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1、关于医院手术部净化空调系统节能设计的几点建议 摘要： 摘要：本文结合工程实例，介绍了一些医院干净手术部净化空调系统设计中的节能方法，包括优化手术部建筑平面布局、合理划分净化空调系统、采纳二次回风处理过程、在送风主管道安装定风量阀、新风机组和净化循环机组都采纳变频风机以及设定手术室过渡季和非工作状态的运行模式等。 关键词： 手术室 空调设计 节能 1 引言 随着医院建筑现代化程度的提高，医院干净室正在从干净手术室向干净手术部方向发展。由国家建设部颁发的医院干净手术部建筑技术规范GB50333-2002明确规定了我国干净手术部用房的干净度、温湿度、送风量和新风量等主要技术指标，这对我们进行医院手术
2、部净化空调系统的设计提出了严格的要求。并且建设部颁发的公共建筑节能设计标准GB50189-2005已经从2005年7月1日起先实施，对全国新建、扩建和改建的公共建筑，提出了节能要求，目的是提高暖通空调系统的能源利用效率实现国家的可持续发展的战略。因此，针对医院手术部空调净化系统能耗特殊高的特点，设计既满意医院干净手术部建筑技术规范要求又节约能源的净化空调系统具有特别重要的意义。关于干净手术室净化空调系统的节能措施有许多，包括选择二次回风空气处理过程、干净手术室的正压限制、采纳热回收装置和净化空调系统的节能运行等，详细内容见参考文献1。本文主要以天津市某医院干净手术部的净化空调系统设计为例，介绍
3、了一些节能措施的详细应用。2 手术室概况与平面布局该医院的新建干净手术部主要服务于“器官移植”手术，位于医院建筑的13层东、西两侧和12层东侧（建筑平面分为东、西两侧，中间由空中走廊连接），其中13层东、西两侧主要由16间干净手术室、干净走廊、清洁走廊及手术室干净协助用房组成，并且16间干净手术室包括6间I级手术室，4间II级手术室， 6间III级手术室（包括一间正负压转换手术室），另外13层西侧包括一部分ICU及其辅房，但是ICU的净化空调系统与医院手术部相互独立。12层东侧主要由家属等候室、病梯厅、客梯厅及手术部办公协助用房组成。该医院干净手术部12层和13层的建筑平面布局见图1和图2。F
4、ig.1 Plan of Hospital operation department on the east and west 13th floor of the building 图1 医院建筑13层东、西两侧的医院手术部平面图Fig.2 Plan of Hospital operation department on the east 12th floor of the building图2 医院建筑12层东侧的医院手术部平面图 3 医院手术部净化空调系统的节能方法3.1 优化手术部建筑平面布局如图1所示，该医院手术部由于手术室数量较多实行了环形布置方案，手术室干净辅房位于建筑平面中间，这
5、样的布置方案具有流程短捷，效率高的特点。手术部的通道布置采纳双通道方式，中间通道设为干净走廊，外廊设为清洁走廊，这种方式便于做到洁污分明、疏散便利。同时依据医院干净手术部建筑技术规范GB50333-2002中的有关定义：手术部是由若干间手术室及为手术室服务的协助房间组成的协助区组建而成。协助区内的用房又可分为干脆或间接为手术室服务。干脆为手术室服务的功能用房可设置净化空调系统，为干净协助用房，而且应设置在干净区内；非干净协助用房应设置在干净手术部的非干净区域。因此，在此医院手术部的建筑平面布置中，把干脆为手术室服务的功能用房（包括一次性物品、无菌敷料及器械与精密仪器的存放室、麻醉打算室、刷手间
6、、治疗室和检验室等）与干净手术室一同设置在13层；把间接为手术室服务的功能用房（包括办公室、会议室、教学观摩室、值班室等）设置在12层。在此医院手术部净化空调设计方案中依据医院干净手术部建筑技术规范GB50333-2002所规定的干净手术室与主要干净协助用房分级标准合理设定一些功能用房的干净等级，比如把手术部干净辅房和干净走廊设计为10万级干净区域；把复原室、更衣室、手术部办公辅房和清洁走廊等区域设计为30万级干净区域，把卫生间、病梯厅、客梯厅以及家属等候等区域设计为非干净区域（舒适性空调区域）。因此，优化手术部建筑平面布局的目的不仅是使手术部流程更加合理，而且便于在医院手术部的净化空调设计阶
7、段划分不同功能用房的干净等级，并将一部分不必划入干净区域的功能用房设计为舒适性空调，从而依据净化空调和舒适性空调的设计标准的差异通过降低这些功能用房的送风量和/或新风量，达到削减送风能耗的效果。3.2 合理划分净化空调系统在此医院手术部净化空调系统设计方案中，考虑到手术室及其辅房位于建筑平面内部只有室内热负荷须要常年供冷；清洁走廊及手术部办公辅房位于建筑平面外围存在通过外围护结构的传热，夏季须要供冷、冬季须要供热，因此依据不同功能用房的冷热负荷的特点，须要对此医院手术部的净化空调系统进行内外划分。并且，手术部的16间I级、II级和III级手术室和10万级手术室辅房全部采纳二次回风方式的全空气净
8、化系统，30万级手术室辅房以及非净化区域设计为舒适性空调全部采纳风机盘管加新风系统，所不同的是30万级净化区域的送风末端采纳亚高效空气过滤器，非净化区域内的送风口采纳散流器。依据医院干净手术部建筑技术规范GB50333-2002的有关规定：1）干净手术室应与其辅房分开设置净化空调系统；2）、级干净手术室应每间采纳独立净化空调系统，、级干净手术室可23间合用一个系统；3）新风可采纳集中系统；4）各手术室应设置独立排风系统。因此该医院手术部的净化空调系统划分状况如下：(1)6间I级手术室和4间II级手术室采纳一拖一形式，设置10台净化循环空调机组，空气处理过程采纳二次回风方式。10套系统设置1台新
9、风机组集中处理新风，各手术室独立设置排风系统。做到用哪间手术室，开那间的室内循环机组，以节约能源。(2)1间正负压切换III级手术室采纳1套净化循环空调机组，其他5间III级手术室分别采纳一拖二和一拖三的形式，设置3台净化空调机组，空气处理过程采纳二次回风方式。3套系统设置1台新风机组集中处理新风，各手术室独立设置排风系统。(3)手术部的十三层西侧干净走廊、10万级手术室辅房和空中连廊（干净走廊）设置1台净化循环空调机组；十三层东侧干净走廊、10万级手术室辅房设置1台净化循环空调机组，空气处理过程采纳二次回风方式。2套系统设置1台新风机组集中处理新风，该新风机组同时负担十三层东侧手术部办公辅房
10、的新风。此外，13层手术部东侧干净走廊和10万级手术室辅房设置1套排风系统，13层手术部东侧清洁走廊和30万级手术室辅房设置1套排风系统；13层手术部西侧干净走廊和10万级手术室辅房设置1套排风系统，13层手术部西侧清洁走廊和30万级手术室辅房设置1套排风系统。综上所述，依据医院手术部不同区域的冷热负荷的特点，按内外分区方式划分成15个净化空调系统，共设置净化循环空调机组15台，新风处理机组3台。这种内外分区方式不仅便于管理，而且避开了在同一净化空调系统内出现外区须要供热、内区须要供冷，即同时供热和供冷的现象，从空气处理过程的角度动身避开了冷热抵消的现象，从而达到节能的效果。3.3 净化空调系
11、统全部采纳二次回风处理过程医院净化空调系统与一般舒适性空调相比，在空调的热湿处理过程中具有送风量大、相对冷热负荷小及送风温差小的特点，传统净化空调系统夏季采纳一次回风处理过程如下：本净化空调方案夏季所采纳的二次回风空气处理过程如下：对比一次回风和二次回风的空气处理过程可以发觉采纳传统一次回风处理过程简单造成手术室净化空调系统设备体积大，冷却、加热盘管冷热抵消的现象，而运用二次回风处理过程来代替再热过程可以有效解决这些问题。下面以一间I级干净手术室（夏季室内温度：23，相对湿度：50%，面积：38.10，层高：3.0m，人数：10，室内热负荷：4.5Kw）为例进行能耗计算以证明二次回风处理过程的
12、节能效果。此间I级手术室的一次回风和二次回风的处理过程见图1和图2，两种方案的能耗对比见表1。图3 I级干净手术室一次回风处理过程图Fig .3 The once return air process of I level clean operating room图4 I级干净手术室二次回风处理过程图Fig.4 The secondary return air process of I level clean operating room表1 I级干净手术室一次回风和二次回风处理过程的能耗对比Tab.1 the energy cost comparison between once and s
13、econdary return air process of I level clean operating room方案手术室级别送风量（m3/h）新风量（m3/h）一次回风量（m3/h）二次回风量（m3/h）循环空调机组制冷量（Kw）循环空调机组再热量（Kw）一次回风I级8985.610008985.6 30.121.2二次回风I级8985.610001383.96601.7 8.9由此可见，对于这间I级干净手术室，若室内净化循环机组选用美国麦克维尔空调公司生产小型干净室用中心空调，依据机组担当的制冷量和制热量则一次回风处理过程须要的制冷输入功率和制热输入功率分别17.2Kw和17.8Kw
14、，二次回风处理过程只须要的制冷输入功率是4.3Kw2。假设这间I级手术室净化空调系统每天运行12h，电价按0.8元/（Kwh）计算，在天津夏季空调设计工况条件下（室外干球温度：33.4，湿球温度：26.9），采纳二次回风处理过程比一次回风处理过程每天节约电费多达295元。因此，对于高净化级别的干净手术室、干净走廊和10万级手术室辅房采纳二次回风的空气处理过程可以明显达到降低设备成本和运行费用、节约能耗的效果。3.4 送风主管道安装定风量阀并且新风机组和净化循环机组均采纳变频风机保证手术室的送风量对于手术室干净效果影响很大，因此要对送风量进行精确的调整。为了保证干净手术室的正常定风量运行状态并且
15、避开空气过滤器积尘对系统送风量的影响，可以在各手术室送风主管道上安装定风量阀3。另外，可以在新风机组和净化循环机组上采纳变频限制。新风机组采纳变频风机的目的是依据手术室的运行状况对新风量进行变频调整，保证各手术室净化循环空调机组的新风量在冬夏季工作班运行模式按设计工况新风量运行；在非工作模式按维持手术室正压状态所需的最小新风量运行；在过渡季工作运行模式按最大新风量运行。手术部净化循环风机新风管入口设2个分支，其中新风主支管安装电动两态阀，实现冬夏季工作班设计工况新风量和非工作班正压新风量之间的转换，另1个分支安装电动密闭阀，冬、夏季为关闭状态，过渡季节为开启状态，实现过渡季工作班的运行新风量。循环净化机组采纳变频风机的目的是为了保证在送风末端高效过滤器阻力渐渐增加的过程中稳定送风量，从而维持手术室的气流模式和干净度。3.5 设定干净手术室非工作状态和过渡季的运行模式该医院干净手术部空调净化方案采纳净化循环空调机组与独立的新风（正压送风）组合系统，并且新风系统不仅担当正常新风量也担当各手术室的正压风量，每间手术室拥有各自独立的净化循环空调机组，它的风量改变不影响手术部的正压分布。这种方案的优点是可使每间干净手术室净化空调和维持正压两大功能分别，同时又能将整个干净手术部联系在一起。干净手术室的运行模式分为冬夏季工作运行模式、非工作运行模式和过渡季工作运行模式。对于处于非工作运
