庄佳文
上海经纬建筑规划设计研究院股份有限公司,上海 ,200090
摘要:通过对某综合性医院的工程实例分析,详细介绍了医院暖通空调设计中如何针对医院不同功能的使用需求合理选择冷热源系统、空调通风系统的设计特点、非洁净区与洁净区防排烟系统设计的区别。
关键词:医院;暖通空调;设计
0引言
本项目位于陇南市武都区,是一所新建的综合性500床公共应急中心,总建筑面积55282m2,地上建筑面积44968.27m2,其中空调面积20769.6m2。其设有一栋十二层的门急诊医技住院综合楼、一栋五层的感染楼、一栋三层的行政综合楼及物资库等若干配套辅助用房。本文将结合实际工程,介绍在医院的暖通空调系统设计(洁净空调系统除外)及防排烟设计过程中笔者的体会。
1冷热源设计
本工程为提高陇南市防控防疫能力,新建的具有公共卫生应急处理能力的综合性医院,故合理选择冷热源尤为重要。在选择空调系统冷热源时,不仅需要满足一般公共建筑的舒适性,还要契合医院不同医疗用房的功能要求。
经计算,本项目空调总冷负荷为3366.7KW,空调总热负荷为2281.3KW。其中感染楼空调总冷负荷为764.5KW,空调热负荷为788.7kw;门急诊医技综合楼空调总冷负荷为2602.2KW,空调热负荷为1492.6kw;行政楼楼空调总冷负荷为206.9kw,空调总热负荷为79.9KW。
本工程主要冷源采用3台RT300的螺杆式冷水机组提供空调冷冻水,热源由市政管网接至换热机房内提供空调用热水,另外在综合楼裙房屋面设置风冷热泵以供手术室、ICU等净化空调在过渡季节使用。笔者认为医院大部分区域空调系统是常年累月运行的,冷水机组从稳定性、高效性以及运行的经济型等各方面都适合本项目的情况,且陇南市虽然地处夏热冬冷地区,但是该地块仍然有市政供暖管线,综合基地周围情况及当地用电、用气政策,结合建设方意见,主体冷热源采用冷水机组。而医技、急诊部及药库等区域,空调系统或低峰运行或24小时运行或间歇性运行,所以本项目此类区域采用变冷媒流量多联机空调加新风系统,即满足功能需求又能灵活控制空调系统启闭。另外,行政楼因其主要功能为办公及员工宿舍且空调面积相对占比较小,若沿用冷水机组作为冷热源,则不利于能源的充分利用,从运行策略上也难以实现,所以行政楼宿舍部分采用分体空调,办公及其他公共场所采用变冷媒流量多联机空调加新风系统。
2空调通风系统设计
综合楼一至四层为医疗功能楼层,五层至顶层为病房层。除医技、急诊部、药库采用多联机空调系统外,大厅及候诊区采用全空气系统,空调季节新风量取人均最小新风量;过渡季节采用全新风运行。病房、诊室及医疗办公用房采用风机盘管加新风系统,新风采用高压微雾加湿。新风排风系统根据使用功能分区设置,以便各个不同医疗分区系统独立控制。
感染楼一层为门诊区,二层至顶层为病房层,空调通风系统分区主要分为医技用房、负压隔离病房、发热门厅大厅、病患走道以及普通病房和其它诊室医疗用房四大类,每个区域空调通风均独立设置。其中,医技用房使用多联机空调系统,负压隔离病房设置独立的全新风直流式空调系统,排风系统独立设置,病患走道设置独立的送、排风系统,送、排风机均采用变频,实现在非疫情时期的节能运行。发热门诊大厅采用独立的全新风直流式空调系统,排风系统独立设置,送、排风机采用变频,并设置部分回风措施,使全新风系统切换成有部分回风的全空气空调系统,实现在非疫情时期的节能运行。诊室、检验、病房、药房、办公、控制室等用房均采用风机盘管加新风系统,风机盘管应自带回风箱,其中肠道和肝炎病房区考虑平疫转换措施,满足疫情时期转换为呼吸道病房的功能需求。空调送、排风系统均按清洁区、半污染区、污染区的原则分区设置独立系统,避免风系统成为病毒传染的媒介。
3压力梯度及气流组织设计
综合楼内除洁净区域以外,其它区域主要为一般医疗用房,所以诊室、办公等用房首先考虑保障医护人员的健康安全,均维持微正压;处置室、换药清创及治疗室等均维持微负压,避免医废用品上病菌传播或药物的异味扩散。
感染楼主要功能为接诊传染性疾病患者,故感染楼不同污染等级区域负压真空度的设置应符合定向气流原则,保证气流从清洁区过渡到半污染区再到污染区的单向流动。其中,病房区域的压力梯度由低到高依次为病房卫生间→病房→缓冲间或病患走道→医护走道;门诊区域的压力梯度由低到高依次为诊室→门诊大厅→药房、收费;医生办公区域的压力梯度由低到高依次为医生走道→办公→值班。形成合理的压力梯度与气流走向,有利于确保气流有序流动,减少相互交叉感染,防止异味无序流串。
行政楼功能分布上并无医疗用房,仅为一般的人员活动场所,所以仅从节能角度考虑各空调房间维持微正压,避免非空调区域冷<热>风侵入。
4空气处理设计
集中空调系统中80%的污染负荷来自于空调回风,所以加强回风除尘除菌是一项十分必要的措施。
其中,综合楼及感染楼内全空气空调机组和风机盘管机组的回风口上均设置初阻力小于50Pa、微生物一次通过率不大于10%和颗粒物一次计重通过率不大于5%的过滤设备。
另外,感染楼因其病菌传播危险性较大,所以感染楼清洁区和肠道肝炎病区、门诊区的新风设粗、中效两级过滤,呼吸科半污染区和污染区设粗、中效及亚高效过滤器三级过滤。呼吸科的半污染区和污染区(不含负压隔离病房)的排风设粗效、中效及高效过滤器三级过滤,负压隔离病房的排风经高效过滤风口和净化排风箱内的高效过滤器两级过滤。负压隔离病房的下排风口和卫生间排风口均设置高效过滤器。
5防排烟设计
除楼梯间、前室或合用前室优先采用自然通风,无自然通风条件的楼梯间、前室或合用前室采用机械加压送风系统外,因本工程综合楼为二类高层建筑,故其病房层及洁净手术部设有避难间,避难间是为医院楼内行动不便的人员提供暂时避难等待救援的场所,根据规范《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017对于避难间的消防要求,本工程避难间采用机械加压送风系统,同时避难间还设有可开启外窗,在维持避难间一定正压的情况下,提供避难人员基本的新风需求。
本工程排烟系统大体分为地下汽车库排烟系统及地上各功能房间排烟系统。地下汽车库根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-2014设置机械排烟兼排风系统,风机选用双速风机,平时低速排风,火灾时,高速排烟;地上各功能房间根据《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017优先采用自然排烟的方式,不满足自然排烟要求的区域设置机械排烟系统。
地上机械排烟系统,笔者认为可以为洁净区和非洁净区两类。洁净区采用板式排烟口,因为普通排烟口室内通过排烟口的格栅经风管会直接与大气或其他区域相通,易造成污浊空气倒灌入洁净区,为避免一切影响空气净化的因素,洁净区排烟系统采用板式排烟口,既能保证区域的洁净度要求,又能在火灾时开启排烟,而非洁净区采用普通百叶风口加电动防火阀门的形式,通过控制阀门开闭来开启排烟系统,同时普通排烟口因其既能安装在侧墙又能吊装在顶棚上,为了后期装修提供更多便利和多样性。
6结论
近年来,突发性传染病日益频繁,我国更是在《突发急性传染病防治 “十三五” 规划(2016-2020 年)》中把突发急性传染病上升到国家安全战略高度,意味着医院暖通设计要更加精细化考虑。本身医院建筑使用功能十分复杂,因此区别一般的民用公共建筑,在选择冷热源时,应当结合项目当地的地理特征、气候特点、负荷需求、空调使用时间及经济效益等多方面考虑,另外针对负荷需求小、运行时间不稳定的区域可考虑独立设置空调系统,避免出现大马拉小车的情况出现。空调通风系统应严格按照气流组织分区独立设置,消防系统宜分区多点布置,避免医院大量管线堆积影响室内净高。
参考文献:
[1]传染病医院建筑设计规范GB50849-2014.
[2]综合医院建筑设计规范GB51039-2014.
[3]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].第二版.北京:中国建筑工业出版社,2008.
[4]新型冠状病毒感染应急救治设施设计导则(试行)国家卫健委2020.