醫(yī)院病房空調(diào)送風(fēng)口結(jié)露的分析與設(shè)計(jì)對(duì)策

紀(jì)斯榮

( 廈門海星設(shè)備技術(shù)工程有限公司，廈門 361012 )

1 引言

南方沿海城市廈門地區(qū)多個(gè)醫(yī)院住院大樓空調(diào)發(fā)生送風(fēng)口結(jié)露現(xiàn)象，本文對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)研和測試，并據(jù)此進(jìn)行了深入分析。

2 病房空調(diào)送風(fēng)口結(jié)露現(xiàn)象調(diào)查

廈門地區(qū)眾多的醫(yī)院住院病房的中央空調(diào)設(shè)計(jì)中，制冷機(jī)組多數(shù)采用冷水系統(tǒng)，部分采用氟直冷多聯(lián)機(jī)組，末端設(shè)備為暗藏風(fēng)機(jī)盤管器，嵌入室內(nèi)機(jī)，吊式風(fēng)柜與新風(fēng)熱回收處理機(jī)等。

冷水機(jī)組進(jìn)、出水溫度設(shè)計(jì)均為標(biāo)準(zhǔn)工況：進(jìn)水溫度為12℃，出水溫度為7℃。由此末端設(shè)備的進(jìn)水溫度為7℃。

空調(diào)送風(fēng)百葉風(fēng)口多數(shù)選用鋁合金材料制作的風(fēng)口，部分采用ABS工程塑料風(fēng)口。

醫(yī)院病房空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)范圍夏季溫度為25～27℃，相對(duì)濕度為65%～45%，冷負(fù)荷計(jì)算指標(biāo)基本上南向?yàn)?20 ～140W/2，西向與頂層為150 ～165W/2范圍〔1〕。

盛夏的八月，對(duì)廈門市六所醫(yī)院住院大樓的空調(diào)使用狀況進(jìn)行調(diào)研，其中除二所采用氟直冷多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)外，其余均是冷水系統(tǒng)。其中一所剛投入使用三個(gè)月，其它的都已使用了數(shù)年。制冷設(shè)備使用狀況均良好，室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行除了廈門長庚醫(yī)院外，其它幾所醫(yī)院住院部病房的空調(diào)送風(fēng)口全部由于結(jié)露，造成風(fēng)口面板的墻面上都有明顯的水跡及霉斑，見圖1～4：幾所醫(yī)院病房送風(fēng)口墻面水痕跡及霉斑圖*。

剛投入使用幾個(gè)月的市兒童醫(yī)院住院部病房的空調(diào)送風(fēng)口，由于是采用氟直冷系統(tǒng)，風(fēng)口墻面也

已有明顯受潮痕跡。

按理說，空調(diào)使用時(shí)，隨著室內(nèi)空氣溫度降低，空氣含濕量同時(shí)降低，此時(shí)的相對(duì)濕度也相應(yīng)降低，送風(fēng)溫度應(yīng)高于露點(diǎn)溫度，不至于產(chǎn)生結(jié)露析水現(xiàn)象。但是眾多的醫(yī)院病房的空調(diào)現(xiàn)象正相反，卻是送風(fēng)溫度低于環(huán)境內(nèi)的露點(diǎn)溫度，產(chǎn)生送風(fēng)口結(jié)露水蒸氣凝結(jié)現(xiàn)象。對(duì)于這一普遍出現(xiàn)的現(xiàn)象，引起了筆者關(guān)注。因而對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研。

圖1 廈門第一醫(yī)院風(fēng)口

圖2 廈門第二醫(yī)院風(fēng)口

圖3 廈門第三醫(yī)院天花板送風(fēng)口

圖4 廈門中醫(yī)院風(fēng)口，風(fēng)口底部加裝鋁扣板

3 醫(yī)院病房空調(diào)送風(fēng)口結(jié)露原因分析

3.1 醫(yī)院病房空調(diào)的特殊性分析

眾所周知，空調(diào)就是排除空調(diào)區(qū)域的內(nèi)外熱濕干擾，外部干擾是指室外高溫高濕空氣對(duì)室內(nèi)空調(diào)區(qū)域內(nèi)，通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)如屋面、墻壁、門窗等進(jìn)行傳熱；內(nèi)干擾是指空調(diào)區(qū)域內(nèi)人員、設(shè)備、照明等發(fā)熱、發(fā)濕量。只有排除內(nèi)、外干擾，才能保證空調(diào)區(qū)域內(nèi)的空氣溫度、濕度、相對(duì)濕度等狀態(tài)參數(shù)限制并穩(wěn)定在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。因此空調(diào)區(qū)域必須保持一個(gè)封閉環(huán)境，其門窗均應(yīng)保持在常關(guān)閉狀態(tài)，以免外界空氣對(duì)室內(nèi)產(chǎn)生干擾。

在醫(yī)院里的診斷室、檢查室、手術(shù)室，辦公室、醫(yī)技房等場所，由于醫(yī)院的行政管理部門均能直接管理落實(shí)到位。在空調(diào)使用期間，保持窗戶關(guān)閉，進(jìn)出隨手關(guān)門。所以雖然與住院大樓同一制冷冷水系統(tǒng)，醫(yī)院門診醫(yī)技大樓的送風(fēng)口幾乎不存在結(jié)露現(xiàn)象。但是住院大樓病房管理上就很難保證病人或其家屬關(guān)閉門窗，究其原因主要是：

(1)幾個(gè)生疏病人共住一間病房，各人的病情、性格互相不了解，病房關(guān)門、關(guān)窗總認(rèn)為空氣不流通，不衛(wèi)生。只要其中一個(gè)病人要開窗，其他病人也不好異議。

(2)病人住院除了家屬陪護(hù)外，也有許多親朋好友探訪關(guān)心，一間病房經(jīng)常走了一批，又來一批。探視者進(jìn)入病房在心理上總覺得房間內(nèi)空氣不好怕有病菌，習(xí)慣把門窗打開通風(fēng)。

(3)由于醫(yī)院的特殊性，主要群體是患者和醫(yī)護(hù)人員，為減少空氣病房的交叉感染，醫(yī)院實(shí)行定期的空氣消毒滅菌制度，必然使住院大樓內(nèi)空氣會(huì)散發(fā)出消毒藥水氣味。住進(jìn)病房的患者與陪護(hù)人員從外部空氣環(huán)境進(jìn)入醫(yī)院較難適應(yīng)醫(yī)院的空氣環(huán)境，必然習(xí)慣開啟門窗通風(fēng)排氣。

3.2 病房空調(diào)風(fēng)口材料的影響

在空調(diào)常用的風(fēng)口制作材料主要有兩種：

(1)鋁合金材料風(fēng)口，它不易變形、變色、使用壽命長。由于是金屬材料，它熱傳遞速度快，易結(jié)露。

(2)ABS工程塑料材料風(fēng)口，不容易結(jié)露，但有一定的熱膨脹系數(shù)，易變形、變黃、易老化、使用壽命比鋁合金風(fēng)口短?？照{(diào)工程一般較少選用。

根據(jù)風(fēng)口材料的特性，筆者在醫(yī)院做了一個(gè)風(fēng)口結(jié)露的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比對(duì)。開門窗運(yùn)行空調(diào)，不久鋁合金風(fēng)口表面就出現(xiàn)微結(jié)露現(xiàn)象，不到一小時(shí)送風(fēng)口表面水珠明顯可見，此時(shí)ABS風(fēng)口表面只呈現(xiàn)微露狀。通過實(shí)驗(yàn)說明，ABS塑料風(fēng)口雖然也會(huì)結(jié)露，但結(jié)露速度慢，防結(jié)露效果比鋁合金風(fēng)口好。

3.3 現(xiàn)場測試分析

調(diào)研中，在醫(yī)院作了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)把住院大樓同層二間病房開啟門窗開空調(diào)運(yùn)行，另二間病房關(guān)閉門窗開空調(diào)運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)時(shí)，室外溫度為33℃，相對(duì)濕度80%，病房空調(diào)設(shè)定溫度為27℃。關(guān)閉門窗的二間病房室內(nèi)溫度下降的過程相對(duì)濕度也隨之降低，約30分鐘后室溫達(dá)到設(shè)定的27℃，相對(duì)濕度降至65%，此狀態(tài)下，空氣的露點(diǎn)溫度為19.9 ℃，測量空調(diào)送風(fēng)溫度為21.4℃，送風(fēng)溫度高于空氣露點(diǎn)溫度1.5℃，送風(fēng)口未出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。

同時(shí)開空調(diào)又開門窗的二間病房，在室外高溫高濕空氣的干擾下，室內(nèi)溫度、相對(duì)濕度下降緩慢。 30分鐘后測量室內(nèi)溫度為30℃，相對(duì)濕度為78%，此狀態(tài)下室內(nèi)環(huán)境空氣的露點(diǎn)溫度為25.5 ℃，測送風(fēng)口溫度為24.5℃，送風(fēng)溫度低于露點(diǎn)溫度1℃，送風(fēng)口呈現(xiàn)出結(jié)露狀。 由此可見，空調(diào)使用中，未關(guān)閉窗戶的病房在室外空氣的影響下，病房內(nèi)溫濕度難于降低，形成了送風(fēng)口溫度低于環(huán)境空氣的露點(diǎn)溫度，產(chǎn)生送風(fēng)口表面結(jié)露現(xiàn)象。

從調(diào)研實(shí)驗(yàn)過程中，不難找出幾所醫(yī)院住院大樓病房空調(diào)送風(fēng)口結(jié)露的主要原因是病房窗戶未關(guān)閉所致。

4 應(yīng)用自控方法解決窗戶管理難題

在了解醫(yī)院空調(diào)使用情況后，找出管理上問題與醫(yī)院行政管理人員交流，他們認(rèn)為要求病人或陪護(hù)家屬關(guān)閉門窗很難做到。更主要的是患者不愿意配合，管理人員不好硬強(qiáng)制。又不能也不敢與病患人員爭吵，難于管理。只有廈門長庚醫(yī)院因?yàn)槭桥_(tái)資醫(yī)院，管理制度嚴(yán)于其它醫(yī)院，管理人員配置也較多，崗位責(zé)任分工明確，病人及陪護(hù)人員在這樣的環(huán)境中也相對(duì)服從管理。針對(duì)醫(yī)院住院大樓的特殊人群及實(shí)際情況，中央空調(diào)使用能否創(chuàng)造出實(shí)務(wù)的方案：做到開空調(diào)時(shí)就必須先關(guān)上窗戶風(fēng)機(jī)盤管才能運(yùn)行使用的方法來解決醫(yī)院管理不到位而造成空調(diào)送風(fēng)口結(jié)露的難題。

電動(dòng)兩通閥在中央空調(diào)系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。電動(dòng)兩通閥的開啟受室內(nèi)的溫控器控制，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，溫控器關(guān)閉電動(dòng)兩通閥，停止向末端設(shè)備(風(fēng)機(jī)盤管、空氣處理機(jī))供冷水。室溫高于設(shè)定值時(shí)，溫控器開啟電動(dòng)兩通閥，供冷水降溫。筆者分析，利用溫控器與電動(dòng)閥之間裝設(shè)電源感應(yīng)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)窗門必須關(guān)閉好后，溫控器與電動(dòng)二通閥方能通電，電動(dòng)兩通閥才能開啟供冷水，用自控方法解決病房窗戶管理難題。

為了讓病房窗戶關(guān)閉，使病房處于封閉環(huán)境，在病房推拉窗戶上裝設(shè)一只電源控制感應(yīng)開關(guān)。將空調(diào)溫控器與電動(dòng)二通閥的電源線連接兩端，只有門窗關(guān)閉時(shí)，電源感應(yīng)開關(guān)接觸閉合，電動(dòng)閥通電開啟，冷水供進(jìn)風(fēng)機(jī)盤管，冷卻空氣降溫。一旦窗門開啟時(shí)，電源開關(guān)脫離，電動(dòng)閥停電關(guān)閉，風(fēng)機(jī)盤管斷水，只有循環(huán)空氣不降溫，見圖5。

圖5 溫控器、窗門感應(yīng)開關(guān)與電動(dòng)二通閥控制線路圖

備注：(1)虛線為改造增加部分。 (2)當(dāng)窗戶關(guān)閉時(shí)，窗門感應(yīng)開關(guān)通電，電動(dòng)二通閥才由溫控器控制工作。(3)當(dāng)窗戶開啟時(shí)，窗門感應(yīng)開關(guān)失電，電動(dòng)二通閥關(guān)閉，不受溫控器控制，風(fēng)機(jī)繼續(xù)工 作。

這樣送風(fēng)溫度就不會(huì)低于室內(nèi)環(huán)境露點(diǎn)溫度，送風(fēng)口則不會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，用自控方法解決醫(yī)院管理上的難題。病房如有涼臺(tái)門就設(shè)置雙聯(lián)控制開關(guān)，這樣要開空調(diào)降溫就必須先關(guān)上窗、門。改造結(jié)果表明，此方法不僅解決了關(guān)窗管理問題，而且還有節(jié)能效果。

5 新建醫(yī)院住院大樓空調(diào)設(shè)計(jì)的改進(jìn)

對(duì)于醫(yī)院住院大樓的特殊環(huán)境及人群，空調(diào)設(shè)計(jì)冷水工況是不是都按標(biāo)準(zhǔn)工況設(shè)計(jì)為12℃進(jìn)水、7℃出水呢？考慮到住院大樓病房里住的多為患者，體質(zhì)較弱。當(dāng)室溫調(diào)到25℃以下，普遍反映太冷；送風(fēng)溫度低于22℃時(shí)，吹到人體上反映有冰冷的感覺，不舒服。按7℃冷水進(jìn)末端設(shè)備，循環(huán)風(fēng)溫差約為6～8℃。例如，病房房間設(shè)定27℃，送風(fēng)溫差應(yīng)為6～8℃，現(xiàn)取6℃，則送風(fēng)溫度為27℃-6℃=21℃，此時(shí)環(huán)境相對(duì)濕度70%，其露點(diǎn)溫度為21.1℃，送風(fēng)溫度達(dá)到露點(diǎn)溫度，送風(fēng)口表面就產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。所以說7℃冷水進(jìn)入末端設(shè)備，調(diào)節(jié)空調(diào)對(duì)于病房是沒有必要的，而且又容易造成風(fēng)口結(jié)露。換言之，醫(yī)院住院大樓病房的中央空調(diào)設(shè)計(jì)可以采用提高制冷機(jī)組的出水溫度，使風(fēng)機(jī)盤管的進(jìn)水溫度升高，從而提高送風(fēng)溫度，縮小送風(fēng)與室內(nèi)空氣的溫差，讓病患者感到他們所需的舒適感，又使送風(fēng)溫度在較大的相對(duì)濕度范圍還高于露點(diǎn)溫度，送風(fēng)口不容易結(jié)露。

文獻(xiàn)[2]介紹一個(gè)星級(jí)酒店實(shí)例，房間面積約302，采用中央空調(diào)系統(tǒng)(獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng))。如果按標(biāo)準(zhǔn)冷負(fù)荷計(jì)算，應(yīng)選用一臺(tái)制冷量為4kW的風(fēng)機(jī)盤管，可該酒店卻用了標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量為10kW的風(fēng)機(jī)盤管，盤管供水溫度提高到15℃ ，采用大風(fēng)量、小溫差方式，住在房間里感覺空調(diào)非常舒適。

筆者從事空調(diào)第一線運(yùn)行管理及工程安裝幾十年，從工作實(shí)踐中總結(jié)出對(duì)于醫(yī)院住院大樓的空調(diào)方式，采用提高冷水溫度，用大風(fēng)量、小溫差的設(shè)計(jì)更為實(shí)用。不僅更具有舒適感，而且又可避免送風(fēng)溫度低于環(huán)境露點(diǎn)溫度，產(chǎn)生風(fēng)口結(jié)露現(xiàn)象。如風(fēng)機(jī)盤管供水溫度設(shè)在12℃，室內(nèi)溫度同樣設(shè)定在27℃，環(huán)境相對(duì)濕度為70%,提高冷水溫度為12℃，大風(fēng)量、小溫差此時(shí)送風(fēng)溫差3～6℃，取3℃則送風(fēng)溫度為27℃-3℃=24℃，循環(huán)風(fēng)感很舒適，送風(fēng)溫度高于露點(diǎn)溫度3℃，送風(fēng)口又不會(huì)結(jié)露，見表1 。

從表1可見，就是室外相對(duì)濕度在80%時(shí)，即使病房門窗未曾關(guān)閉，送風(fēng)溫度仍還高于環(huán)境露點(diǎn)溫度，送風(fēng)口還是可以避免結(jié)露產(chǎn)生。 提高冷水溫度，肯定影響風(fēng)機(jī)盤管的制冷效果，為保證室內(nèi)空氣溫度在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，就應(yīng)該把風(fēng)機(jī)盤管規(guī)格加大，以加大空氣循環(huán)量。例如：原標(biāo)準(zhǔn)工況供水7℃時(shí)，冷量4.41kW/h，應(yīng)采用型號(hào)為400型的風(fēng)機(jī)盤管。提高供水溫度為12℃后，就要選用同品牌規(guī)格型號(hào)為800型的風(fēng)機(jī)盤管，其冷量才能匹配，見表2。

表1 環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、露點(diǎn)對(duì)照表

表2 TRANE風(fēng)機(jī)盤管規(guī)格參數(shù)表(二管制3排管：DB27℃、WB19.5℃、RH=50%)

風(fēng)機(jī)盤管規(guī)格增大，應(yīng)該說耗電量是增加，查設(shè)備規(guī)格技術(shù)參數(shù)資料400型風(fēng)機(jī)盤管額定輸入功率62W/h，800型風(fēng)機(jī)盤管額定輸入功率為134 W/h，以200間病房計(jì)算：

(134W/h-62W/h)×200=14.4 W/h

共計(jì)多耗電14.4W/h。但是制冷機(jī)組由于出水溫度提高，使蒸發(fā)溫度相應(yīng)提高，制冷機(jī)組蒸發(fā)溫度每提高1℃，單位冷量耗電降低約3%。以200間病房所需總冷量900kW/h的制冷機(jī)組使用功率約170kW/h計(jì)算，約可節(jié)省耗電25.5kW/h，節(jié)省電量要比風(fēng)機(jī)盤管多耗的電還要多，所以不會(huì)造成中央空調(diào)系統(tǒng)總耗電的增加。而且冷水系統(tǒng)進(jìn)、出水溫度的提高，系統(tǒng)的保溫材料可更節(jié)約，盤管凝結(jié)水管都不需要進(jìn)行保溫，更為方便維護(hù)。

6 病房特殊性對(duì)空調(diào)設(shè)計(jì)的影響討論

醫(yī)院病房新風(fēng)量設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師多數(shù)是依據(jù)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)(GB50019-2003),按舒適性空調(diào)也可以從節(jié)能方面考慮，基本上以最小新風(fēng)量計(jì)取(指標(biāo)為30m3/h.人)。醫(yī)院病房空調(diào)設(shè)計(jì)新風(fēng)量的計(jì)算，筆者認(rèn)為應(yīng)高于此指標(biāo)，以下問題設(shè)計(jì)師應(yīng)予考慮：

(1)病房人數(shù)設(shè)計(jì)師是按床位計(jì)算人數(shù)，但是實(shí)際情況是住院病人基本上都有人陪護(hù)，白天陪護(hù)探望人數(shù)更多，所以計(jì)算人數(shù)至少要床位×2。

(2)醫(yī)院在管理上為了盡量減少空氣污染，經(jīng)常性的進(jìn)行消毒滅菌，由此空氣消毒味較重。廈門長庚醫(yī)院門窗的管理很嚴(yán)，空調(diào)排除了室外空氣的干擾，但是病患人員普遍反映空氣不好，筆者認(rèn)為主要是空氣中的消毒氣味使人不適應(yīng)。所以新風(fēng)計(jì)算的選擇不應(yīng)選指標(biāo)值的下線，應(yīng)考慮適當(dāng)加大新風(fēng)量，以減輕病房空氣異味。

(3)病房的排風(fēng)基本上是靠衛(wèi)生間的抽風(fēng)機(jī)排出，根據(jù)幾所醫(yī)院所配置的抽風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量多為120 M3/h，每間病房4個(gè)床位。幾乎與所送的新風(fēng)量相同，病房難保持室內(nèi)正壓，這也是患者與陪護(hù)普遍感覺空氣不好的原因之一。在一般舒適性空調(diào)房間中，排氣量計(jì)算依據(jù)可能不是一個(gè)需要嚴(yán)格控制的指標(biāo)，所以基本上以室內(nèi)微呈正壓就行，也有按經(jīng)驗(yàn)公式〔1〕計(jì)算：

排風(fēng)量=總送風(fēng)量×(15%～25%)M3/h

從實(shí)踐中，筆者認(rèn)為醫(yī)院病房排氣量應(yīng)以室內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)作為主要依據(jù)來計(jì)取，以總送風(fēng)量計(jì)取難于保證室內(nèi)衛(wèi)生要求，用新風(fēng)量經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)取會(huì)更為合理：

排風(fēng)量=新風(fēng)量×80% M3/h

(4)醫(yī)院住院部中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在走廊等公共場所區(qū)域風(fēng)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)滅菌設(shè)施，盡量阻止細(xì)菌進(jìn)入送風(fēng)系統(tǒng)中，順著風(fēng)管污染空氣，導(dǎo)致細(xì)菌傳播。

7 結(jié)論

本文對(duì)病房中央空調(diào)發(fā)生送風(fēng)口結(jié)露現(xiàn)象，進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研和測試。發(fā)現(xiàn)病房空調(diào)運(yùn)行過程中門窗未關(guān)閉，是造成送風(fēng)口結(jié)露的主要原因。本文采用空調(diào)溫控器與電動(dòng)二通閥之間電源聯(lián)控裝置，解決了醫(yī)院管理上的難題。對(duì)新建醫(yī)院，本文提出改進(jìn)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提出提高冷水溫度采用大風(fēng)量小溫差的空調(diào)方式，分析表明可以解決送風(fēng)口結(jié)露。兩種對(duì)策均有節(jié)能效果。據(jù)此，本文對(duì)病房空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出若干建議。

[1 ] 何青、李毓、關(guān)麗萍.中央空調(diào)常用數(shù)據(jù)速查手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006

[2 ] 馬強(qiáng)、馮洪仁.中央空調(diào)實(shí)務(wù)[M].北京：中國建筑出版社，2006

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