某医院净化手术部空调设计
 

工程概况

    该医院为迁址后的新院,手术部所在的综合大楼建筑面积约25000m2,楼高73.70m,地上18层,地下1层,手术部设在大楼17层。由于该综合大楼设计时间较早,早于《医院洁净手术部建设标准》及《医院洁净手术部建筑技术规范》(GB 50333-2002)(简称《规范》)实施时间,所以从土建结构方面并未考虑手术部的净化事宜。土建封顶后,在实测了已有数据后进行了类似于旧楼改造的设计。

    手术部共设置净化手术室6间,相应有辅助用房、洁净走廊、污物走廊等。为节约投资,院方对手术准备区不作净化要求,净化区域集中在手术层东半部:Ⅰ级手术室1间,用于关节置换手术、器官移植手术及脑外科、心脏外科、眼科等无菌手术;Ⅱ级手术室1间,用于胸外科、整形外科、泌尿外科、骨外科等无菌手术;Ⅲ级手术室4间,用于普通外科(一类除外)、妇产科等手术;无菌间、准备间、洗手间和洁净走廊为Ⅲ级洁净辅助用房,设计级别是100000级,污物走廊为Ⅳ级洁净辅助用房,设计级别是300000级。手术室净高2.8m,辅助房间净高2.4m。

    设计时遇到以下几方面的困难:a)没有净化空调机房位置,17层是手术部,按道理18层应该是设备层,但是18层已设计为制剂室。b)尽管本层设计层高已经比标准层高,达到4.2m,但是梁高600-800mm,而且土建隔墙已经全部砌完,每道墙厚度达到200mm,已经不可能拆除了。c)布局受到原有条件限制,不可能作大幅度的调整。d)风管不得不穿越电梯厅。

    设计中作了以下调整:a)17层东部原有的3间房及其间走廊合起来作为本层净化空调机房,此区域隔断墙全部打掉。b)风管等尽可能布置在走廊,以保证手术室的净高。c)医护人员和患者只能共用一个出入口,应院方要求增加的6号手术室没有污物门。d)风管穿越电梯厅时局部变径,增加防火阀,与结构专业协调开洞。


  设计参数(见表1)

表1 各净化间设计参数

  净化空调系统(见表2)

    净化专用循环机组功能段:混合+表冷加湿+风机+空段+高中效+出风(混合);净化专用新风机组功能段:混合+预热+表冷加湿+再热+双风机(一用一备)+空段+高中效+出风(混合)。

    4套系统各自独立循环,新风系统也可以独立运行。由于新风是净化房间正压和洁净度的保证,所以新风机组设计为不停机运行,为防止风机意外故障而导致房间的洁净度受到影响,特设双风机(一用一备),利用程序自动控制两台风机交替运行,保证系统运行的可靠性和两台风机寿命相同。《规范》对手术室内湿度优先控制的要求提高了,要想控制湿度,新风机组对新风的处理应摆在首位,所以这里的新风机组强调了对新风的湿度优先处理,夏季由8排管的表冷器对新风进行除湿,确保将新风的含湿量降至手术室设定的最大含湿量以下,温度由再热器来保证。新风分4个支路送到各系统的送风管路上,与循环风共同送至末端风口,循环机组送风管路上设置单向风阀,防止新风倒灌。

    送、回、排风系统如图所示。

    3.1送风系统
    6间手术室全部为吊顶中央静压箱孔板送风,根据净化级别不同内置高效过滤器,数量不同。辅助间为吊顶安装的高效过滤送风口送风。1号手术室送风面积为2600mm×2200mm,手术区层流送风,周边区为乱流;2号手术室送风面积为2600mm×l800mm,手术区为接近层流的送风;3~6号手术室送风面积为2200mm×1640mm,为乱流送风,辅助间也为乱流送风。当时《规范》尚未实施,而且受房间面积影响,静压箱没有做得很大。

    送风由机组送出后经过微穿孔消声器、防火阀、多叶调节阀,由镀锌钢板方风管送至各个静压箱及风口,再经高效过滤器、送风孔板送至房间里。

    3.2回风系统
    手术室全部为双侧墙下回风口回风,下回风口为竖百叶风口,不积尘,后衬一层中效过滤网,回风口风速全部小于1.6m/s。辅助用房由于条件限制采用了顶回风,选用方型散流器作为回风口,与高效过滤送风口交叉布置,整洁又美观。

     回风经回风口中效过滤器,再通过镀锌钢板方风管回到机组,其间也经过多叶调节阀、防火阀、微穿孔消声器。

    3.3排风系统
    6间手术室都有独立的排风系统,排风管道最后汇总后由大楼北侧污物走廊排至楼外。室内排风口(安装有中效过滤器)位于手术床的头侧,排风口的风速小于2m/s,每间手术室的排风管上安装有电动调节阀、管道排风机。各手术室排风不会相互倒灌。


    净化空调机组和新风机组一共5台,水系统为双管制系统。冬夏季机组的空调供水来自于大楼统一的冷热源引出的专用支路,大楼供热时本系统也供热,大楼供冷时本系统也供冷。为了确保手术部全年的温湿度要求,过渡季节由单独设置在屋顶的空气源热泵机组提供冷热水,此系统运行时完全独立于大楼的空调系统(考虑初投资问题,空气源热泵为施工结束后另行增加,增加时管路作了局部修改)。


    控制系统包括机房控制和远端控制。机房综合控制柜设计容量为20kW,为控制的心脏部分,包括了4台循环机组和1台新风机组的全部控制内容;远端控制指手术室及辅助用房里对净化空调系统的控制,医护人员无需亲自到机房,可以直接在手术部里启动、关闭机组,同时可以完成对手术室温湿度的设定(在规定的范围内),远端控制按钮全部设置在手术室综合控制面板上,方便医护人员的使用。

    5.1每台循环机组的启停根据其所对应手术室的使用情况确定,根据本系统的回风温度及设定值(22-25)来调节本循环机组的水路电动两通阀,根据回风的湿度及设定值来调节本循环机组的蒸汽电磁阀,回风湿度应保证大于等于35%。

    5.2新风机组的温湿度控制以新风出风点测量值及设定值为依据,夏季根据新风表冷器后湿度实测值及设定值(以室内设计工况考虑)来调节空调新风机组的水路电动两通阀进行除湿,温度由再热来保证;冬季根据新风出风的湿度及设定值来调节空调新风机组的蒸汽电磁阀进行加湿,对湿度保证大于等于35%,温度由表冷器保证。循环机组开,则新风机组开;新风机组双风机(380V),可切换使用(轮流开机,保证两台风机寿命相同),双风机配两个电动风阀(220V),随风机切换;新风机组可独立运行。楼内消防系统可发出信号停机,系统本身防火阀在遇火情自动关闭时也可发出信号停机。

    5.3手术室排风与空调机组联锁,只有空调机组运行后排风机才能启动,空调机组停机后排风机也关闭。


    系统经过检测验收后自2003年2月16日投人运行,状况良好,到春天供暖结束后,顺利切换至空气源热泵工作,温湿度正常,但天气热了以后,手术室内一度过热。经了解得知,当地热得早,空气源热泵回水温度过高,只负责提供过渡季节使用的空气源热泵已经不能负担此时的冷负了。鉴于此时医院已经开始供冷,建议院方切换至大楼供应的冷水后,房间温度恢复正常。此后运行正常。

    通过这个工程的建设运行,笔者总结出以下几点:a)新风机组可以考虑设置2台风量较小的同型号风机并联运行,全负荷时2台同时开启,低负荷及作值班风机运行时可以只运行1台;b)新风与循环送风汇合前在各自风管上加设电动风阀,根据手术部使用情况由白控系统控制各个电动风阀的启闭;c)为体现手术部湿度优先的控制方式,新风机组还有待于进一步改进提高;d)在房间面积及布局各方面条件许可的情况下,手术部洁净辅助用房也尽可能采取上送风侧墙下回风的方式,这样更有利于房间气流组织及保证房间的洁净度。

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