某人防中心醫(yī)院戰(zhàn)時(shí)通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)

摘" 要：以某人防中心醫(yī)院為例，給出其通風(fēng)系統(tǒng)具體計(jì)算過程，分析人防地下室的冷熱負(fù)荷特點(diǎn)，空調(diào)冷熱源采用風(fēng)冷熱泵型除濕空調(diào)機(jī)，提出在設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)，給出毒劑報(bào)警器探頭在壁龕中安裝的示意圖，為今后相似的工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：人防；中心醫(yī)院；通風(fēng)；空調(diào)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU831.3" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2095-2945（2024）17-0125-04

Abstract： Taking a civil air defense central hospital as an example， the concrete calculation process of the ventilation system is given， the cold and heat load characteristics of the civil air defense basement are analyzed， the air-cooled and heat pump desiccant air conditioner is used as the air-conditioning cold and heat source， and the matters needing attention in the design process are put forward. A schematic diagram of the installation of the poison alarm probe in the niche is given to provide reference for similar projects in the future.

Keywords： civil air defense; central hospital; ventilation; air conditioning; design

目前國(guó)際環(huán)境日益嚴(yán)峻，人防工程作為城市建設(shè)的重要部分，在“平戰(zhàn)結(jié)合、長(zhǎng)期準(zhǔn)備、重點(diǎn)建設(shè)”的方針指導(dǎo)下，各地將人防工程與城市地下空間的規(guī)劃開發(fā)結(jié)合起來，在確保戰(zhàn)備效益的前提下，充分實(shí)現(xiàn)土地價(jià)值。人防醫(yī)療工程作為人防工程的重點(diǎn)部分，建設(shè)布局合理、功能完善并滿足各醫(yī)療工作人員與傷員環(huán)境的要求顯得尤為重要。人防中心醫(yī)院工程根據(jù)傷情特點(diǎn)，戰(zhàn)時(shí)任務(wù)多和救治范圍廣，不僅排風(fēng)房間多、新風(fēng)量需求大、空調(diào)負(fù)荷增加，各房間室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)、壓差要求也存在差異，并且防護(hù)與防化等級(jí)要求比較高，空調(diào)冷熱源也需要設(shè)置防護(hù)等[1-2]，因此相對(duì)其他人防地下室工程，人防中心醫(yī)院戰(zhàn)時(shí)通風(fēng)防化設(shè)計(jì)也更加復(fù)雜[3-5]。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)人防中心醫(yī)院的戰(zhàn)時(shí)通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)作分析介紹。

1" 工程概況及特點(diǎn)

本工程位于武漢市，人防總建筑面積4 500 m2，設(shè)在地下二層，平時(shí)為車庫(kù)和設(shè)備用房。戰(zhàn)時(shí)為中心醫(yī)院，防護(hù)等級(jí)為防核武器等級(jí)5級(jí)、防常規(guī)武器等級(jí)5級(jí)、防生化武器等級(jí)乙級(jí)，內(nèi)部設(shè)有戰(zhàn)時(shí)固定電站，電站不防化。

2" 設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1" 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

2.2" 戰(zhàn)時(shí)風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)

戰(zhàn)時(shí)清潔式通風(fēng)時(shí)，新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)大于等于15 m3/h·p。

戰(zhàn)時(shí)濾毒式通風(fēng)時(shí)，新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)大于等于5 m3/h·p；工程清潔區(qū)超壓大于等于50 Pa；最小防毒通道換氣次數(shù)大于等于50次/h；第一密閉區(qū)分類廳換氣次數(shù)大于等于40次/h。

戰(zhàn)時(shí)隔絕式通風(fēng)時(shí)，隔絕時(shí)間大于等于6 h；室內(nèi)CO2體積濃度小于等于2.0%。

2.3" 各部門或科室排風(fēng)房間及其通風(fēng)換氣次數(shù)

各部門或科室排風(fēng)房間及其通風(fēng)換氣次數(shù)見表2。

3" 戰(zhàn)時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本人防工程戰(zhàn)時(shí)設(shè)清潔式、濾毒式和隔絕式3種通風(fēng)方式。

3.1" 醫(yī)療中心醫(yī)院戰(zhàn)時(shí)風(fēng)量計(jì)算

人防建筑面積4 500 m2，掩蔽人數(shù)390人，第一主要口最小防毒通道有效容積27.9 m3，第二主要口最小防毒通道有效容積23.8 m3，電站防毒通道有效容積16.7 m3。第一密閉區(qū)分類廳有效容積159.2 m3（分類廳實(shí)際凈高為3.89 m，戰(zhàn)時(shí)部分區(qū)域設(shè)置吊頂，吊頂下凈高為2.6 m）。清潔區(qū)容積11 489 m3。各排風(fēng)房間根據(jù)通風(fēng)換氣次數(shù)計(jì)算的工程清潔總排風(fēng)量為14 727 m3/h。設(shè)計(jì)計(jì)算清潔式新風(fēng)量取20 m3/h·p，濾毒式新風(fēng)量取7 m3/h·p。

3.1.1" 清潔式通風(fēng)新風(fēng)量

滿足掩蔽人員計(jì)算的清潔新風(fēng)量：L清1=L人×n清=390×20=7 800 m3/h。

保持室內(nèi)風(fēng)量平衡清潔新風(fēng)量：L清2=L排=14 727 m3/h。

清潔式通風(fēng)新風(fēng)量取以上兩者之大值，L清3=L清2=L排=14 727 m3/h。

當(dāng)清潔通風(fēng)計(jì)算的總排風(fēng)量大于按人員新風(fēng)量計(jì)算的總進(jìn)風(fēng)量時(shí)，工程設(shè)計(jì)總進(jìn)風(fēng)量宜按總排風(fēng)量的 1.05～1.1倍確定[6]，故L清4=L排×1.1=16 200 m3/h。

3.1.2" 濾毒式通風(fēng)新風(fēng)量

1）滿足掩蔽人員計(jì)算的新風(fēng)量：LR=L人×nR=390×7=2 730 m3/h。

2）滿足第一主要口最小防毒通道最小換氣次數(shù)新風(fēng)量：L1=VF1×K1=27.9×50=1 395 m3/h。

3）滿足第一密閉區(qū)分類廳換氣次數(shù)新風(fēng)量：L分=VF分×K分=159.2×40=6 368 m3/h。

4）滿足第二主要口最小防毒通道換氣次數(shù)新風(fēng)量：L2=VF2×K2=23.8×50=1 190 m3/h。

5）滿足電站防毒通道換氣次數(shù)新風(fēng)量：L3=VF3×K3=16.7×50=835 m3/h。

6）工程保持超壓的漏風(fēng)量：LF=11 489×0.07=804.23 m3/h。

則濾毒式總進(jìn)風(fēng)量為：L濾=max{LR，L2+L3+LF+max{L1，L分}}=max{2 730，1 190+835+804.23+6 368}=9 197.23 m3/h。

因而，應(yīng)選10臺(tái)RFP-1000濾毒罐。

這里值得注意的一個(gè)問題是，若分類廳有效容積過大，計(jì)算出的濾毒新風(fēng)量增多，所需濾毒罐數(shù)量增加，相應(yīng)的通風(fēng)管道和閥門型號(hào)也增大，所需的濾毒室尺寸也相應(yīng)增大，增加設(shè)備初投資?？梢栽跐M足分類廳所需最小高度的情況下，盡量降低分類廳吊頂高度。如果分類廳墻上有風(fēng)管需要安裝在吊頂高度以下，又要安裝于通往分類廳的密閉門的門框上方，可以將分類廳做成局部吊頂。

3.1.3" 全工程超壓排風(fēng)

在濾毒通風(fēng)時(shí)，為確保室外染毒空氣不滲漏到工程內(nèi)部，采用全工程超壓排風(fēng)[6]。

在進(jìn)行全工程超壓排風(fēng)時(shí)，自動(dòng)排氣活門的安裝位置和數(shù)量需要考慮以下幾個(gè)問題。

1）分類廳的排風(fēng)是否都通過第一密閉區(qū)第一防毒通道排出，對(duì)第一密閉區(qū)自動(dòng)排氣活門的安裝位置和數(shù)量影響較大。

若分類廳的排風(fēng)都通過第一防毒通道排出，則只需要在淋浴室的密閉墻上安裝自動(dòng)排氣活門。

若分類廳的排風(fēng)都通過擴(kuò)散室排出。首先，需要在第一密閉區(qū)與第二密閉區(qū)分類廳的密閉墻安裝自動(dòng)排氣活門；其次，淋浴室的密閉墻上需要安裝自動(dòng)排氣活門；再次，在第一防毒通道的密閉墻需要安裝自動(dòng)排氣活門。

本工程將分類廳的排風(fēng)都通過第一防毒通道排出，這樣雖然會(huì)導(dǎo)致防毒通道內(nèi)風(fēng)速過大，但是可以保證第一防毒通道在任何情況下都能滿足最小換氣次數(shù)要求，還可以節(jié)省自動(dòng)排氣活門的數(shù)量、簡(jiǎn)化設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)。

2）在計(jì)算自動(dòng)排氣活門數(shù)量時(shí)，第一主要口與第二主要口的超壓風(fēng)量是如何分配的，這是一個(gè)難點(diǎn)。本工程是采用比例法來考慮的。

第一主要口超壓風(fēng)量比例為：（159.2×40）/（159.2×40+23.8×50+16.7×50）=0.759。

第二主要口超壓風(fēng)量比例為：（23.8×50）/（159.2×40+23.8×50+16.7×50）=0.142。

電站防毒通道處超壓風(fēng)量比例為：（16.7×50）/（159.2×40+23.8×50+16.7×50）=0.099。

第一主要口的超壓排氣活門數(shù)量：N1=（10 000-11 489×0.07）×0.759/800=8.73≈9臺(tái)。

第一主要口的超壓排氣活門數(shù)量：N2=（10 000-11 489×0.07）×0.142/800=1.64≈2臺(tái)。

電站防毒通道的超壓排氣活門數(shù)量：N3=（10 000-11 489×0.07）×0.099/800=1.17≈2臺(tái)。

因而，共選13只PS-D250自動(dòng)排氣活門。

3.1.4" 校核隔絕防護(hù)時(shí)間

T=1 000V0（C-C0）/nC1=1 000×11 489×（2.0%-0.13%）/390/20=27.5 hgt;6 h

滿足隔絕防護(hù)時(shí)間大于或等于6 h的要求。

3.1.5" 校核最小防毒通道換氣次數(shù)

校核第一主要口最小防毒通道換氣次數(shù)：K1'=159.2×40/27.9=228次/hgt;50次/h。

校核第二主要口最小防毒通道換氣次數(shù)：K2'=（9 197.23-11 489×0.07-159.2×40-16.7×50）/23.8=50次/h。

校核電站防毒通道換氣次數(shù)：K3'=（9 197.23-11 489×0.07-159.2×40-23.8×50）/16.7=50次/h。

滿足最小防毒通道換氣次數(shù)大于或等于50次/h的要求。

3.1.6" 校核濾毒室換氣次數(shù)

校核第一次要口濾毒室換氣次數(shù)：KL1=[（9 197.23/10）×6]/117=47次/hgt;15次/h。

校核第二次要口濾毒室換氣次數(shù)：KL2=[（9 197.23/10）×4]/59=62次/hgt;15次/h。

值得注意的是，由于中心醫(yī)院各科室中的排風(fēng)房間比較分散且送回風(fēng)管道較大，建議在條件允許的情況下，第二密閉區(qū)可以多設(shè)置幾個(gè)排風(fēng)擴(kuò)散室，盡量避免管道交叉。

3.2" 醫(yī)院戰(zhàn)時(shí)柴油電站通風(fēng)

本工程共設(shè)置一個(gè)固定式柴油發(fā)電站，人防電站按2臺(tái)252 kW進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)，戰(zhàn)時(shí)柴油發(fā)電機(jī)房單獨(dú)設(shè)置進(jìn)、排風(fēng)系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)房?jī)?nèi)采用風(fēng)冷冷卻方式，室內(nèi)計(jì)算溫度為37 ℃，室外通風(fēng)計(jì)算溫度為32 ℃，燃燒空氣量按7 m3/（kW·h）計(jì)，燃燒空氣直接取自室內(nèi)。貯油間設(shè)排風(fēng)裝置，換氣次數(shù)不小于5次/h。柴油機(jī)排煙管的室內(nèi)部分，作隔熱處理，其表面溫度不應(yīng)超過60 ℃。柴油發(fā)電機(jī)開啟之前，先開啟電站內(nèi)的進(jìn)排風(fēng)風(fēng)機(jī)，以防煙氣倒灌。

值得注意的是，柴油發(fā)電機(jī)組功率相對(duì)其他人防工程較大，通風(fēng)換氣量也會(huì)增大，這樣也會(huì)使得電站進(jìn)、排風(fēng)擴(kuò)散室的防爆波活門數(shù)量增加，在占地面積和凈寬受限制時(shí)，可以采用局部降板增加擴(kuò)散室凈高，防爆波活門采用上下安裝的方式。

4" 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

相對(duì)于地面工程而言，地下工程的熱濕負(fù)荷具有余熱量小而余濕量大的特點(diǎn)，這就要求空氣處理設(shè)備既有較強(qiáng)的除濕能力，同時(shí)又有較強(qiáng)的消除余熱能力。

對(duì)中心醫(yī)院來說，在戰(zhàn)時(shí)，人員多、設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行，此時(shí)不僅余熱量大，水沖廁所、盥洗、洗滌和消毒等用水點(diǎn)多且分散，使工程內(nèi)余濕量也相對(duì)較大，這就要求空氣處理設(shè)備具有較強(qiáng)的降溫除濕能力。在平時(shí)，處于維護(hù)管理狀況，人員少，設(shè)備不工作，因而余熱量小，但有一定的余濕量，這時(shí)就要求空氣處理設(shè)備有調(diào)溫或升溫除濕能力。隨著季節(jié)的變化，工程的負(fù)荷變化很大，夏季為大余熱工程，過渡季為小余熱工程，冬季有些工程可能還要通過加熱進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

本工程冷熱源采用風(fēng)冷熱泵型除濕空調(diào)機(jī)，該機(jī)組可以實(shí)現(xiàn)空調(diào)、除濕和除濕調(diào)溫3種工況運(yùn)行模式。夏季供冷，冬季供熱。該機(jī)組的空調(diào)模式為全負(fù)荷運(yùn)行，可以有效地消除室內(nèi)余熱，達(dá)到降低空氣溫度的目的，適合于工程余熱量大的場(chǎng)合；機(jī)組的除濕模式為部分負(fù)荷運(yùn)行，主要用于除濕，適用于工程余熱量小、余濕量較大的時(shí)期，可以在設(shè)備能調(diào)的配合下，實(shí)現(xiàn)低風(fēng)量運(yùn)行，確保工程內(nèi)相對(duì)濕度滿足要求，特別適用于地下工程平時(shí)的維護(hù)管理運(yùn)行；機(jī)組的除濕調(diào)溫模式為全負(fù)荷運(yùn)行，主要適用于地下工程在過渡季節(jié)和小余熱、大余濕工況的運(yùn)行，可以有效地消除室內(nèi)余濕。

為了保證戰(zhàn)時(shí)空調(diào)冷源的可靠運(yùn)行，風(fēng)冷熱泵型除濕空調(diào)機(jī)室外機(jī)放置在防護(hù)室內(nèi)，防護(hù)室設(shè)有機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。風(fēng)冷熱泵型除濕空調(diào)機(jī)散熱需求風(fēng)量大約為120 000 m3/h，而防爆波活門風(fēng)量為22 000 m3/h，則所需防爆波活門的數(shù)量為6個(gè)。防護(hù)室受占地面積和凈寬的限制，怎樣才能安裝上所有防爆波活門，是一個(gè)值得思考的問題。本工程在凈高條件允許情況下，防爆波活門采用上下安裝的方式。

本工程空調(diào)方式采用全空氣低速單風(fēng)道一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)機(jī)組采用臥式組合式空氣處理機(jī)組。手術(shù)室在送風(fēng)管道上設(shè)置中效過濾器。空調(diào)系統(tǒng)回風(fēng)經(jīng)回風(fēng)口和回風(fēng)管集中回風(fēng)，戰(zhàn)時(shí)不考慮消防排煙。

5" 防化設(shè)計(jì)

中心醫(yī)院防化級(jí)別為乙級(jí)。防化級(jí)別為乙級(jí)的人防工程應(yīng)設(shè)毒劑報(bào)警器[7]。本工程戰(zhàn)時(shí)為穿廊進(jìn)風(fēng)，毒劑報(bào)警器的2個(gè)探頭分設(shè)在進(jìn)風(fēng)口前兩側(cè)的穿廊壁龕內(nèi)。毒劑報(bào)警器探頭的設(shè)置如圖1所示。

6" 結(jié)論

基于某人防中心醫(yī)院項(xiàng)目，闡述了其通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)和注意事項(xiàng)，對(duì)以后類似的工程有很大的借鑒意義，主要有以下幾點(diǎn)：①分類廳是否吊頂對(duì)濾毒新風(fēng)量影響較大，進(jìn)而影響濾毒罐數(shù)量、人防進(jìn)風(fēng)口部布置、設(shè)備初投資費(fèi)用等，設(shè)計(jì)初步階段需要與建筑專業(yè)配合好裝修條件。②分類廳的排風(fēng)是都通過第一防毒通道排出，還是通過擴(kuò)散室排出，各有優(yōu)點(diǎn)和不足，設(shè)計(jì)過程中需要結(jié)合實(shí)際工程權(quán)衡考慮。③在進(jìn)行全工程超壓排風(fēng)計(jì)算自動(dòng)排氣活門數(shù)量時(shí)，第一主要口與第二主要口的超壓風(fēng)量分配是難點(diǎn)，本工程是采用比例法來考慮的。④地下人防中心醫(yī)院的熱濕負(fù)荷具有余熱量小而余濕量大的特點(diǎn)，冷熱源采用風(fēng)冷熱泵型除濕空調(diào)機(jī)組，該機(jī)組可以實(shí)現(xiàn)空調(diào)、除濕和除濕調(diào)溫3種工況運(yùn)行模式，確保在平戰(zhàn)工況下和不同季節(jié)工況下房間的溫濕度均能滿足設(shè)計(jì)要求。⑤冷熱源防護(hù)室和柴油發(fā)電機(jī)房的機(jī)械通風(fēng)量相對(duì)其他人防工程較大，防爆波活門數(shù)量也相應(yīng)增加，在占地面積和擴(kuò)散室凈寬受限制時(shí)，可以采用局部降板增加擴(kuò)散室凈高，防爆波活門采用上下安裝的方式。⑥給出了毒劑報(bào)警器探頭在壁龕中安裝的示意圖。

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