中南大學(xué)湘雅醫(yī)院醫(yī)療區(qū)綜合樓冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王小明

【摘 要】暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，起著重要的作用，本文將對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行論述，概要介紹了中南大學(xué)湘雅醫(yī)院醫(yī)療區(qū)綜合樓工程冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)，分析了綜合性醫(yī)院冷熱負(fù)荷的特點(diǎn)，供類(lèi)似的設(shè)計(jì)參考。

【關(guān)鍵詞】醫(yī)療建筑、負(fù)荷特點(diǎn)、冷熱源方案

【Abstract】HVAC system occupies an important position in the building energy conservation， which plays an important role， this article will carry on the elaboration to the HVAC system design， introduces the design of complex building of Central South University engineering Xiangya Hospital medical district heating and cooling system， analyzes the comprehensive hospital of hot and cold load characteristics， provide a reference for design of similar.

【Key words】 Medical building； Load characteristics； Cold and heat source schemes

引 言

中南大學(xué)湘雅醫(yī)院是國(guó)家在湖南省與中南地區(qū)最重要醫(yī)療、科研及教學(xué)基地，為求提升國(guó)家與湖南省整體醫(yī)療的軟硬件水平，強(qiáng)化醫(yī)院的整體發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)能力，同時(shí)結(jié)合臨床醫(yī)學(xué)的優(yōu)勢(shì)，湘雅醫(yī)院計(jì)劃進(jìn)行新醫(yī)療區(qū)工程建設(shè)，目標(biāo)成為亞洲第一流與世界知名的醫(yī)療中心。

本工程設(shè)計(jì)始于2003年，2010年4月正式投入使用。

筆者為新醫(yī)療區(qū)工程的暖通專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人，對(duì)本工程的冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)作如下介紹。

1.工程概況

中南大學(xué)湘雅醫(yī)院新醫(yī)療區(qū)建設(shè)項(xiàng)目位于長(zhǎng)沙市芙蓉路與湘雅路交匯處西南角，總用地面積103230 m2，總建筑面積270453m2，其中：醫(yī)療大樓建筑面積為263853 m2，建筑高度98米；制劑樓建筑面積為4972 m2；高壓氧建筑面積為1628 m2，總床數(shù)1929床，潔凈手術(shù)室49間，設(shè)計(jì)門(mén)診量8000人次/日，急診量600人次/日 。

中南大學(xué)湘雅醫(yī)院新醫(yī)療區(qū)建設(shè)項(xiàng)目包括醫(yī)療大樓、制劑樓、高壓氧艙、鍋爐房、污水處理站等子項(xiàng)；另外東南方向預(yù)留有衛(wèi)生部肝膽腸研究中心建設(shè)用地，規(guī)劃建筑面積為33000 m2。

2.冷、熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在醫(yī)療大樓地下一層設(shè)置集中冷、熱源機(jī)房，為新醫(yī)療區(qū)（含醫(yī)療大樓、制劑樓、高壓氧等）和衛(wèi)生部肝膽腸研究中心提供所需要的空調(diào)冷、熱負(fù)荷，服務(wù)區(qū)域建筑面積為303453 m2。

新醫(yī)療區(qū)及衛(wèi)生部肝膽腸研究中心夏季空調(diào)計(jì)算冷負(fù)荷為29880kW，新醫(yī)療區(qū)冬季空調(diào)計(jì)算熱負(fù)荷15425kW；

醫(yī)療大樓的使用功能十分復(fù)雜，按使用功能設(shè)置的暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置，同樣是復(fù)雜的。醫(yī)院空調(diào)的目的不僅是提供舒適的室內(nèi)熱環(huán)境、滿(mǎn)足醫(yī)療工藝所需的熱環(huán)境，更重要的的是對(duì)交叉感染的控制，本工程的空調(diào)負(fù)荷特點(diǎn)：

①本工程建筑體形龐大， 1-5層門(mén)診和醫(yī)技區(qū)域單層建筑面積達(dá)19579 m2， ，人員密集，且人員密集隨不同季節(jié)及一天不同時(shí)段變化，室內(nèi)熱、濕負(fù)荷大，全年均有供冷需求；

②醫(yī)技區(qū)大型醫(yī)療設(shè)備多，設(shè)備發(fā)熱量大，設(shè)備機(jī)房及掃描間溫、濕度控制精度要求高，達(dá)不到設(shè)備的使用環(huán)境，這些設(shè)備將無(wú)法正常工作，全年均有供冷及再熱需求；

③凈化區(qū)域很大，四層潔凈手術(shù)部設(shè)有49間潔凈手術(shù)室，三層設(shè)有六大重診監(jiān)護(hù)區(qū)、并在不同功能區(qū)布置有生殖醫(yī)學(xué)中心、醫(yī)學(xué)美容中心、層流病房、燒傷病房、PICU、產(chǎn)房、NICU等，潔凈區(qū)域熱、濕負(fù)荷大，室內(nèi)溫、濕度對(duì)病人的治療和康復(fù)起到重要的輔助治療作用，全年均有供冷及再熱需求。

本工程的負(fù)荷特點(diǎn)要求冷、熱源系統(tǒng)必須可靠、安全、經(jīng)濟(jì)，在方案設(shè)計(jì)階段本工程冷、熱源系統(tǒng)確定采用復(fù)合能源方式，即燃?xì)庑椭比紮C(jī)加電驅(qū)動(dòng)型冷水機(jī)組，依據(jù)本工程全年負(fù)荷分析及詳細(xì)的空調(diào)計(jì)算冷、熱負(fù)荷數(shù)據(jù)，并考慮燃?xì)庵比紮C(jī)組的冷量衰減、工藝需求的空調(diào)再熱負(fù)荷（約2326Kw）、能量輸送及末端換熱損失等因素，設(shè)計(jì)選用3臺(tái)制熱容量為5385 kW、制冷容量為6978Kw和1臺(tái)制熱容量為3582kW、制冷容量為4652 kW的冷溫型（四管制）燃?xì)庵比紮C(jī)組、一臺(tái)制冷容量為4570 kW和一臺(tái)制冷容量為2285 kW的電驅(qū)動(dòng)型離心式冷水機(jī)組，制冷總裝機(jī)容量為32441kW，制熱總裝機(jī)容量為19737kW。

本方案特點(diǎn)：

（a） 可靠

采用復(fù)合能源方式，兩種能源的冷水機(jī)組可以互為備用，電制冷機(jī)組的容量可以滿(mǎn)足醫(yī)院重要部門(mén)如潔凈手術(shù)部、重癥監(jiān)護(hù)病房、大型醫(yī)療設(shè)備等的空調(diào)負(fù)荷需求，故可以提供醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)的可靠性；

（b） 環(huán)保

因冷、熱源集中于一處，故容易提升控制的品質(zhì)、減少燃料的使用量，使用優(yōu)良環(huán)保的的天燃?xì)馊剂?，防止污染物的排出等，具有防止大氣污染、噪音、震?dòng)等環(huán)境改善效果。

（c） 節(jié)能

因同時(shí)供應(yīng)多棟建筑物冷、熱源，其最大冷、熱源需求容量小于分別設(shè)置于建筑物內(nèi)的冷熱源需求容量，故集中式供應(yīng)可采用較小的設(shè)備容量，如此便可達(dá)到電力負(fù)載平均化的效果；

籍由設(shè)備的大型化提高設(shè)備的效率，并有效率使用能源。

（d） 經(jīng)濟(jì)

籍由冷、熱源能源中心的大型化與集中管理可獲得規(guī)模效益。并籍由人員的有效配置、控制的合理化，可提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

并可根據(jù)天然氣、電的價(jià)格變化選擇兩種機(jī)組在不同時(shí)段的使用；

因個(gè)別建筑物不需配置冷暖房冷熱源設(shè)備的器械室，其他設(shè)備所需的面積便可大幅減少，剩余的空間可做其他的用途。

（e） 美觀

因各建筑物的煙囪、冷卻塔集中配置，其他建筑物屋頂綠化的可能性較高，有助于提升都市景觀。

3.能量輸配系統(tǒng)設(shè)計(jì)

裙樓空調(diào)水系統(tǒng)采用四管制，病房空調(diào)水系統(tǒng)采用兩管制，在冷熱源能源中心通過(guò)閥門(mén)組切換；

空調(diào)熱水輸配系統(tǒng)采用熱源側(cè)定流量、負(fù)荷側(cè)變流量的一次泵系統(tǒng)；

空調(diào)冷凍水系統(tǒng)采用分區(qū)二次泵系統(tǒng)，分為病房、門(mén)診、醫(yī)技、肝膽腸研究中心四個(gè)區(qū)域，初級(jí)泵為定流量系統(tǒng)，初級(jí)泵與冷水機(jī)組一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，水泵揚(yáng)程按克服冷水機(jī)組及之路管件的阻力選?。欢伪脼樽兞髁勘?，變頻控制，新醫(yī)療區(qū)變頻二次泵總流量按夏季空調(diào)計(jì)算冷負(fù)荷選取，新醫(yī)療區(qū)水泵總裝機(jī)流量為4100 t/h；同時(shí)預(yù)留肝膽腸研究中心的二次泵區(qū)。

每個(gè)分區(qū)分別選用2～3臺(tái)臥式雙吸泵，病房空調(diào)水系統(tǒng)分為4個(gè)回路，門(mén)診空調(diào)冷水系統(tǒng)分為4個(gè)回路，醫(yī)技區(qū)空調(diào)冷水系統(tǒng)分為8個(gè)回路，由于各分區(qū)各個(gè)用戶(hù)端的使用時(shí)間、優(yōu)先級(jí)別不同，在各分區(qū)主要回路的最不利點(diǎn)設(shè)置壓力傳感器，通過(guò)壓差信號(hào)來(lái)控制二次泵的變頻運(yùn)行，流量與用戶(hù)端相匹配，一二級(jí)泵組之間的差異流量通過(guò)盈虧管平衡；

根據(jù)新醫(yī)療區(qū)夏季空調(diào)2008冬季供暖、2009年夏季供冷的調(diào)試運(yùn)行、2010年和2011年的正式運(yùn)行實(shí)踐，空調(diào)冷熱源及輸送系統(tǒng)滿(mǎn)足新醫(yī)療區(qū)工程冷熱需求。

結(jié) 語(yǔ)

大型的綜合性醫(yī)院由于建筑布局復(fù)雜，特殊功能科室較多，并具有一定的醫(yī)療工藝要求，所以醫(yī)院建筑空調(diào)要首先滿(mǎn)足醫(yī)療工藝對(duì)溫濕度、空氣潔凈度等方面的要求，其次滿(mǎn)足舒適性的要求。設(shè)計(jì)人員要根據(jù)各科室的功能、建筑的布局來(lái)合理分區(qū)、分系統(tǒng)，充分考慮安全、適用、舒適、節(jié)能等因素，設(shè)計(jì)出讓醫(yī)患雙方都滿(mǎn)意的人工空氣環(huán)境，從而為醫(yī)護(hù)人員技術(shù)水平的發(fā)揮和病人的身心康復(fù)提供有力的保障。

（責(zé)任編輯：叢 軍）endprint