅、过厅、餐厅、住院总药房等采用吊顶柜机加新风系统，并根据不同的功能要求及建筑特点选择风口型式及气流组织方式。集中手术中心、ICU、CCU等采用净化空调系统，在四楼预留设备位置，由专业公司负责设计。其他各科及病房楼等均采用风机盘管机组加新风的空调系统。夏季空调送风温度为16.0℃；冬季空调送风温度为35.0℃。本工程尽可能采用组合式空气处理机组，各系统可根据空调机房大小等因素取不同的功能段。新风机组及小空间空气处理机组采用整装式空气处理机组，但均需设置中效过滤，地下室空调机房的新风采集结合建筑平面由新风管道井引入地下室空调机房，新风引入管上设电动防火阀，新风引入管的风速控制在4.0m/s以内；地上部分空调机房的新风结合建筑平面直接从室外采集；电梯机房、消防控制室、监控中心等设置分体式空调器或变频一拖多空调系统。

②通风方式。地下1-3层汽车库设计机械通风系统，送风量按5次/h计算，排风量按6次／h计算。地下三层制冷机房设计机械通风系统，其送风量按6次／小时计算，排风量按8次／h计算。地下三层水泵房、换热站设计机械通风系统，其送风量按5次／h计算，排风量按6次／h计算。本设计仅为房间通风换气，排风换气次数按12次／h计算，自然进风。地下一层变电所设计机械通风系统，其送排风量按变压器工艺要求设定，地下室库房等设计机械通风系统，其送风量按3次／h计算，排风量按4次／h计算。地下室卫生间设计机械通风系统，排风量按10次／h计算，利用空调新风自然补风。公共卫生间设计机械排风系统，其排风量按15次／h计算。各科室、病房楼污染区及工艺要求排风的各处均设计机械排风系统，排风量按工艺要求及各房间的压力要求确定，排风系统按科室及污染源的不同来划分。

③空调冷、热源及水系统。本工程空调总冷负荷为9847kW，空调冷负荷指标为95W/m2，本工程采用电力制冷机组。根据总体规划及各功能区的要求，选用三台单机制冷量为2813kW(800RT)的水冷离心式冷水机组，及一台单机制冷量为1392kW(400RT)的水冷螺杆式冷水机组，机组置于地下三层制冷机房内。螺杆式冷水机组可满足能量调节的要求，以便节省运行费用。夏季空调供／回水温度为7℃／12℃，夏季运行采用一次泵系统，空调水循环泵为定流量泵，共六台，与冷水机组一一对应，根据末端负荷的变化采用能量控制法，进行台数控制。七台冷却塔设置于病房楼屋顶上，冷却水泵六台(分别为三用一备及一用一备)，冷却水泵及冷却塔与冷水机组一一对应，冷却水系统上设过滤器，并设电子除垢仪，对空调冷却循环水进行除垢、防垢。空调冷却水温度为37℃／32℃。空调用冷水循环水泵、冷却水循环水泵等均置于地下室制冷机房内。为了确保集中手术中心空调系统的稳定性和可靠性，空调冷热源均为双电源供电，空调水系统设计完全独立的两套系统，采用四管制；并分别考虑不小于70％备用。根据计算，空调冬季供热总热负荷为9560kW，空调热负荷指标为96w／m2，需要冬季供暖的科室和集中手术中心的空调热水由原有锅炉房引来的蒸汽，经过四台换热量为2398kW的换热机组，生产60℃／50℃的热水供空调供暖用；换热机组及配套设备均置于地下三层换热机房内。不设置中央空调的部位，采用变制冷剂流量的一拖多空调系统或分体空调系(上接第129页)统。空调热水系统运行采用一次泵系统，空调热水循环泵为变水量控制，以利于节能，采用密闭膨胀罐对空调水系统进行定压，补水，膨胀罐设于地下3层制冷机房及热交换站内。水系统上设过滤器，并设电子除垢仪，对空调循环水进行除垢。

④空调水系统。空调水系统总体为两管制，集中手术中心采用四管制。空调水循环泵采用一次泵系统，其中：冷水系统为定流量系统台数控制；热水系统为变流量系统。制冷机房内设冷水分、集水器，空调冷水系统分设三个环路。空调冷、热水系统尽可能设计为同程式，如果不能设计为同程式系统的采用平衡阀调节，以确保空调水系统稳定可靠节能。

⑤空调自动控制。为了节省能源及提高工作效率，保证各系统的正常运行，空调通风系统实行计算机运行管理控制。空调自动控制系统，要求集中管理，分散控制，对各设备与参数进行实时监控，远方启／停控制与监视，参数与设备非常状态的报警，所有空调系统的运行管理控制均由BAS系统来实现的。空调冷水系统采用一次泵系统，循环水泵与冷水机组对应，末端设备回水管上装设由房间温度控制调节的电动二通阀，冷源侧和负荷侧之间的供／回水管上设旁通管，旁通管上设电动二通阀。空气处理机组由房间温度、湿度通过控制模块进行自动调节，控制参数包括：送风温度及湿度，新风及回风比等。风机盘管机组通过设在房间的温度控制器实现水量和风量的自动控制，手术室的空调通风系统、医用及医疗气体系统的控制根据工艺要求确定，要求独立控制。

⑥环境保护措施。空气处理机组、冷水机组、冷却塔、水泵、通风机等有传动部件的设备与基础之间设计减振器，各机房墙面、地板面均做吸声处理，各机房的门均为防火隔声门，以确保机房噪声不传至室外环境。所有风机的进出口均采用200 mm减振短管连接，通风系统的送风及排风机的总风管上均设消声器或消声弯头。选用超低噪声冷却塔，保证冷却塔运行本身的噪声不大于60 dB(A)，必要时冷却塔周围设置隔声屏障，以减少噪声对周围环境的影响。

3　结语

暖通空调设计方案的选择不仅是一个涉及面广、影响因素多的复杂技术工作，而且直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益。所以设计人员必须对设计方案中涉及到的种种因素进行综合考虑，在此基础上进行科学分析，以寻找到符合功能要求的暖通空调工程设计方案，使其综合效益最高。