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医院洁净手术室暖通净化空调工程设计实例

更新时间:2019-08-29 14:56点击:


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引言
某医院为一所新建的大型现代化肿瘤专科医院,是由某医院投资(意义:是未来收益的累积)管理有限公司投资建设,已列为海南省、海口市重点工程建设项目之一。某医院不仅在提升本省肿瘤防治水平上将起关键作用,同时,随着国际旅游岛的建设,针对中国大陆乃至世界范围内的治疗康复旅游者,也将呈现巨大的潜在市场。同时为海南当地居民及周边区域居民就医提供极大的便利。
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项目概况
某医院是一所新建的现代化肿瘤专科医院,总建筑面积:234460m2,设计病床数1200床。整个项目分为一、二期。一期总建筑面积:175934m2,设计病床数800床,其中医院主楼:111492m2,倒班宿舍—康复楼:64442m2。二期总建筑面积:58526m2,设计病床数400床,作为康复中心(规划中)。
医院主楼,地下一层,地上十层,建筑高度:45.3m。ICU病房ICU即重症加强护理病房(Intensive Care Unit),又称加强监护病房综合治疗室,治疗、护理、康复均可同步进行,为重症或昏迷患者提供隔离场所和设备,提供最佳护理、综合治疗、医养结合,术后早期康复、关节护理运动治疗等服务。地下一层为汽车库、设备用房、中心供应、洗衣房、厨房、餐厅、核医学、放疗中心等;一层为体检中心、放射科、门急诊、咖啡厅;二层为ICU、血液病房、门诊、阶梯会议室;三层为层流手术室、静脉配置(deploy)中心、内窥镜科、检验科、病理科等;四层为信息机房、净化空调机房、行政中心、图书馆;五层~十层为病房。
倒班宿舍—康复楼,地上建筑分为倒班宿舍楼和康复楼两栋(一层相连),地下一层,地上九层,建筑高度:35.1m。地下一层为汽车库(战时六级人防);倒班宿舍楼:一层为厨房、咖啡厅、大堂及设备用房;二层~九层为倒班宿舍;康复楼:一层为体检、康复治疗、康复门诊;二层为康复科、按摩科;三层~八层为康复科病房;九层为康复科手术部及ICU。
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室内设计参数
根据国家相关规范要求、当地气候条件及医院各科室医务人员的意见,确定医院各室内温湿度、新风量及噪音,具体参数见表1。
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空调冷热负荷计算值
本项目分为舒适性空调部分和净化空调部分。经逐时负荷计算,结果详见表2、表3。
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空调冷热源
海南属于夏热冬暖地区,全年无霜冻,冬季时间短,最冷月平均气温18.7℃,故冬季仅病房供暖,其余区域不供暖。
4.1医院主楼冷热源
(1)医院主楼主体冷源采用冷水机组,配置(deploy)三台高压离心式冷水机组,单台制冷量3560kW,合计总制冷量10680kW。手术室净化由于欧美手术室洁净标准与中国环境存在细微差别,常规的国际标准和国内区域行业标准都普遍难于确保手术室净化的长期稳定(一般只能3-10年重建、低档工程1年即需要翻新),所以在工程质量方面出现了明显的档次划分。一些知名净化工程公司,在通行标准之外,基本都设有自身执行的高于国际化通行标准的净化指标。冷冻水供回水温度7~13℃。并为二期预留冷水机组空位。空调冷源原理图如图1所示。
(2)地下一层核医学科、直线加速器、影像科、血库、大会议室等采用分体多联空调系
统,选型总制冷量840 kW。
(3)一层消防控制中心、地下室车库值班、分配室、屋顶电梯机房等采用分体空调。合
计选型总制冷量146 kW。
(4)对于全年使用空调的层流手术室、ICU、中心供应、静脉配置(deploy)中心等净化空调系统冷热
源,选用五台风冷冷热源一体机机组,其中三台为常温型,单台制冷量665 kW,制热量740
kW(10℃工况),制热量同时作为一期病房冬季空调热源。另外两台为高温型,主要提供一期医院主楼全年生活热水制备需求。单台制热量463 kW(10℃工况),制冷量410 kW,制冷作为免费回收冷源并入热泵冷冻水系统,节能效果显著。过渡季节当负荷低至单台离心式冷水机组不能有效运行时,上述五台热泵的冷水管道同时并入中央系统,提供过渡季节冷源。风冷冷热源一体机机组原理图如图2所示。
4.2倒班宿舍-康复楼冷热源
根据使用情况及层高受限,倒班宿舍、康复病房采用分体空调。九层的层流手术室、ICU、一层入口大厅及康复楼所有新风机组冷热源采用风冷热泵机组。
(1)本楼选用两台风冷冷热源一体化机组和一台常规型风冷冷水机组。风冷冷热源一体化机组,单台制冷量630 kW,制热量(Heat)690kW(10℃工况);常规型风冷冷水机组(单冷型),单台制冷量630 kW;合计夏季总制冷量1890kW,冬季总制热量1380kW。风冷冷热源一体化机组同时供冷供热[1],为层流手术室、ICU等净化系统提供全年冷热源,多余的冷源并入常规风冷冷水系统中,给入口大厅及康复楼新风机组提供冷源。风冷热泵原理图如图3所示。
(2)一层CT、X光、康复楼二~八层内区、一层后勤办公等房间,采用分体多联空调系统,选型总制冷量1005.1 kW。
(3)康复楼二~八层病房、倒班宿舍三~九层宿舍、屋顶电梯机房等采用分体空调。选型总制冷量2993.5 kW,总制热量1392.4 kW(康复病房)。
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空调系统设计
5.1空调水系统
(1)医院主楼中央空调水系统采用闭式一次泵变流量系统。采用两管制同程式,水路分为病房、门诊医技外区、门诊医技内区、急诊及地下室。并为二期预留供回水接口。空调冷水供回水温度7~13℃, 热水供回水温度45~40℃。水系统采用高位膨胀水箱定压,设化学自动加药
水处理。
(2)医院主楼净化空调系统采用四管制水系统,空调冷水供回水温度(temperature)7~12℃,热水供回水温度45~40℃,高位膨胀水箱(组成部分:高水箱、存水箱、低水箱)定压。
(3)倒班宿舍-康复楼中央水系统采用闭式一次泵变流量系统。舒适性空调系统采用两管制同程式,净化空调系统采用四管制。空调冷水供回水温度(temperature)7~12℃,热水供回水温度45~40℃。水系统采用高位膨胀水箱(组成部分:高水箱、存水箱、低水箱)定压,设化学自动加药水处理。
5.2空调风系统
5.2.1舒适性空调系统
5.2.1.1医院主楼
(1)地下一层餐厅、底层门诊大厅、二层候诊大厅等人员密集的大空间场合,均设置一次回风全空气系统,此系统的新风引入管及新风百叶均按系统总送风量计算尺寸,可实现100%新风运行,过渡(transition)季节时,当室外空气比焓低于室内设计比焓时,可切换成全新风运行工况,除了节约能源外,还能提高医院室内空气品质的作用。同时在这些区域室内安装CO2浓度检测探头,根据室内CO2浓度检测值,实现最小新风比控制(control)。
(2)诊室、病房等采用风机(Draught Fan)盘管+新风系统[2],风机盘管均采用回风箱回风,回风口设方便拆卸清洗的空气净化消毒装置。
(3)地下一层和医学科、直线加速器、PET-CT、CT、DR、X光、血库、大会议室等采用变制冷剂流量多联空调+新风系统。考虑此系统原因有两:1)避免空调水系统漏水影响大型医疗设备;2)部分房间有明显发热量,过渡季节或冬季可能制冷,灵活开启。
(4)为节约能源,行政办公、会议室、阅览室、咖啡厅等非临床区域采用排风及新风全热交换机组,对新风进行预冷,降低新风负荷。
(5)新风系统,均经初、中效过滤处理后送入室内。
5.2.1.2倒班宿舍- 康复楼
(1)康复楼一层住院大厅、诊室等采用风机盘管+新风系统。手术室净化由于欧美手术室洁净标准与中国环境存在细微差别,常规的国际标准和国内区域行业标准都普遍难于确保手术室净化的长期稳定(一般只能3-10年重建、低档工程1年即需要翻新),所以在工程质量方面出现了明显的档次划分。一些知名净化工程公司,在通行标准之外,基本都设有自身执行的高于国际化通行标准的净化指标。风机盘管均采用回风箱回风,回风口设方便拆卸清洗的空气净化消毒装置。
(2)康复楼一层CT、X光、二层~八层内区房间采用变制冷工质流量多联空调+新风系统。
(3)倒班宿舍楼的后勤办公、维修用房、餐厅等非临床区域采用排风及新风全热交换机组,对新风进行预冷(快速冷却工序),降低新风负荷。
(4)倒班宿舍、康复楼外区病房采用分体空调;倒班宿舍利用室内厕所排风,渗透新风;
(5)新风系统,均经初、中效过滤处理后送入室内。
5.2.2工艺性空调系统
MRI采用恒温恒湿空调系统;信息机房采用机房精密空调。
5.2.3净化空调系统
本工程医用净化区域多,限于篇幅,不再详述其净化空调通风系统。
5.3通风系统
(1)检验科、病理科设全面机械排风系统,其室内的通风柜、生物安全柜设局部排风系统。
(2)中心供应的污染区设独立的排风系统,压力梯度依次为:无菌区(+5Pa)→清洁区(0 Pa)→污染区(-5Pa)[3]。另外,中心供应区域内的低温醇溶液(Epoxyethane)灭菌室设置独立的机械排风系统,排除室内有毒物质;高温高压灭菌柜和灭菌冲洗消毒机均设置独立排风系统。
(3)蒸汽发生间、厨房等使用天然气区域设置机械排风兼事故通风系统,采用防爆型风机。
(4)太平间、地下核医学区域设置独立的排风系统,排风经过滤后高空排放。
(5)变电所根据室内设备发热量(Heat)设置机械送排风系统,同时设置夏季制冷空调,空调开启时,送排风机相应关闭。变电所排风兼做气体灭火后排风系统。
(6)信息机房设置气体灭火后排风系统。
(7)MRI液氧(Oxygen)设置独立的排风系统,排至室外。
(8)柴油发电机房的储油间设置单独的排风,风机选用防爆型。
(9)各功能房间的通风参数详见表4。
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结语
暖通空调在医院设计中担负着重要作用,也是今后的用能大户,优秀的设计不仅能给医护人员、病人提供良好的工作和就医环境,减少院内交叉感染,同时也能降低医院的运行费用。同时,本项目作为大型医院项目,工程设计中难点多,难度(difficulty)高,管线复杂,对设计提出了一定的技术要求,本次的项目总结希望对今后类似工程项目起到借鉴作用。
参考文献:
[1]
严建敏. 冷热源一体机在洁净层流手术室应用的节能性[J]. 暖通空调,
2014,(4):32~36。
[2]
陈惠华,萧正辉.医院建筑与设备设计[M].2版.北京:中国建筑工业出
版社,2004。
[3]GB51039-2014,综合医院建筑设计标准[S]。
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