醫(yī)院動力暖通節(jié)能措施分析

張 鑫

(山西大醫(yī)院，山西 太原 030032)

醫(yī)院動力暖通節(jié)能措施分析

張 鑫

(山西大醫(yī)院，山西 太原 030032)

通過分析醫(yī)院建筑的功能特征，對醫(yī)院后勤動力所包含的內(nèi)容進(jìn)行了介紹，并從供熱、通風(fēng)、空調(diào)、蒸汽、燃?xì)?、自控等方面闡述了醫(yī)院動力暖通節(jié)能的要點(diǎn)，以降低醫(yī)院的運(yùn)營成本，改善人們的就醫(yī)環(huán)境。

醫(yī)院，暖通節(jié)能，鍋爐房，冷熱源，空調(diào)系統(tǒng)

醫(yī)院建筑的能源消耗隨著其蓬勃發(fā)展越來越嚴(yán)重，這給環(huán)境能源、社會、醫(yī)院經(jīng)營者和就醫(yī)者帶來了很大壓力。醫(yī)院建筑是高能源消耗的，醫(yī)院的冷熱負(fù)荷、冷熱水用量、有害氣體量、污水排放量、廢棄物、生活用水負(fù)荷及用電負(fù)荷等能源消耗也都高于一般民用建筑。一座醫(yī)院在提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量的同時必須要考慮國家節(jié)約能源的基本國策。為使建筑醫(yī)療資源、空間與設(shè)備的使用達(dá)到最佳使用率的預(yù)期目的，除建筑專業(yè)需要合理布局外，更重要的是其他專業(yè)采取有效手段，暖通專業(yè)在其他專業(yè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。本文就從供熱、通風(fēng)、空調(diào)、蒸汽、燃?xì)?、自控等方面提出相?yīng)節(jié)能措施。

醫(yī)院建筑的功能特征是醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)首先考慮的因素，建筑外觀造型除富有時代性外，還應(yīng)最大限度考慮節(jié)能措施，使之既滿足功能又符合低能耗的環(huán)保要求。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)注重功能設(shè)計(jì)，使建筑功能更符合人流、物流及車流的流線，合理的潔污分區(qū)，使建筑空間、醫(yī)務(wù)資源與醫(yī)療設(shè)備達(dá)到最佳使用率，為前來就醫(yī)的人員創(chuàng)造一個合理舒適的就醫(yī)環(huán)境。

醫(yī)院后勤動力所含范圍包括：鍋爐房、制冷機(jī)房、換熱站、配電室、液氧站等；鍋爐房為醫(yī)用消毒、廚房餐具消毒、空調(diào)加濕提供蒸汽，為冬季室內(nèi)采暖提供熱媒，為醫(yī)院病房、醫(yī)技科室、辦公樓、廚房和洗衣房提供生活用熱水。其中暖通專業(yè)所涉及的內(nèi)容包括：夏季制冷空調(diào)系統(tǒng)、冬季采暖系統(tǒng)、潔凈空調(diào)系統(tǒng)(手術(shù)室、ICU、潔凈病房、產(chǎn)房、中心供應(yīng)室等)、通風(fēng)排風(fēng)系統(tǒng)、燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)。

暖通專業(yè)需考慮的節(jié)能要點(diǎn)：

1)醫(yī)院各科室間的合理布局對節(jié)能降耗有著很大影響?，F(xiàn)代化醫(yī)院使各部門配置規(guī)劃設(shè)計(jì)在合理的位置上，想達(dá)到既不擁擠也不浪費(fèi)，既降低運(yùn)營成本，又達(dá)到節(jié)能效果，應(yīng)盡可能少的設(shè)置內(nèi)區(qū)，降低空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備和內(nèi)部照明的能耗，廚房、換熱站、洗衣房及大型的醫(yī)療設(shè)備等設(shè)備能夠產(chǎn)生大量余熱，應(yīng)布置在靠外墻，而不宜設(shè)在內(nèi)區(qū)，可通過自然通風(fēng)將室內(nèi)余熱消除，從而減少了機(jī)械通風(fēng)量帶來的能耗損失，達(dá)到節(jié)能的目的；廚房、洗衣房等大量用水設(shè)備不宜設(shè)在地下室，這樣會增加提升水揚(yáng)程的耗電量；為減少輸送過程中的能量消耗，應(yīng)盡量靠近負(fù)荷的中心布置各類機(jī)房。

應(yīng)充分考慮醫(yī)院的使用規(guī)律做出冷、熱負(fù)荷計(jì)算分析，根據(jù)空調(diào)季節(jié)和日負(fù)荷變化分析圖，計(jì)算出空調(diào)的最大和最小負(fù)荷；如果建筑物區(qū)分內(nèi)、外區(qū)時，應(yīng)對建筑物的內(nèi)區(qū)余熱進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，為了防止內(nèi)區(qū)過熱，計(jì)算熱負(fù)荷時，應(yīng)扣除大型醫(yī)療設(shè)備、電腦及照明設(shè)備的散熱量。精確的負(fù)荷計(jì)算，可以避免冷、熱源設(shè)備選擇過大，能耗過高的缺點(diǎn)。采用室外新風(fēng)進(jìn)行全熱交換和水環(huán)熱泵空調(diào)，不僅可以消除內(nèi)區(qū)預(yù)熱，而且能有效利用熱量。

2)住院大樓和其他建筑在兼顧現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)的同時，在通風(fēng)采光方面盡可能大量的采用自然能源，達(dá)到節(jié)能的目的。將建筑物朝向、窗墻比、體形系數(shù)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能控制在合理范圍，才能使建筑物的負(fù)荷計(jì)算結(jié)果符合節(jié)能要求。

應(yīng)對整個醫(yī)院空氣流向進(jìn)行優(yōu)化，同時做風(fēng)量平衡。為控制感染，采用一定的流速空氣加壓送風(fēng)，這樣可限制空氣無序流動、防止空氣交叉感染、避免在空氣中傳播致病病原體，保證了空氣的定向流動和一定的壓力梯度。在衛(wèi)生允許的條件下，盡量在冬季和夏季減少新風(fēng)的供應(yīng)量，加大過渡季節(jié)的新風(fēng)供應(yīng)量。在保證各科室所需的壓強(qiáng)值的前提下，合理的氣流組織不僅可保障空氣的潔凈梯度，而且可避免送風(fēng)量、新風(fēng)量或排風(fēng)量過大，減少總風(fēng)量，降低輸送能耗。

3)選用性能系數(shù)和部分負(fù)荷能系數(shù)高的機(jī)組，因?yàn)獒t(yī)院總冷、熱負(fù)荷的數(shù)值和日、季節(jié)的變化幅度大，醫(yī)院要求采用運(yùn)行穩(wěn)定的能源系統(tǒng)，確保有高的保障率；醫(yī)院自備的鍋爐房，實(shí)行高質(zhì)高用的熱介質(zhì)的原則，除消毒、蒸餾鍋、廚房、洗衣房及空調(diào)加濕等必須用蒸汽的地方用蒸汽，空調(diào)熱水和生活熱水負(fù)荷宜經(jīng)過換熱效率高的換熱器或熱水鍋爐供給。

冷熱源的選型，即確定出設(shè)備的容量和臺數(shù)，是根據(jù)醫(yī)院各部門的同時使用系數(shù)，繪制出負(fù)荷變化分析圖，計(jì)算出的最大負(fù)荷和最小負(fù)荷進(jìn)行確定，而不能對負(fù)荷進(jìn)行簡單疊加。這樣避免因計(jì)算結(jié)果過大造成總?cè)萘亢蛦螜C(jī)容量的選型過大，初投資和運(yùn)行能源的浪費(fèi)。根據(jù)各時段各個房間的同時使用系數(shù)和空調(diào)日負(fù)荷變化分析圖，確定出空調(diào)機(jī)組的臺數(shù)和容量，這樣能保證各個機(jī)組的高效運(yùn)行，從而避免出現(xiàn)因負(fù)荷過小而機(jī)組長時間低負(fù)荷低效運(yùn)行。機(jī)組的選型十分重要，直接決定了配套設(shè)備的選型情況。循環(huán)水泵的選型根據(jù)制冷機(jī)組確定，在實(shí)際運(yùn)行過程中，當(dāng)非峰值負(fù)荷時，除了水泵的變頻調(diào)節(jié)外，可根據(jù)實(shí)際水流量調(diào)節(jié)水泵的運(yùn)行臺數(shù)。較大空調(diào)系統(tǒng)可采用一次泵定流量、二次泵變流量的二次泵循環(huán)水系統(tǒng)。

4)合格的水質(zhì)是制冷機(jī)(熱泵)、鍋爐、換熱器、空氣處理機(jī)及冷卻塔等設(shè)備高效率運(yùn)行的基本保證，只有經(jīng)過合適嚴(yán)格的水處理設(shè)備保證水的質(zhì)量，才會使各個設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在機(jī)房內(nèi)水經(jīng)過處理設(shè)備達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過輸送管道，供給末端設(shè)備。房間內(nèi)如果新風(fēng)承擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷，則能使風(fēng)機(jī)盤管在干工況下運(yùn)行，減少細(xì)菌滋生，有利于人體健康。冷卻塔的溢流水也可以加以利用，在炎熱的夏天，可將冷卻塔的溢流水收集作為綠化用地的灌溉水源或者直接噴灑到場區(qū)，起到降溫防暑的作用。

5)冬季寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)冬季設(shè)采暖系統(tǒng)時，不宜完全依靠空調(diào)送熱風(fēng)采暖，在首層大廳、樓梯間、衛(wèi)生間及地下室等處宜設(shè)輔助采暖系統(tǒng)，以減少冬季空調(diào)熱負(fù)荷。系統(tǒng)應(yīng)盡量使負(fù)荷和壓力均衡，水系統(tǒng)宜采用同程式，盡量減少調(diào)節(jié)閥、減壓閥的能耗。風(fēng)道輸送距離不宜過遠(yuǎn)，空調(diào)機(jī)房盡量靠近負(fù)荷布置，控制輸配系統(tǒng)的能量損失。醫(yī)院內(nèi)大量空氣過濾器盡量選用低阻力的過濾器，以減少能量損失。

6)新風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)的合理設(shè)置也是有效的節(jié)能措施之一。當(dāng)過渡季節(jié)，室外空氣的焓值小于室內(nèi)空氣的焓值，可采用全新風(fēng)對室內(nèi)進(jìn)行送風(fēng)，從而降低室內(nèi)的空氣溫度。當(dāng)對室內(nèi)進(jìn)行供冷或者供熱時，回收排風(fēng)系統(tǒng)的能量具有明顯的節(jié)能效果。因?yàn)獒t(yī)院的排風(fēng)系統(tǒng)多、排風(fēng)量大，夏季室內(nèi)空氣的排風(fēng)溫度比室外空氣溫度低5 ℃～10 ℃,而冬季室內(nèi)空氣的排風(fēng)溫度比室外空氣溫度高10 ℃～15 ℃，若充分合理地利用排風(fēng)能量，與新風(fēng)進(jìn)行熱交換，可使排風(fēng)對新風(fēng)進(jìn)行降溫或加熱的作用，總冷負(fù)荷和熱負(fù)荷減少25%左右。這種方案和增加初投資相比，減少了設(shè)備容量、管道尺寸、機(jī)房面積，同時降低了運(yùn)行費(fèi)用。

7)醫(yī)院可采用國家提倡的新型環(huán)保節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。新建的醫(yī)院具有建筑用地大的特點(diǎn)，可采用地源熱泵系統(tǒng)，在大型的停車區(qū)或者綠化場地的地下可埋設(shè)地埋管。地源熱泵與底層只有能量交換，沒有質(zhì)量交換，對環(huán)境沒有污染；與燃煤燃?xì)忮仩t相比，減少了污染物的排放量。地源熱泵利用地球底層作冷熱源，夏季蓄熱，冬季蓄冷，屬可再生能源，在寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)供熱時優(yōu)勢更明顯，用較少的高位能將低位能轉(zhuǎn)化為高位能，達(dá)到節(jié)約能源的作用。

8)在冷、熱源機(jī)房及各科室設(shè)置完善的能量計(jì)量儀表和自動調(diào)節(jié)裝置考核節(jié)能的成效。采用冷熱源的供熱供冷量隨負(fù)荷變化進(jìn)行調(diào)整的調(diào)節(jié)，可從空調(diào)機(jī)組自動調(diào)節(jié)供冷量、根據(jù)室溫自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管的冷凍水流量、自動調(diào)節(jié)鍋爐的燃燒機(jī)臺數(shù)、水泵采用變頻泵或改變泵運(yùn)行的臺數(shù)等方面進(jìn)行調(diào)節(jié)。完善合理的自控系統(tǒng)可以使系統(tǒng)供熱供冷量隨著負(fù)荷的變化進(jìn)行變化，減少過度能量供給帶來的損失。

總之，采用新的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品設(shè)備,醫(yī)院的運(yùn)營成本將有可能在很大程度上降低。節(jié)能降耗不僅能使市民就醫(yī)環(huán)境得到很大改善,而且還將看病優(yōu)惠成為可能。

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[4] 賀 平，孫 剛，王 飛，等.供熱工程[M].第4版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

On dynamic heating and ventilation energy-saving measures of hospitals

Zhang Xin

(ShanxiGrandHospital,Taiyuan030032,China)

According to the analysis of the functional features of hospital buildings, the paper introduces the contents for the logistics dynamic divisions of hospitals, and illustrates the points for the dynamic heating and ventilation energy-saving of hospitals from heat supply, ventilation, air-conditioner, steam, fuel gas, and auto-control, so as to reduce the operation cost of hospitals and improve the medical environment.

hospital, heat and ventilation energy-saving, boiler house, cold and heat source, air-conditioner system

1009-6825(2015)02-0182-03

2014-11-09

張 鑫(1985- )，男，助理工程師

TU201.5

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