医院通风设计的特殊性研究

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　　【摘要】：近年来, 社会整体就医环境的逐步提高, 使空调系统在医院得到了广泛应用。设计合理的空调系统, 能有效地控制室内温度、湿度、气流速度、洁净度等参数, 从某种意义上来说, 空调系统已经成为治疗疾病、减少感染、降低死亡率的一种重要技术保障。但同时, 医院也是一个特殊的公共场合, 不仅是患者本身以至是医护人员都有可能携带细菌、病毒, 从而成为传播者。医院内所有人员处在这样的环境中, 随时随地受到感染的威胁,“院内感染”是一个全球性的问题。所以保证医院内外空气环境的洁净度直接关系到病人的治疗和康复。
　　
　　 关键词：空调通风系统；节能；全新风 
　　
　　引言；本文是主要就北川医院的空调通风工程设计简要探讨了医院通风设计的特殊性。根据医院的特殊性，为保证医院室内空气品质以及避免个别房间通过空气产生交互式感染，本设计采用全新风的空调形式。北川医院的科学设计提出了全新风系统结合全热回收技术是医院病房较理想的一种空调方式, 并实施以生物洁净技术为中心的综合保障措施来控制医院空调系统的微生物污染。
　　
　　一、全新风系统结合全热回收技术的应用
　　 1.系统形式 DOAS 的概念早在20 世纪80 年代就 已在美国出现, 所谓全新风系统( DOAS) 系指新风系统独立, 采用低温送风的全新风, 图1空气处理过程系统承担了室内全部潜热负荷、全部或部分显热负荷, 室内显冷设备在干工况下运行。有效减少 了细菌滋生的机会, 这样就解决了凝水造成 室内空气品质下降的问题。另外, DOAS 系 统没有回风, 不存在交叉感染的问题, 由于 DOAS 系统具备以上优点, 将之引入到医院 病房空调中, 是可行的。 对于医院病房, 为了防止病人携带的病 菌扩散到走廊, 以致到达其他病房造成院内 感染, 可将病房设置为相对走廊为负压, 在 其卫生间设置排风, 排风通过全热交换器与 新风进行全热交换, 达到节能的目的。图1 为DOAS 系统用于病房空调系统的送风示 意图。
　　
　　
　　  图2 是采用风机盘管作为显冷设备 时,其空气处理过程的焓湿图,其空气处理 过程为: 室外新风经全热交换器与排风进行 热、湿交换, 回收排风热量。经处理后新风 进入表冷器, 表冷器中的冷媒可以是低温 水、乙二醇溶液或制冷剂。表冷器工作温度 低, 除湿效果很好, 进入空调区域的新风不 会产生冷凝水, 因此能有效阻止或抑制微 生物的繁殖。新风经过表面冷却器后处理 到露点温度为6～7℃, 送到空气区域内设 置的诱导风口。 独立新风系统结合全热回收技术的节能 优势体现在三个方面: 采用满足人体空调舒 适性的最小新风量运行; 回收排风的全热对 新风进行预冷; 承担室内显热负荷的独立冷 源设备可以在更高的蒸发温度下运行, COP 系数比较高。 
　　
　　
　　 2.系统组成 冷源设备: DOAS 要求新风机组的送风 温度等于或小于7℃, 合适的冷源设备可以 为双工况机组, 让机组在制冰工况下运行, 制 取温度较低的乙二醇溶液输送到新风机组。 或采用冰蓄冷系统, 也可以采用直接蒸发式 新风机组。 新风机组: 为了保证空调末端设备在干 工况下运行, 新风负荷、全部潜热负荷、全 部或部分显热负荷均由新风机组承担, 送 风温度不得高于7℃, 需采用低温送风专 用新风机组。 室内显冷设备: 辐射吊顶、风机盘管、水 源热泵、单元式空调机等都可作室内显冷设 备。考虑设备生产及经济等因素, 现阶段国内室内显冷设备仍为风机盘管。为防止凝露现 象的发生, 新风送风口应采用高诱导比的送 风口。 全热换热器: 在新风和排风间安装全热 换热器, 可以进一步节能。全热回收器能回收 排风能量中的较大部分, 热效率通常在55～ 75%, 从而有效降低全新风系统的能耗。全热 回收器通常为转轮式全热交换器和导湿膜式 全热交换器。 除上述主要设备外, 独立新风系统通常 还需要设置新风风机、排风风机、新风过滤器 和排风过滤器、控制和安全系统等。
　　 3.无论是大城市或小城镇, 许多医院病房都设有这种局部式空调系统, 由于机组体积小, 安装容易, 控制灵活方便等优点, 在原无空调的病房改造中, 这种空调方式极为常见。本设计对内区及外区分别设置新风系统。过度季节，外区各房间开外窗通风换气，而内区各房间通过独立设置的新风机送入新风，亦能达到与外区房间同样的效果；冬季，外区房间的新风机在制热工况运行，而在某些时间，内区房间过热，此时，通过内区新风机直接引入室外新风即可以使内区房间达到一定舒适度。夏季，内区与外区的新风机都在制冷工况运行。对实验室等用房采用全新风空调方式是根据院方的使用要求，本着节能的原则，使新风在进空调器前经过全热交换器，与室内排风进行热交换，充分利用排风的余热，达到一定的节能效果。对内区及外区分别设新风系统，可以利用新风在一定范围内调节内区的温度，既方便使用又达到节能的目的。简而言之，空调系统有以下优良性能：无回风、低温送风、送排风采用间接热回收装置、室内末端装置无凝结水产生。
　　
　　二、空调机通风系统噪声控制的特殊性
　　 噪声控制有两个方面：一是暖通空调系统服务对象的噪声控制；二是暖通空调系统设备房的噪声控制。噪声往往是影响室内声环境的一个主要因素，为了给用户提供一个清静的环境，必须对可能产生噪声的地方采取相应的消声措施，具体策略有： 通风机、水泵、电动机等安装的弹性支架要隔振，通过高噪声房间的管道要做隔声处理，避免振动或者高噪声传入管内；末端采用消声软管与风口连接，以防止气流通过调节阀时产生的噪声传入室内；空气处理机组混风处和机组出口设置静压箱，内贴消声材料；在必要的地方设置消声器或消声弯头等。 各种有运动部件的设备都会产生振动，它直接传给基础和连接的管件，并以弹性波传到其他房间去，又以噪声的形式出现。另外，振动还会引起构件（如楼板）、管道振动，有时会危害安全。因此对振源必须采取隔振措施。制冷主机、空气处理机组、风机等设备的接口均采用软接头连接。风机进出口和风管间的软管则采用帆布材料制作，以防止振动的传播。此外必须设置基础，并采用弹性减振连接。管道每隔一段设置管道减振吊架或减振支承，在管道穿越墙、楼板或者屋面时采用软连接，减振器和减振吊架可以用金属弹簧、橡胶或其他减振材料，如软木、泡沫橡胶、空气弹簧等制作 无机房设备的噪声控制：热泵空气处理机组设在屋顶室外，它的噪声影响周围环境。因此要对其噪声进行控制。方法就是尽量选用低噪声的设备，选择合理的设备位置以及采用隔声屏障等。查《手册》得医院室内允许最高噪声级分别为：病房、医生休息室为40dBA；门诊室为55dBA；手术室45dBA。
　　
　　三、生物洁净技术在医院空调系统中的应用
　　 医院的微生物控制是医院空调的另一重 要任务。大量事实表明设计不合理的医院空调往往成为院内感染的根源之一。微生物污染的控制经历了从化学消毒到工业洁净技术到生物洁净技术的变化历程。化学消毒方法是对室内和空调系统进行消毒,并在机组和管道内设置若干紫外线灯管, 化学消毒剂 对人的皮肤、神经系统等会产生一定的不良 影响, 且药物残留和紫外线产生的臭氧等对室内的污染甚为严重。 我国在70年代后期开始借助于工业 洁净技术这一物理手段来控制微生物污 染，并取得了一定的效果。但是以前的这套生物洁净技术尽管控制手段变 了, 但传统的思维方式没有变化, 依然只 是将已发生的病菌除掉。一般是在空调系 统末端增设亚高效空气过滤器, 大量事实 表明单纯的净化除菌仍然无法有效控制微 生物污染。 如今对空气途径的微生物控制要求越来 越高, 要有效控制微生物污染只有采用生 物洁净技术。这是因为生物洁净技术旨在 建立起一套保障体系。不仅在于最终无菌 程度的体现, 而在于将最终结果的控制转 变为影响因子的控制, 转变为全过程的控 制, 这是生物洁净技术的关键。只有这样才 可能从根本上彻底消除空气途径引起的微 生物污染。要控制从滋生菌发展到微生物污 染, 需要全方位、全过程地仔细检查系统中 可能产生微生物污染的关系链, 这关系链 通常由以下三条组成: ( 1) 存在微生物积存的隐患; ( 2) 引发微生物繁殖的因素; ( 3) 具有使微生物从积存地散播给易感人 群的途径。 生物洁净技术不同于工业洁净技术的一 个重要措施在于从根本上破坏或消除这条关 系链, 即消除细菌滋生的条件, 抑制或降低细 菌发生, 切断系统所有潜在的污染传播途径。 当然生物洁净技术也采用了与工业洁净技术 类似的技术手段, 如使用空气过滤的物理方 法; 依靠气流技术提高室内的无菌程度; 并采 用压力控制技术保证无菌空间免遭室外污染 的侵入。 实施以生物洁净技术为中心的综合保障 措施, 如开发新型空调机组和系统, 开发新一 代的抗菌材料与产品等正在探索中, 该技术 用于医院空调系统将是一种发展趋势。 

　　
　　四、手术室空调设计的特殊性 
　　 手术室洁净空调技术： 洁净空调技术也称洁净室技术。除满足空调房间的温湿度常规要求外，通过工程技术方面的各种设施和严格管理，使室内微粒子含量、气流、压力等也控制在一定范围内，这种特定的空间称洁净室。该技术在世界上已经历了半个多世纪的发展。 我国已颁布实施《医院洁净手术部建设技术规范》（GB 5033―2002），对医院洁净手术室用房分级及其相应的洁净度级别、空气洁净度和细菌浓度等。 控制手术感染是手术保障体系中最重要的环节。手术切口感染主要是由微生物气溶胶引起的，有关文献指出，全髋关节置换手术切口上发现的细菌约有32%直接来自空气，另外有68%由间接途径而来。由此可见，医院手术部的洁净空调控制的重要性。《医院洁净手术部建筑技术规范》对手术室的洁净度分级，平面尺寸大小，不同级别手术室的换气次数、温度、湿度，空气净化处理的过程以及噪声水平等等都有详尽的描述。其中，Ⅰ级手术室的手术区是指手术台两侧各外推0.9m，两端各外推0.4m；Ⅱ级手术区是指手术台两侧各外推0.6m，两端各外推0.4m；Ⅲ级手术室的手术区是指手术台四边各外推0.4m，且包括手术台的区域，手术区外的室内其他区域为周边区；Ⅳ级手术室不分手术区和周边区。本工程中的手术室的洁净度等级为Ⅲ级。
　　
　　五、手术室的空调负荷的特殊要求
　　 手术室除外维护结构负荷外，其他的空调负荷主要是设备、照明与人员负荷。而手术室医用设备日新月异，种类繁多，常见设备的电功率及计算值见下表医院手术室常见设备的电功率及其计算取值
　　
　　
　　另外，手术室夏季空气处理方案有多种，适合不同地域和情况。曾经流行过空调机组与手术室空调机组两组串联的模式，实践证明，不仅造价高、运行费用高，而且本工程中两级空气处理系统串联的必要性也不大，决定不采用这种形式。 本工程中采用新风与排风在全热交换器内进行热交换后进入手术室设备层的集中空调机组，进入的空气经机组处理后分别送入各手术室的加压过滤机组后再送入室内。这样就实现全新风了，也使得医院的卫生环境得到了极大的改善，是一套十分科学的系统。
　　
　　六、结束语：该设计坚持可持续发展理论，树立了节约能源的科学理念，从节能和环保出发，综合考虑建筑结构、使用要求、环境条件，在系统的选择、设备的选配及系统的运行控制等方面采取一定的节能措施，使系统在各种工况下均能高效节能运行。全新风的显热负荷部分利用全热交换器回收排风的余热，非常合理。    不论在功能、规模及等级上都处于四川省内领先水平，在本工程空调、通风、防排烟系统的设计过程中，经过多次方案比较，优化设计，以舒适、节能、先进为宗旨，最大限度满足医院的使用要求。
　　参考文献：
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　　[2] 沈晋明等. 采用生物洁净技术控制医院空调系统的微生物污染. 洁净与空调技术[J] ,2003(2) .
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　　[4] 郑爱平. 医院病房空气调节系统的研究.建筑热能通风空调[J], 2000(2) .
　　
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