医疗建筑暖通空调系统能耗分析探究
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摘 要 医疗建筑是公共建筑的一种，它独特的功能造成其特殊的用能特点，也是能耗最多的建筑之一，在医疗建筑中，建筑总能耗的构成比例与其他公共建筑有所不同，其中暖通空调系统的运行和用能状况与建筑的节能关系最为密切。基于此，笔者结合实践案例，对医院建筑暖通空调系统的能耗进行分析，并提出节能措施，以供参考。
关键词 医疗建筑；暖通空调系统；能耗分析
引言
本文以医疗建筑为例，重点是分析医疗建筑中各种不同类型暖通空调系统能耗大小及在总能耗中所占比例，并在此基础上给出暖通空调系统节能的途径与措施，以期为医院暖通空调节能提供参考。
1 医院的用能特点
医院建筑用途的特殊性使其区别于其他公建。在医技楼中，为了确保医疗器械的正常运行和可靠性，很多医疗设备要求必须在恒温恒湿的严格条件下工作；而在重症监护室、中心供应室及手术室中，对环境的要求则更高，对空调的要求也相应提高。医疗建筑功能的特殊性造成其用能特点的特殊性：
（1）医院建筑的室内环境调节方法分为两种，一种为舒适空调，适用于病房等一般科室；另一类为洁净空调，适用于手术室等特殊科室。而保障区域无菌环境的重要因素就是对于湿度的控制，因此，在空调系统供冷工况条件下，应一直供给7℃以下的冷冻水。
（2）医院部分科室外围护结构临近区域需要使用常年空调，而内部区域基本不受外界气象条件的干扰，形成了空调内区，这个区域只存在人员，设備和照明的长期负荷，所以即使在冬季也需要常年供冷冻水。
（3）现阶段的医疗建筑楼层不断升高，集中供热和供冷系统的供应半径大大扩大，导致管道输送能耗增加，管道沿程水温变化较明显，尤其是末端设备的冷冻水温度上升，不利于对热湿比较小的区域进行湿度控制[1]。
2 医疗建筑暖通空调系统能耗分析
一个完整的暖通空调系统由冷热源、输送系统、空调末端等构成。冷热源为整个系统提供冷量和热量的重要设备，一般来说，可以有锅炉热源和其他空调冷热源。冷热源一般的形式为：离心式、活塞式、螺杆式冷水机组、双效溴化锂吸收式热泵机组、锅炉。比如某北方医院其冷源热备为水冷式机组和溴化锂吸收式冷水机组，热源为市政供热、燃气锅炉。
不同医院设置的空调通风系统也不相同，建造年份靠前的医院，由于当时条件达不到，故一般未把空调通风系统划到考虑范畴之内，其空调形式现在一般以分体式为主。新建的有很大一部分使用多联机系统，也有部分使用中央空调系统，具体会根据用途选择全空气或控制相对自由的风机盘管加新风系统。暖通空调整个系统的电耗总量占民用建筑的比重较大，一般能占据总量的30%左右，对于医疗建筑来说，由于对建筑内的温度、湿度、空气质量要求高，对系统的稳定性要求也高，加之有手术室等需要洁净空调的区域，需要控制的参数更多，所以对于医疗系统来说，空调系统所占的比例也更大。
下面主要对调研的3个不同类型暖通空调系统对医疗建筑能耗的影响分析，本次所调研的三个医院其釆暖、通风以及空调形式不同。医院1是集中式空调系统。冷源为四台冷水机组，其型号为1200RT。手术部设置2台200kW风冷式冷水机组。供暖期热源采用市政热水，过渡季节釆用医院锅炉房蒸汽。医院2是在手术部、ICU、烧伤病房等房间采用的一台螺杆式机组，还有一台备用。医院3综合病房楼以地源热泵机房为冷热源利用中央空调系统进行供热和制冷；高压氧楼、影像楼、病房楼、磁共振室以及门诊楼的1至6层以蒸汽LiBr机房为冷热源利用中央空调系统进行供热和制冷；门诊楼7至14层和综合楼夏季设分体空调进行制冷。经过调研，三家医院的系统能源耗量如下：
医院1采暖系统能耗量为3175060kWh、空调通风能耗量为4384607kWh，医院总能耗为19433591.4kWh，暖通能耗指标为54.7kWh/m2a，比例为38.9；
医院2采暖系统能耗量为941937kWh、空调通风能耗量为1536518kWh，医院总能耗为5858759kWh，暖通能耗指标为34.3kWh/m2a，比例为42.3；
医院3采暖系统能耗量为4756859kWh、空调通风能耗量为5813939kWh，医院总能耗为22239181kWh，暖通能耗指标为73.66kWh/m2a，比例为47.5；
经过分析，医院类总能耗很高，尤其是暖通空调系统的能耗，约占总能耗的40%左右[2]。
3 某医院暖通空调节能分析
上面的分析对医院做了能耗分析，得出暖通空调系统的能耗，能占到总能耗的40%左右。那如何实现医院暖通空调系统的节能？下面以我国北方寒冷地区某儿科医院的医技楼楼暖通设计为例，进行节能优化分析。
该医院医技楼部分，2层～8层为新风+风机盘管空调系统，因标准层面宽和进深都比较大，风管和水管不分区会引起水系统管道的坡降大，新风管过高，影响建筑层高，且不利于水力平衡；根据使用房间的使用功能和朝向进行南、北分环和东、西分区，新风空调机组和风机盘管的供、回立管均分别设置，同时新风系统分为东、西两个，适当减小了风管系统和水管系统服务区域。新风系统根据实时测量送风的温度与设定值进行比较，控制表冷器或加热盘管回水管上的电子式动态平衡电动调节阀的开度，不断调整送风温度，使室内温度满足要求；新风的电动保温风阀与风机连锁，保护表冷器或加热盘管，监视低温防冻，并进行报警，防止加热盘管冻裂；冬季机组停用时，电动调节阀应保证最小5%的开度。风机盘管采用电动二通阀和风速相结合的控制方式，实时测量室内的温度，与室内温度设定值范围进行比较，控制表冷器或加热盘管的电动二通阀的状态，控制风机的启动和停止，使室内温度满足要求。
空调水系统的冷却水和冷冻水循环泵均采用同步变频技术和加减机技术，实时测量冷却水侧和负载侧实际回水温度，与设定值比较，将偏差变化率送入控制器DDC，采用模糊算法控制相应循环泵变流量运行，优化主机运行工况。
4 结束语
医疗建筑能耗是公共建筑能耗的重要组成部分，而暖通空调系统的能耗在医疗建筑中占有相当大的比重。本文通过结合实例对医院能耗进行了分析，并对其暖通空调系统能耗数据进行了分析整理，在选取了典型的医院案例，提出节能分析。
参考文献
[1] GB 50189-2015.公共建筑节能设计标准[S].北京：中国标准出版社，2015.
[2] 姜涛.综合医院暖通设计常见问题及节能措施探究[J].房地产导刊，2013，（24）：115-116.
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