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本文結(jié)合實際工程案例，探討高層綜合醫(yī)療建筑暖通空調(diào)設(shè)計，其中包含空調(diào)冷熱源設(shè)計、空調(diào)通風(fēng)設(shè)計、空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計及節(jié)能設(shè)計，闡述高層綜合醫(yī)療建筑空調(diào)通風(fēng)設(shè)計要點，滿足醫(yī)療建筑不同功能區(qū)熱舒適性情況下，實現(xiàn)空調(diào)節(jié)能運行。

項目概況

建筑總面積為32214m2，其建筑地上共12層，地下2層，建筑總高度為49.9 m。1~4層為門診綜合樓，主要功能1層為門診大廳、門診藥房、急診、影像檢查科；2層為門診、理療、疼痛、內(nèi)科、外科、中醫(yī)單元；3層為門診眼科、婦產(chǎn)科單元、檢驗中心、功能檢查；4層為中心手術(shù)、門診手術(shù)。5~12層為病房樓，主要功能5層為婦產(chǎn)科病房；6~8層為眼科病房；9~11層為疼痛外科病房；12層為微創(chuàng)外科病房。

依據(jù)參考文獻，本工程定性為高層醫(yī)療建筑，高度未超過50m，但功能復(fù)雜，采用中央空調(diào)才能滿足復(fù)雜區(qū)域的不同熱舒適性需求。

1~3層門診單層面積較大，有較大的內(nèi)區(qū)，人流量最大，需要對不同分區(qū)采取不同的空調(diào)措施，滿足不同分區(qū)人員的熱舒適性需求；

4層手術(shù)中心需要采用潔凈空調(diào)保證溫濕度、潔凈度要求，且手術(shù)中心需要全年全天24h運行，需要備份配置冷熱源，以備大樓中央空調(diào)停止運行時潔凈區(qū)仍然有冷熱源提供；

5~12層為病房區(qū)，是病人日常生活起居的主要場所，擁有一個好的熱舒適性環(huán)境，對患者康復(fù)有利；放射科、檢驗科等診療區(qū)擁有各種先進的精密儀器，對溫濕度要求較高，大樓中央空調(diào)停止運行時，診療區(qū)空調(diào)需要能單獨運行，因此，需要設(shè)置單獨的冷熱源。

綜上所述，如何配置冷熱源滿足不同功能區(qū)域的熱舒適性要求，并且能實現(xiàn)空調(diào)節(jié)能運行是本工程空調(diào)設(shè)計的重點。

空調(diào)設(shè)計參數(shù)

室內(nèi)設(shè)計參數(shù)參考文獻。具體數(shù)據(jù)見表1。

室外設(shè)計參數(shù)參考文獻，具體數(shù)據(jù)見表2。

空調(diào)冷熱源設(shè)計

本工程空調(diào)計算冷負(fù)荷為2652kW，空調(diào)計算熱負(fù)荷為1641kW；空調(diào)面積為16015m2，單位空調(diào)面積冷指標(biāo)為165W/m2。單位空調(diào)面積熱指標(biāo)為102W/m2。其中手術(shù)室等凈化區(qū)冷負(fù)荷為470kW，熱負(fù)荷448kW。

本工程冷熱源配置如下 ：

（1）夏季采用1臺制冷量1758kW的水冷離心式冷水機組，1臺制冷量870kW水冷螺桿式冷水機組作為冷源，冷凍水供回水溫度為7/13℃；當(dāng)室外氣象參數(shù)變化，出現(xiàn)部分負(fù)荷工況，可實現(xiàn)制冷機組臺數(shù)控制，當(dāng)出現(xiàn)極小負(fù)荷時可由螺桿式冷水機組實現(xiàn)極小負(fù)荷下的10%~100%調(diào)節(jié)。冷卻塔設(shè)置于屋面，冷卻水供回水溫度為37/32℃，共設(shè)置一臺400m3/h（2臺200m3/h拼裝）與1臺225m3/h橫流式冷卻塔。

冬季采用2臺單臺制熱量為0.93MW的燃?xì)?油兩用真空熱水鍋爐提供空調(diào)熱源，供回水溫度60/50℃。鍋爐煙囪采用預(yù)制不銹鋼成品煙囪，并通過管井引至屋頂高空排放。鍋爐房置于室外地下一層，設(shè)置泄爆口同時作為設(shè)備吊裝孔，面積不小于鍋爐房間面積的10%。

（2）同時設(shè)置1臺換熱量為870kW板式換熱器，過渡季與冬季利用冷卻塔免費供冷，減少主機運行時間，降低運行費用。當(dāng)冷卻塔無法提供所需溫度的冷水時，開啟電制冷機組供冷。一次側(cè)供回水溫度9/12℃，二次側(cè)供回水溫度10/16℃。冬季需使用的冷卻塔及其室外管道均需做保溫，防止冬季凍結(jié)。

（3）考慮到手術(shù)中心與其他凈化區(qū)域需24h常年運行，設(shè)置備用冷熱源，共設(shè)置2臺單臺制冷量213.5kW，制熱量274.1kW的風(fēng)冷渦旋式熱泵機組同時供冷供熱，以備中央空調(diào)主機不運行時，手術(shù)與其他凈化區(qū)域有冷熱源供給。

（4）放射科的CT\DR室與其控制室、檢驗科均考慮單獨多聯(lián)機空調(diào)，消除室內(nèi)余熱。

空調(diào)通風(fēng)設(shè)計

空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的劃分原則以建筑平面布置、使用功能及防火分區(qū)為基礎(chǔ)。門急診大廳、醫(yī)療街凈高不高，均采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，氣流組織采用頂送頂回，兩層通高大廳，采用側(cè)送頂回的方式。門診內(nèi)區(qū)與外區(qū)分設(shè)新風(fēng)機組獨立運行，過渡季內(nèi)區(qū)直接利用室外新風(fēng)消除室內(nèi)余熱，可降低過渡季空調(diào)運行能耗，減少開機時間。

病房、診室、辦公室等小空間房間設(shè)置風(fēng)機盤管加獨立新風(fēng)系統(tǒng)。

檢驗科使用潔凈空調(diào)，檢驗科的大廳采用帶亞高效的凈化多聯(lián)機室內(nèi)機加集中新風(fēng)系統(tǒng)的形式；實驗室和標(biāo)本制作等區(qū)域使用新風(fēng)直流式全空氣空調(diào)系統(tǒng)。

電梯廳、公共衛(wèi)生間等設(shè)置風(fēng)機盤管來消除室內(nèi)余熱。

空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計

本項目分門診外區(qū)、門診內(nèi)區(qū)、病房區(qū)、凈化區(qū)四個分區(qū)空調(diào)水系統(tǒng)：凈化區(qū)采用四管制水系統(tǒng)；門診內(nèi)區(qū)冬季仍然有較大熱負(fù)荷，采用常年供冷兩管制系統(tǒng)；門診外區(qū)與病房區(qū)采用夏季供冷、冬季供熱兩管制系統(tǒng)。

空調(diào)水系統(tǒng)均為一級泵變流量系統(tǒng)。冷凍水泵及空調(diào)熱水泵分別設(shè)置，冬夏季分泵節(jié)能運行。管道循環(huán)系統(tǒng)均采用豎向異程，水平同程的敷設(shè)方式。在每層回水干管上設(shè)置靜態(tài)平衡閥以減小水力失調(diào)，在風(fēng)機盤管回水管上設(shè)置帶溫控電動兩通開關(guān)閥，在新風(fēng)機組、空調(diào)機組回水管上設(shè)置比例積分電動兩通調(diào)節(jié)閥。

空調(diào)冷熱水系統(tǒng)均采用開式膨脹水箱進行定壓、補水，開式膨脹水箱設(shè)置于屋面電梯機房頂?？照{(diào)冷凍水、冷卻水及熱水系統(tǒng)均采用全自動化學(xué)加藥裝置對空調(diào)水進行處理，實現(xiàn)阻垢、緩蝕和殺菌除藻的作用。

節(jié)能設(shè)計

本工程采用的普通離心式冷水機組（制冷量1758kW）制冷性能系數(shù)COP大于等于5.94，部分負(fù)荷性能系數(shù)IPLV大于等于5.75 ；螺桿式冷水機組（制冷量870kW）制冷性能系統(tǒng)COP大于等于5.52，部分負(fù)荷性能系數(shù)IPLV大于等于5.9；渦旋式風(fēng)冷熱泵機組（四管制）制冷性能系數(shù)COP大于3.3，制熱性能系數(shù)COP大于3.2，部分負(fù)荷性能系數(shù)大于3.2；燃?xì)?燃油真空熱水鍋爐額定制熱效率大于94%。以上能效指標(biāo)優(yōu)于文獻3對空調(diào)冷熱源能效指標(biāo)的要求：冷水機組、風(fēng)冷熱泵COP提高6%，燃?xì)鉄崴仩t熱效率提高6%。同時離心式冷水機組與螺桿式冷水機組的部分負(fù)荷性能系數(shù)滿足文獻3的要求。

過渡季與冬季采用冷卻塔免費供冷，減少主機運行時間，降低運行費用。冷卻塔設(shè)置平衡管，相對加大冷卻塔積水盤浮球閥至溢流口段的容積，避免停泵時泄水和停泵時補水浪費。

空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)采用溫度自動控制，根據(jù)室內(nèi)的負(fù)荷的變化自動調(diào)節(jié)空調(diào)負(fù)荷。組合式空調(diào)機組根據(jù)電動兩通調(diào)節(jié)閥開度、風(fēng)機盤管根據(jù)電動兩通開關(guān)閥的通斷調(diào)節(jié)水量以適應(yīng)負(fù)荷的變化?？照{(diào)末端均采用風(fēng)機盤管+新風(fēng)的形式，可獨立啟停的房間數(shù)量比例達到整個項目的90%以上。

空調(diào)冷熱水采用一級泵變流量系統(tǒng)，豎向異程水平同程，在每層回水干管上設(shè)置靜態(tài)平衡閥以減小水力失調(diào)?？照{(diào)水系統(tǒng)耗電輸冷比為0.0212＜0.022（計算限值），耗電輸熱比0.0093＜0.010（計算限值），滿足文獻3第4.3.9的要求?？照{(diào)水系統(tǒng)分門診外區(qū)、門診內(nèi)區(qū)、病房區(qū)、凈化區(qū)四個系統(tǒng)，分區(qū)設(shè)置能量計量裝置。每層供水管處均設(shè)置能量計，計量該層該區(qū)域的冷熱量，方便成本核算。

空調(diào)新風(fēng)機組單位風(fēng)量耗功率小于0.24，平時用送排風(fēng)機的單位風(fēng)量耗功率小于0.27，符合文獻2第4.3.22的要求。組合式新風(fēng)機組，均設(shè)置與排風(fēng)聯(lián)動的二氧化碳檢測裝置，有效減少新風(fēng)量，節(jié)約能耗。組合式新風(fēng)機組、風(fēng)機盤管等設(shè)備采用低阻力、高效率的凈化過濾設(shè)備；空氣凈化裝置初阻力不應(yīng)大于20Pa、除菌效率不小于90%、除塵重效率不小于95%。所有空調(diào)通風(fēng)設(shè)備均選用低噪聲產(chǎn)品，送排風(fēng)管上設(shè)置消聲器，以滿足文獻5的要求。

所有多聯(lián)機空調(diào)制冷劑連接管等效長度不超過70m，且均采用高效節(jié)能設(shè)備，其制冷綜合性能系數(shù)IPLV值比文獻3規(guī)定的要求值提高8%所有分體空調(diào)內(nèi)外機連接管長度不大于3m，不應(yīng)大于5m，且均采用高效節(jié)能設(shè)備，其能效值不應(yīng)低于文獻6中表2中能效等級2級的規(guī)定。

結(jié)語

本工程為功能較復(fù)雜的高層醫(yī)療建筑，包含門診、住院、醫(yī)技等功能，本文對不同功能區(qū)域進行了不同的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，滿足各自的熱舒適性需求，同時滿足節(jié)能評價標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)節(jié)能運行。

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