醫(yī)療建筑通風(fēng)空調(diào)方案及節(jié)能建議淺析

【摘 要】醫(yī)療建筑在建筑領(lǐng)域是一個(gè)特殊的行業(yè)建筑，醫(yī)療建筑內(nèi)有著大量病菌及細(xì)菌源，同時(shí)它又對(duì)室內(nèi)環(huán)境有著較高的潔凈度和舒適度要求。醫(yī)療建筑室內(nèi)環(huán)境是否合格，直接影響廣大醫(yī)務(wù)人員和就醫(yī)人員的身心健康?？茖W(xué)合理的確定通風(fēng)空調(diào)方案，是實(shí)現(xiàn)良好室內(nèi)空氣指標(biāo)的必要條件。根據(jù)醫(yī)療功能需求的特點(diǎn)，分區(qū)設(shè)計(jì)通風(fēng)空調(diào)方案：新風(fēng)加風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)、變冷媒流量多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)、凈化空調(diào)系統(tǒng)，同時(shí)室內(nèi)溫度、濕度、新風(fēng)量、換氣次數(shù)不需要設(shè)計(jì)成恒定參數(shù)。分區(qū)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，既滿足不同醫(yī)療區(qū)域的室內(nèi)空氣環(huán)境要求，又便于以后的靈活操作控制及節(jié)能管理。通風(fēng)空調(diào)的能耗占據(jù)建筑總能耗的40-60%，在通風(fēng)空調(diào)方案設(shè)計(jì)時(shí)，采取如下節(jié)能建議：細(xì)化計(jì)算建筑冷熱負(fù)荷，不可盲目估算負(fù)荷、盲目加大設(shè)備選型，避免建設(shè)費(fèi)用及能源的浪費(fèi)；醫(yī)療建筑室內(nèi)空氣換氣次數(shù)高，能量損失較大，對(duì)排風(fēng)采取科學(xué)的熱回收裝置，對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)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(jié)能效果明顯。

【關(guān)鍵詞】醫(yī)療建筑 分區(qū)設(shè)計(jì) 通風(fēng)空調(diào)方案 節(jié)能

引 言

醫(yī)療建筑區(qū)別于寫(xiě)字樓、酒店和一般民用建筑，醫(yī)療建筑內(nèi)有著大量病菌及細(xì)菌源產(chǎn)生的場(chǎng)所，同時(shí)醫(yī)療建筑有著較高的潔凈度和舒適性要求。醫(yī)院的特殊環(huán)境，沒(méi)有科學(xué)合理的通風(fēng)空調(diào)解決方案，會(huì)使醫(yī)院內(nèi)長(zhǎng)期充斥著異味、藥味，室內(nèi)空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，嚴(yán)重威脅醫(yī)護(hù)人員和廣大就醫(yī)人員的身心健康。醫(yī)院通風(fēng)空調(diào)的任務(wù)是：維持室內(nèi)所需要的空氣狀態(tài)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(nèi)環(huán)境的同時(shí)，有效防止醫(yī)院內(nèi)部感染。

根據(jù)醫(yī)療功能需求的特點(diǎn)，不同科室的空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)、裝備情況、衛(wèi)生要求、使用時(shí)間、冷熱負(fù)荷差異較大，因此，需要合理的分區(qū)設(shè)計(jì)通風(fēng)空調(diào)方案。一般病房及醫(yī)護(hù)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(shù)，同時(shí)考慮必需的室內(nèi)新風(fēng)量和換氣次數(shù)，并且對(duì)空調(diào)控制的靈活性及可調(diào)性有較高要求； CT、核磁共振、數(shù)字腸胃檢查、動(dòng)態(tài)心電檢查等特殊醫(yī)技檢查室，根據(jù)醫(yī)療設(shè)備參數(shù)要求，對(duì)室內(nèi)空氣溫度控制精度高于一般病房，需要特殊的室內(nèi)空氣環(huán)境；手術(shù)室、ICU、消毒供應(yīng)中心等屬于醫(yī)療凈化區(qū)域，對(duì)室內(nèi)溫度、濕度、塵埃粒子數(shù)、氣流分布、風(fēng)速、換氣次數(shù)有更高的要求，需要設(shè)計(jì)獨(dú)立的凈化空調(diào)系統(tǒng)。

一、新風(fēng)加風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)

新風(fēng)加風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)是我國(guó)公共建筑中采用最為廣泛的一種空調(diào)形式，在醫(yī)院的門(mén)診、急診、一般病房等醫(yī)療護(hù)理單元和辦公區(qū)域適宜采用新風(fēng)加風(fēng)機(jī)盤(pán)管空調(diào)系統(tǒng)，該空調(diào)形式布置靈活，各室獨(dú)自回風(fēng)，不會(huì)引起交叉感染和氣味混串。每間房間設(shè)獨(dú)立的新風(fēng)口和排風(fēng)口，氣流組織采用上送上回形式。根據(jù)衛(wèi)生要求，在化驗(yàn)室、處置室、換藥室等污染及氣味較嚴(yán)重的場(chǎng)所按照10-15次/小時(shí)的換氣次數(shù)設(shè)置機(jī)械排風(fēng)，排風(fēng)口的布置應(yīng)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(nèi)為負(fù)壓狀態(tài)。

新風(fēng)加風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)由兩部分組成：一是按房間單獨(dú)設(shè)置風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組，負(fù)擔(dān)空調(diào)房間內(nèi)的冷、熱負(fù)荷；二是新風(fēng)系統(tǒng)，室外空氣經(jīng)過(guò)初效過(guò)濾、顯熱熱交換器冷卻（加熱）、降溫除濕（冬季電熱加濕）、風(fēng)機(jī)加壓后送入室內(nèi)新風(fēng)口，足夠的新風(fēng)量保證室內(nèi)人員的身心健康，滿足衛(wèi)生要求。

新風(fēng)加風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

（1）控制靈活、具有獨(dú)立控制的優(yōu)越性，可靈活地調(diào)節(jié)各房間的溫度，根據(jù)房間的使用狀況確定風(fēng)機(jī)盤(pán)管的啟停，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、節(jié)能。

（2）風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)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(kuò)建。

（3）容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分區(qū)控制，冷熱負(fù)荷能夠按房間朝向、使用需求、使用時(shí)間等把醫(yī)療建筑分割為若干區(qū)域系統(tǒng)，實(shí)施分區(qū)控制。

二、變冷媒流量多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)

在醫(yī)療科室中的CT檢查室、數(shù)字腸胃設(shè)備間、動(dòng)態(tài)心電檢查室、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、有配線架的弱電井等場(chǎng)所空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為變冷媒流量多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。上述區(qū)域的特點(diǎn)是：CT、數(shù)字腸胃設(shè)備等醫(yī)技檢查室及弱電機(jī)房，設(shè)備散熱量很大，室內(nèi)環(huán)境相對(duì)封閉，對(duì)室內(nèi)空氣溫度及控制精度有特殊要求，并且需要保持空調(diào)制冷狀態(tài)的周期較長(zhǎng)，不宜與樓宇空調(diào)大系統(tǒng)一并控制。

變冷媒流量多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)使用比較靈活，能進(jìn)行局部區(qū)域的溫、濕度控制，操作簡(jiǎn)單方便。并且緊湊簡(jiǎn)潔的室外機(jī)可安裝于十分有限的空間，如樓頂、裙房屋面等，室內(nèi)機(jī)分為天花板嵌入式、掛壁式、風(fēng)管式等多種樣式，可以與不同風(fēng)格的室內(nèi)吊頂裝飾完美匹配，提供適宜的氣流分布，創(chuàng)造舒適的空氣環(huán)境。

三、凈化空調(diào)系統(tǒng)

在醫(yī)療建筑中，手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室、消毒供應(yīng)中心、配液室等凈化區(qū)域?qū)κ覂?nèi)空氣環(huán)境要求最高，凈化空調(diào)系統(tǒng)是保證凈化區(qū)域內(nèi)空氣參數(shù)要求及潔凈度的關(guān)鍵。通過(guò)采用通風(fēng)和系統(tǒng)凈化措施，降低空氣中的細(xì)菌濃度，致力于手術(shù)室無(wú)菌空間的控制，對(duì)手術(shù)室空氣途徑的感染控制有效且不可替代。

根據(jù)《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2002，將醫(yī)療建筑中潔凈手術(shù)部及潔凈輔助用房分為四級(jí)，并以空氣潔凈度級(jí)別作為必要保障條件，潔凈手術(shù)室及潔凈輔助用房等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表：

表1.潔凈手術(shù)室的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表2.潔凈輔助用房的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

凈化空調(diào)系統(tǒng)空氣處理過(guò)程為：新回風(fēng)混合后，空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)段、中效過(guò)濾段、加熱段、表冷段、電再熱段、電熱加濕段進(jìn)行空氣的熱濕及過(guò)濾處理后送入室內(nèi)帶高效過(guò)濾器的送風(fēng)裝置內(nèi)。新風(fēng)在混合以前經(jīng)過(guò)初、中、亞高效三級(jí)過(guò)濾，回風(fēng)在混合以前經(jīng)過(guò)回風(fēng)口的初效過(guò)濾。所有凈化空調(diào)系統(tǒng)的房間均設(shè)排風(fēng)以保證必需的換氣次數(shù)及壓力梯度，并且排風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置對(duì)≥1μm大氣塵粒計(jì)數(shù)效率不低于80%的高中效過(guò)濾器和止回閥，防止排風(fēng)系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)污濁空氣倒流進(jìn)入凈化空調(diào)系統(tǒng)。每間手術(shù)室、清潔走廊、污物走廊、手術(shù)部以外設(shè)微壓計(jì)，送、回、排風(fēng)支管安裝定風(fēng)量閥，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)量實(shí)現(xiàn)凈化區(qū)域正壓控制及壓力梯度。

為了滿足手術(shù)室等凈化區(qū)域?qū)照{(diào)冷熱時(shí)間要求的特殊性，凈化空調(diào)系統(tǒng)多采用四管制。根據(jù)凈化級(jí)別的不同，凈化空調(diào)氣流組織方式多采用高效過(guò)濾靜壓裝置頂送、阻尼回風(fēng)口側(cè)下回，或者采用高效風(fēng)口頂送、分散或集中回風(fēng)口上回。通過(guò)科學(xué)的氣流組織，使空氣經(jīng)過(guò)三級(jí)過(guò)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(nèi)細(xì)菌濃度，最大限度的保持手術(shù)室接近無(wú)菌環(huán)境。

四、部分ICU區(qū)域通風(fēng)空調(diào)方案

ICU區(qū)域應(yīng)按照不低于10萬(wàn)級(jí)潔凈用房的要求設(shè)計(jì)，溫度宜保持24-26℃。以筆者單位內(nèi)科大樓為例，呼吸科ICU位于內(nèi)科大樓16層中單元，布置床位20張，設(shè)計(jì)為十萬(wàn)級(jí)凈化空調(diào)系統(tǒng)?？紤]到呼吸科疾病具有病毒傳染性，因此將整個(gè)ICU區(qū)域通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)分成病床區(qū)和醫(yī)護(hù)辦公區(qū)兩個(gè)系統(tǒng)，中間設(shè)緩沖區(qū)。病床區(qū)設(shè)置經(jīng)過(guò)濾后對(duì)外排風(fēng)的全新風(fēng)凈化系統(tǒng)，并且排風(fēng)口設(shè)置在病床附近，避免通風(fēng)系統(tǒng)可能造成的空氣傳染；辦公區(qū)設(shè)置帶回風(fēng)的凈化系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)兩套通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，使辦公區(qū)相對(duì)病床區(qū)保持5-10Pa的正壓梯度，這樣既能有效降低病人傳染機(jī)率又能減少過(guò)多的能耗損失。

五、節(jié)能建議

醫(yī)療建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗占醫(yī)院總能耗的40-60%，因此對(duì)暖通空調(diào)采取節(jié)能措施是降低醫(yī)院整體能耗的關(guān)鍵，結(jié)合工作中對(duì)醫(yī)療建筑的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)通風(fēng)空調(diào)節(jié)能提出幾點(diǎn)建議。

1、細(xì)化計(jì)算建筑冷熱負(fù)荷，不可盲目估算負(fù)荷

醫(yī)療建筑通風(fēng)空調(diào)方案設(shè)計(jì)或計(jì)算負(fù)荷參數(shù)時(shí)，不應(yīng)直接利用單位建筑面積冷、熱負(fù)荷指標(biāo)作為施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)，造成房間設(shè)計(jì)負(fù)荷普遍偏大，導(dǎo)致冷凍機(jī)房及換熱站裝機(jī)容量、水泵配置、末端空調(diào)設(shè)備整體偏大，造成建設(shè)投資費(fèi)用及運(yùn)行管理中能源的浪費(fèi)。

2、合理確定醫(yī)療科室控制參數(shù)

針對(duì)醫(yī)療建筑功能區(qū)域復(fù)雜的特點(diǎn)，考慮到醫(yī)院普通科室與手術(shù)室、ICU等重點(diǎn)科室對(duì)環(huán)境控制要求的差異，合理確定醫(yī)療科室控制參數(shù)是節(jié)能先決條件。

按照區(qū)域進(jìn)行獨(dú)立分項(xiàng)負(fù)荷計(jì)算，室內(nèi)溫度、濕度、新風(fēng)量、換氣次數(shù)不需要設(shè)計(jì)成恒定參數(shù)。門(mén)診、急診、醫(yī)技檢查室等場(chǎng)所人員活動(dòng)量較大，冷、熱負(fù)荷計(jì)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(nèi)環(huán)境不封閉、且病人有適當(dāng)活動(dòng)，冷、熱負(fù)荷計(jì)算時(shí)要比ICU病房高；護(hù)士站、診查室、醫(yī)護(hù)辦公室等室內(nèi)采暖計(jì)算溫度要低于普通病房、治療室等，兒科病房、婦科待產(chǎn)室等室內(nèi)采暖計(jì)算溫度低于手術(shù)室及產(chǎn)房。

表3.部分醫(yī)療用房室內(nèi)控制參數(shù)

3、科學(xué)設(shè)置熱回收裝置

醫(yī)療建筑很多區(qū)域?qū)諝鈸Q氣次數(shù)要求高，千級(jí)潔凈手術(shù)室要求每小時(shí)30-36次換氣次數(shù)、十萬(wàn)級(jí)ICU病房要求每小時(shí)10-13次換氣次數(shù)，能量消耗很大。通過(guò)在循環(huán)機(jī)組表冷器前、后端各增加一組盤(pán)管，組成熱管式乙二醇顯熱回收裝置，將夏季新風(fēng)中的顯熱加以利用，相當(dāng)于對(duì)新風(fēng)進(jìn)行了一次預(yù)冷和再熱，其節(jié)能效果可以減少10%的新風(fēng)機(jī)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(fēng)和排風(fēng)機(jī)組中，可以有效杜絕能量利用時(shí)的風(fēng)量交叉和感染。

結(jié) 語(yǔ)

醫(yī)療現(xiàn)代化程度越高，醫(yī)療分區(qū)越細(xì)，新診療手段及醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用越廣，對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量要求越高。以筆者所在醫(yī)院內(nèi)科大樓為例，內(nèi)科臨床部就分為心血管、神經(jīng)內(nèi)科、腎科、內(nèi)分泌、消化科、呼吸科等12個(gè)專業(yè)科室、31個(gè)護(hù)理病區(qū)。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)按醫(yī)療功能分區(qū)設(shè)計(jì)，既滿足不同醫(yī)療區(qū)域的室內(nèi)空氣環(huán)境要求，利于控制感染和消毒等，又便于控制調(diào)節(jié)、降低運(yùn)行費(fèi)用，達(dá)到節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、美觀、維護(hù)管理方便的目的。

（責(zé)任編輯：叢 軍）

參考文獻(xiàn)

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[2]《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005

[3]《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ49-88

作者簡(jiǎn)介

孟偉林 解放軍總醫(yī)院院務(wù)部基建辦公室工程師