成都某大型醫院新醫療區潔凈手術部凈化空調系統設計
華銳凈化 2019-04-25 22:50:23 閱讀
【摘 要】 成都某大學附屬醫院是四川省及西部地區重要的醫療、科研及教學基地。為提升湖南省及中南地區整體醫療的軟硬件水平,強化醫院的整體發展與競爭能力,同時結合附屬醫院臨床醫學的優勢,附屬醫院計劃進行新醫療區建設,目標是成為亞洲一流與世界知名的醫療中心。
引言
某醫院新醫療區建設工程位于成都市總占地面積103230㎡,總建筑面積270453平米,設計病床數1929床,設計日門診量8000人次,設計日急診量600人次。其中醫療綜合樓建筑面積263853平米,建筑總高度98m;藥劑樓建筑面積4972平米;高壓氧樓建筑面積1628平米;場地東南方向還預留衛生部肝膽腸研究中心建設用地,規劃建筑面積33000平米。
醫療大樓裙樓5層,1~5層的建筑面積分別為19579,19012,18696,16937,15464平米(其中設備層建筑面積9399平米),由Ⅰ區和Ⅱ區組成。Ⅰ區裙樓主要功能是門診,裙樓之上是1棟14層的干部病房樓和1棟9層的辦公樓;Ⅱ區裙樓共4層,主要功能是醫技區、潔凈手術部、重癥監護病房(ICU),之上有3棟分別為18,23,20層的病房樓,每個護理單元建筑面積約2000平米。Ⅰ區和Ⅱ區由挑高4層的門診大廳及各層中央走廊相連。地下兩層,其中地下2層為停車庫,建筑面積29480平米,設計停車位550個;地下1層為設備用房和醫療用房,建筑面積30530平米。工程自2003年3月開始設計,2010年4月新醫療區投入正常運營。
集中供冷、供熱系統方案
附屬醫院新醫療區工程地處四川成都,屬于夏熱冬冷地區,沒有市政供熱系統。2003年夏季成都市持續高溫干旱,當地電網基本由水力發電站供電,火力發電為輔,持續干旱造成城市電網供電不足;而西氣東輸工程計劃在2006年引到長沙市,本工程規劃在2006年10月竣工,天然氣可以成為本工程的能源之一。
2003年7月,附屬醫院新醫療區工程建設指揮部邀請四川省內知名專家與設計人員一起進行多次方案論證,確定了供冷、供熱方案。
供熱
本工程采用集中供熱系統,醫院供熱系統包括蒸汽系統、空調熱水系統和生活熱水系統。考慮系統的節能運行,除廚房、洗衣房、醫院消毒供應中心及凈化空調系統冬季加濕等必須采用蒸汽的場合由室外蒸汽鍋爐房提供蒸汽熱源外,空調熱水系統、生活熱水系統均采用熱水作為熱媒。本工程空調熱水系統和生活熱水系統熱負荷大,在醫療綜合樓地下1層西南向靠外墻部位獨立設置燃氣型常壓熱水鍋爐房提供生活熱水,東南向靠外墻部位獨立設置燃氣直燃型溴化鋰吸收式機房提供空調熱水。
供冷
本工程采用集中供冷,在地下1層東南向靠外墻部位設置一個集中制冷站,采用燃氣直燃型溴化鋰吸收式機組(以下簡稱直燃機組)和電驅動型離心式水冷冷水機組(以下簡稱離心式機組)的復合式能源供冷,按冬季空調計算熱負荷確定直燃機組的容量,夏季冷負荷由直燃機組和離心式機組共同承擔,并回收離心式機組的冷凝熱用于生活熱水預熱;同時離心式機組應能滿足醫院潔凈手術部、ICU、急診區、醫療設備區等重要保障性區域的空調冷負荷要求。
空調冷熱負荷
附屬醫院新醫療區建設項目夏季空調總冷負荷25298kW,單位建筑面積空調計算冷負荷93.5w/?O;冬季空調總熱負荷15145kW,單位建筑面積空調計算熱負荷56W/?O。
空調系統冷熱源
根據空調計算冷熱負荷,并考慮直燃機組的冷熱量衰減(15%)、凈化空調及醫療設備空調系統的夏季空調再熱負荷(約2326kW)等因素,設計選用3臺制熱量為5385kW、制冷量為6978kW的直燃機組,1臺制冷量為4570kW和1臺制冷量為2285kW的離心式機組,總制冷量為27789kW,總制熱量為16155kW。另外為衛生部肝膽腸研究中心預留1臺制熱量為3656kW、制冷量為4570kW的直燃機組。
空調冷熱水系統
(1)空調冷水系統采用一次側定流量、二次側變流量的區域二級泵系統,分為門診、醫技、病房及衛生部肝膽腸研究中心4個區域;(2)空調熱水系統采用一次側定流量、二次側變流量的一級泵系統;(3)空調冷水供回水溫度為7℃/12℃,空調熱水供回水溫度為65℃/57℃;(4)除病房樓采用兩管制水系統外,其余區域均采用四管制水系統;(5)空調水系統的平衡設計:本工程南北長約200m,東西寬約150m,高98m,設計采用壓差平衡閥來解決水力平衡難的問題;(6)空調水系統采用化學投藥方法處理;(7)為收集空調冷凝水創造條件,病房部分的空調冷凝水均通過立管引到設備層收集,裙樓部分的空調冷凝水均通過立管引到地下室各設備機房處收集。 空調冷卻水系統
(1)冷卻塔、冷卻水泵和冷水機組一一對應設置,冷卻塔風機采用臺數控制;(2)與四管制直燃機組對應的冷卻水泵采用變頻控制;(3)直燃機組和離心式機組分設冷卻水干管,為滿足冬季內區供冷的需求,離心式機組對應的冷卻水干管室外部分做保溫,冬季使用的冷卻塔底盤設置電加熱管并與水位聯鎖;(4)冷卻水處理采用旁通式精密過濾器;(5)冷卻塔設置在裙樓屋面,采用低噪聲型方形橫流冷卻塔。
舒適性空調通風系統
醫療大樓設計日門診量8000人次,日急診量600人次,還有近2000住院病人,本工程初步設計階段處于SARS肆虐之后,如何解決因自然通風不足和空調系統二次污染造成的室內空氣品質差的問題,是綜合醫院空調通風系統設計的重點,也是難點。保證室內空氣品質的最佳方式是自然通風,但是醫療建筑體形龐大,建筑專業極少設置內部通風采光窗井或天井,按舒適性空調的新風量標準引入的少量室外空氣遠不足以稀釋室內空氣中的細菌濃度。空調系統(除凈化空調系統外)對控制溫濕度是有效的,但是由于空調系統的表冷器、集水盤、加濕器、空氣過濾器及風道等均為藏污納垢的場所,加之空調系統提供了極其適宜微生物生長的溫濕度環境,容易滋生致病菌。因此應視醫院空調系統為污染源,采取有效的技術措施,空調系統才能起到提高醫院室內空氣品質的作用。
本工程空調通風系統設計采用可變新風比的一次回風全空氣系統,空調箱均設置粗效和中效兩級空氣過濾器,在室外空氣比焓不高于室內設計比焓時可以切換成全新風系統,或在空調運行季設定每個工作日某個時間段全新風運行,除了節約能源外,還能起到提高醫院室內空氣品質的作用;各空調系統均有對應設置的排風系統,使醫院內空調通風系統的氣流組織形成清潔區→半污染區→污染區的有序的壓力梯度。風機盤管均采用回風箱回風,回風口設方便拆卸清洗的低阻抗菌過濾器,室內氣流組織設計注意通風效率,避免送回風短路等。根據建筑室內進深、分隔、朝向、樓層及圍護結構等因素,劃分建筑物空調內外區,分別設置空調通風系統。
(1)急診區:按內外分區分別設計3套可變新風比的一次回風雙風機全空氣系統,設計送風量分別為12000,15000,20000m3/h,回風量等于送風量,在發生類似SARS的烈性傳染病情時可以切換成直流式空調系統運行,在過渡季可全新風運行,急診區的排風被引至醫療大樓的屋面高空排放。(2)門診區:每層門診均劃分為劃價收費大廳、病人候診區、門診診室等。
①門診劃價收費大廳、病人候診區均采用一次回風全空氣系統,由于門診病人數量會隨時間變化,風機采用變頻控制或按室內人數的變化規律采取新風量時間程序控制,并與該區域的排風、排煙系統結合,可以實現過渡季的大新風比運行。
②門診診室一般被分隔成多個小空間,設計采用風機盤管加新風系統。
③門診入口大廳挑空5層,面積約2000?O,高度18.45m,設計采用分層空調、通風方式,人員活動區設計采用一次回風全空氣系統,采用噴口側送風、下回風方式,設計送風量46000m3/h,在大廳4m高的部位設置可調型噴口,利用大廳開敞的出入口自然排風;大廳上部空間采用機械排風方式,側窗自然進風;(3)醫技區域空調系統結合醫療工藝要求及建筑布局分設空調系統。
地下1層放射治療中心大型醫療設備眾多,內有4臺直線加速器、1臺鈷60治療機、1臺后裝機、1臺伽馬刀、1臺超聲刀、2臺模擬攝影機和1臺CT機、2臺PETCT機及1臺回旋加速器,醫療設備掃描間及其機房均獨立設置四管制水冷型恒溫恒濕空調機組,2~3間醫療設備掃描間/檢查間獨立設置新風系統;醫護辦公室、診室及輔助間設計風機盤管加新風系統;(4)病房空調采用風機盤管加新風系統,新風系統分內外區設置,由設于各病房樓屋頂及設備層的新風機組集中供應新風,每個新風系統負擔樓層數不超過7層;(5)后勤服務用房大多設置在地下1層,根據其建筑特點及工藝需求,設計采用不同的空調系統。
防排煙系統
本工程按一類高層民用建筑進行防排煙系統設計。
(1)不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、消防電梯間前室或合用前室分別設置機械加壓送風系統,共設有26個加壓送風系統;(2)地下2層共有10個防火分區,除第3防火分區為消防水池及泵房外,其余分區均為汽車庫,每個防火分區均按面積不大于2000?O劃分防煙分區,按防煙分區設置機械排煙系統和火災排風系統,兼作汽車庫的平時排風和送風系統,排風及排煙量按換氣次數6h-1計算,補風按換氣次數5h-1計算,共設有排煙兼排風系統17個,機械補(送)風系統13個;(3)地下1層共有30個防火分區,除第3、第7防火分區具備自然排煙條件外,其余防火分區均設置機械排煙系統和火災補風系統,共設有排煙系統25個,排煙兼排風系統7個,機械補風系統28個;(4)本工程地上部分內走道及房間共設有19個機械排煙系統;(5)門診大廳(中庭)設置機械排煙系統。
結語
本工程2010年投入使用后,空調通風系統運行正常,候診區、醫技區等多處于建筑內區,人員密集,這些區域大都采用一次回風雙風機全空氣系統,運行階段基本上按設計給定的參數調節新風比例,各區域的空氣品質良好,過渡季節能效果不錯。由于控制投資等原因,空調新風未能實現根據室內二氧化碳濃度等參數實行變新風比的初衷。目前新醫療區最大日門診量接近12000人次,病床數接近2700床,取得了良好的社會效應。