中南大学湘雅医院医疗区综合楼冷热源系统设计

王小明

【摘 要】暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置，起着重要的作用，本文将对暖通空调系统设计进行论述，概要介绍了中南大学湘雅医院医疗区综合楼工程冷热源系统设计，分析了综合性医院冷热负荷的特点，供类似的设计参考。

【关键词】医疗建筑、负荷特点、冷热源方案

【Abstract】HVAC system occupies an important position in the building energy conservation， which plays an important role， this article will carry on the elaboration to the HVAC system design， introduces the design of complex building of Central South University engineering Xiangya Hospital medical district heating and cooling system， analyzes the comprehensive hospital of hot and cold load characteristics， provide a reference for design of similar.

【Key words】 Medical building； Load characteristics； Cold and heat source schemes

引 言

中南大学湘雅医院是国家在湖南省与中南地区最重要医疗、科研及教学基地，为求提升国家与湖南省整体医疗的软硬件水平，强化医院的整体发展与竞争能力，同时结合临床医学的优势，湘雅医院计划进行新医疗区工程建设，目标成为亚洲第一流与世界知名的医疗中心。

本工程设计始于2003年，2010年4月正式投入使用。

笔者为新医疗区工程的暖通专业设计负责人，对本工程的冷热源系统设计作如下介绍。

1.工程概况

中南大学湘雅医院新医疗区建设项目位于长沙市芙蓉路与湘雅路交汇处西南角，总用地面积103230 m2，总建筑面积270453m2，其中：医疗大楼建筑面积为263853 m2，建筑高度98米；制剂楼建筑面积为4972 m2；高压氧建筑面积为1628 m2，总床数1929床，洁净手术室49间，设计门诊量8000人次/日，急诊量600人次/日 。

中南大学湘雅医院新医疗区建设项目包括医疗大楼、制剂楼、高压氧舱、锅炉房、污水处理站等子项；另外东南方向预留有卫生部肝胆肠研究中心建设用地，规划建筑面积为33000 m2。

2.冷、热源系统设计

在医疗大楼地下一层设置集中冷、热源机房，为新医疗区（含医疗大楼、制剂楼、高压氧等）和卫生部肝胆肠研究中心提供所需要的空调冷、热负荷，服务区域建筑面积为303453 m2。

新医疗区及卫生部肝胆肠研究中心夏季空调计算冷负荷为29880kW，新医疗区冬季空调计算热负荷15425kW；

医疗大楼的使用功能十分复杂，按使用功能设置的暖通空调系统的设置，同样是复杂的。医院空调的目的不仅是提供舒适的室内热环境、满足医疗工艺所需的热环境，更重要的的是对交叉感染的控制，本工程的空调负荷特点：

①本工程建筑体形庞大， 1-5层门诊和医技区域单层建筑面积达19579 m2， ，人员密集，且人员密集随不同季节及一天不同时段变化，室内热、湿负荷大，全年均有供冷需求；

②医技区大型医疗设备多，设备发热量大，设备机房及扫描间温、湿度控制精度要求高，达不到设备的使用环境，这些设备将无法正常工作，全年均有供冷及再热需求；

③净化区域很大，四层洁净手术部设有49间洁净手术室，三层设有六大重诊监护区、并在不同功能区布置有生殖医学中心、医学美容中心、层流病房、烧伤病房、PICU、产房、NICU等，洁净区域热、湿负荷大，室内温、湿度对病人的治疗和康复起到重要的辅助治疗作用，全年均有供冷及再热需求。

本工程的负荷特点要求冷、热源系统必须可靠、安全、经济，在方案设计阶段本工程冷、热源系统确定采用复合能源方式，即燃气型直燃机加电驱动型冷水机组，依据本工程全年负荷分析及详细的空调计算冷、热负荷数据，并考虑燃气直燃机组的冷量衰减、工艺需求的空调再热负荷（约2326Kw）、能量输送及末端换热损失等因素，设计选用3台制热容量为5385 kW、制冷容量为6978Kw和1台制热容量为3582kW、制冷容量为4652 kW的冷温型（四管制）燃气直燃机组、一台制冷容量为4570 kW和一台制冷容量为2285 kW的电驱动型离心式冷水机组，制冷总装机容量为32441kW，制热总装机容量为19737kW。

本方案特点：

（a） 可靠

采用复合能源方式，两种能源的冷水机组可以互为备用，电制冷机组的容量可以满足医院重要部门如洁净手术部、重症监护病房、大型医疗设备等的空调负荷需求，故可以提供医院空调系统的可靠性；

（b） 环保

因冷、热源集中于一处，故容易提升控制的品质、减少燃料的使用量，使用优良环保的的天燃气燃料，防止污染物的排出等，具有防止大气污染、噪音、震动等环境改善效果。

（c） 节能

因同时供应多栋建筑物冷、热源，其最大冷、热源需求容量小于分别设置于建筑物内的冷热源需求容量，故集中式供应可采用较小的设备容量，如此便可达到电力负载平均化的效果；

籍由设备的大型化提高设备的效率，并有效率使用能源。

（d） 经济

籍由冷、热源能源中心的大型化与集中管理可获得规模效益。并籍由人员的有效配置、控制的合理化，可提高运转效率。

并可根据天然气、电的价格变化选择两种机组在不同时段的使用；

因个别建筑物不需配置冷暖房冷热源设备的器械室，其他设备所需的面积便可大幅减少，剩余的空间可做其他的用途。

（e） 美观

因各建筑物的烟囱、冷却塔集中配置，其他建筑物屋顶绿化的可能性较高，有助于提升都市景观。

3.能量输配系统设计

裙楼空调水系统采用四管制，病房空调水系统采用两管制，在冷热源能源中心通过阀门组切换；

空调热水输配系统采用热源侧定流量、负荷侧变流量的一次泵系统；

空调冷冻水系统采用分区二次泵系统，分为病房、门诊、医技、肝胆肠研究中心四个区域，初级泵为定流量系统，初级泵与冷水机组一一对应设置，水泵扬程按克服冷水机组及之路管件的阻力选取；二次泵为变流量泵，变频控制，新医疗区变频二次泵总流量按夏季空调计算冷负荷选取，新医疗区水泵总装机流量为4100 t/h；同时预留肝胆肠研究中心的二次泵区。

每个分区分别选用2～3台卧式双吸泵，病房空调水系统分为4个回路，门诊空调冷水系统分为4个回路，医技区空调冷水系统分为8个回路，由于各分区各个用户端的使用时间、优先级别不同，在各分区主要回路的最不利点设置压力传感器，通过压差信号来控制二次泵的变频运行，流量与用户端相匹配，一二级泵组之间的差异流量通过盈亏管平衡；

根据新医疗区夏季空调2008冬季供暖、2009年夏季供冷的调试运行、2010年和2011年的正式运行实践，空调冷热源及输送系统满足新医疗区工程冷热需求。

结 语

大型的综合性医院由于建筑布局复杂，特殊功能科室较多，并具有一定的医疗工艺要求，所以医院建筑空调要首先满足医疗工艺对温湿度、空气洁净度等方面的要求，其次满足舒适性的要求。设计人员要根据各科室的功能、建筑的布局来合理分区、分系统，充分考虑安全、适用、舒适、节能等因素，设计出让医患双方都满意的人工空气环境，从而为医护人员技术水平的发挥和病人的身心康复提供有力的保障。

（责任编辑：丛 军）endprint