医院空调和净化空调系统分析及施工要点

乔立强（上海建科工程咨询有限公司，上海 200032）

0 引 言

综合型医院建筑具有极强的功能分区性和专业性，旨在满足医疗工艺的合理性以保障各部分在管理体系下正常运行。其建筑特点如下：内部布局非常复杂，常形成大面积建筑内区，多数房间无法实现自然通风；有严格的空间秩序和功能要求，空间连通性强，房间数量庞大且多为小房间；医疗器材设备、医疗服务支持系统、建筑机电系统庞杂分散，安装空间局促，并且连续运转，一天 24 h 就诊不能间断[1]。

医院建筑的以上特点决定了其供暖通风与空气调节（Heating Ventilation and Air Conditioning ，HVAC）系统的设计不同于其他公共建筑，否则无法实现控制污染、保障医疗、热环境舒适的目标。

在医院建筑中，有洁净要求的场所较多，主要包括：洁净手术部、重症加强护理病房（Intensive Care Unit，ICU）、血液病房、供应室、配置中心、数字减影血管造影（Digital Subtraction Angiography，DSA）机房、生物及动物实验室等。医院内除了洁净空调用房以外，部分功能用房因其功能不同，所需空调方式也各不相同。具体表现在以下四个方面。

（1）出于对网络系统及信息的需要，院内设置电信机房和电脑机房。由于机房内设备散热较大，人员较少，长年需要供冷，因而应采用大风量、小温差的空调通风系统。

（2）磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）和发射型计算机断层扫描（Emission Computed Tomography，ECT）的机房，必须满足散热大、温湿度调控精准且具备电磁屏蔽功能的要求。

（3）X 光、CT、B 超等放射科室和超声波科室用房，采用变制冷剂流量多联式空调系统。

（4）急诊部的工作时间须延续到晚间，每天 22∶00 以后仍需要运行空调系统，必须满足其独特时段的需求[2-3]。

本文借助上海复旦大学附属肿瘤医院医学中心的工程实例，对该医院住院部的洁净手术室及内外走廊的净化空调、空气过滤与循环空调机组等设备的设计方案进行了分析和论述，并且对其施工要点作了简要说明，有望为医院净化空调系统设计施工提供参考。

1 项目概况

医院住院部共 11 层，1 层为门诊大厅，2～4 层为手术室及静配中心，包含净化空调机组设备间，5～11 层为病房。其中的净化工程包括：地下 1 层 DSA 手术室，其中 III级手术室 2 间，IV 级洁净走廊及辅房；住院部 1 层中心供应 III 级无菌区及打包灭菌区；手术部，其中 I 级手术室 6间，III 级手术室 17 间，IV 级洁净内走廊、外走廊及辅房；3 层 IV 级 ICU 及辅房；4 层静配中心，其中 II 级配置间 3间，III 级更衣及污洗间。

2 空调系统设计

2.1 空调系统设计方案

2.1.1 空调风系统[4]

（1）门诊候诊大厅、候诊室等大空间采用单风管定风量一次回风式全空气低速空调系统，设有初、中效过滤等功能（设有变频控制），气流组织为上送下回，回风口设置在空气相对较脏区域，以形成清洁空气从清洁区域流向污染区域的状态。

（2）诊室、办公室等小房间采用风机盘管＋独立新风空调系统。新风空调系统提供经过预处理的新风，诊室新风机组采用带回风的空调机组，以提高各诊室的室内换气次数。

（3）病房采用风机盘管＋独立新风系统，新风系统采用热泵式预冷型溶液调湿机组，新风空调系统提供经过预处理的新风。

（4）药房采用多联机空调系统，以满足药库全年的低温要求。

（5）地下室所有变配电机房均设有单冷空调系统，以保证机房内保持适宜的温度；电信机房、无线覆盖机房、有线机房均采用多联机空调系统。

2.1.2 空调水系统

病房楼采用二管制水系统，冬夏季通过阀门进行冷热切换，冷却水为独立水系统。随着各空调房间负荷的变化，对空调水泵进行台数控制和变频调节。空调冷热水系统均采用定压膨胀罐作为定压装置，罐体为常压，膨胀管各接至空调冷、热水的回水总集管处。

2.1.3 空调冷热源设备

（1）病房楼采用水冷式冷水机组作为空调冷源，采用2 台螺杆式机组。冷却水供回水温度分别为 14℃ 和 19℃。大型医疗机房采用变制冷剂流量多联式空调系统＋溶液调液新风系统，2 套机组分别连接不同的室外机，可互为备用。

（2）在病房楼屋面预留两台四管制风冷热泵机组，作为手术室洁净空调系统的冷热源备用，以提高手术室空调设备运行的可靠性。

（3）采用 3 台热水锅炉作为空调、生活热水用热源。采用 1 套内燃机热电二联供系统，提供 70℃～90℃ 热水用于生活热水，并且确保在发电的同时还可提供生活热水。

2.2 净化空调系统

本项目的净化空调系统用于 DSA 手术室、中心供应、手术部、静配中心等区域。净化空调机组包括循环机组和新风机组，手术室新风采用初效、中效、亚高效过滤器三级过滤，新风入口设置新风采集箱。根据国标图集 07K505《洁净手术部和医用气体设计与安装》的设计方法，净化空调系统设计参数如表 1 所示。

表1 洁净手术部用房主要技术指标

手术室空气处理过程一般有三种方案：独立新风＋一次回风（新风只过滤不处理）、新风集中处理＋一次回风、新风集中处理＋二次回风。本工程采用第二种方案，即新风集中处理，一次回风混合送入循环空调机组进行再处理。

2.2.1 手术室的净化空调系统配置

若是 I 级手术室，则每间手术室单独配备空调机组；若是 III 级手术室，则 2～3 间手术室共用 1 套空调机组，由天花板送风装置送风，采用“上顶送、下侧回”方案。

参照 GB 50333—2013《医院洁净手术部建筑技术规范》对 III 级手术室空调系统各参数进行设计，具体如下：III级手术室最小新风量取每间 800 m3/h，排风量 300 m3/h；手术室面积 32 m2，净高 3 m，换气次数 22 次/h，送风量取 2 000 m3/h，送风口面积不小于 3.64 m2。因此，3 间手术室合用 1 台空调机组，总送风量为 6 000 m3/h，由电动双位定风量阀控制新风量，高位时为 2 400 m3/h，过渡季节可切换为 1 200 m3/h。

2.2.2 洁净内外走廊及辅房的净化空调系统配置

洁净内走廊及辅房配置 1 台净化空调机组，采用高效送风口送风；辅房包括无菌库房、器械库房、1 次性库房、麻醉诱导室，采用“顶送侧回”方案；缓冲区、护士站、换床房等采用“上顶送、上顶回”方案。洁净外走廊及辅房配置 1 台净化空调机组，选择亚高效送风口送风，外走廊采用“上顶送、上顶回”方案；辅房包括标本间、污洗间、腔镜清洗间、器械清洗间，不设回风，只设排风。

2.2.3 ICU 区及辅房的净化空调系统配置

ICU 区及辅房配置 1 台净化空调机组自吸新风，设置双位定风量阀保证新风供给，选择高效送风口送风的“上顶送、下侧回”方案；洁净辅房采用“上顶送、上顶回”方案。ICU 病房采用单风管定风量一次回风空调系统，空调箱设有初、中效过滤等功能（设有变频控制）。

2.2.4 中心供应、无菌区及辅房的净化空调系统配置

中心供应、无菌区及辅房配置 1 台净化空调机组，机组采用自吸新风，设置双位定风量阀，采用高效送风口送风；无菌区采用“上顶送、下侧回”方案，洁净辅房如洁净物品接收、缓冲 2 区，采用“上顶送、上顶回”方案；检查包装灭菌室、低温灭菌室、缓冲 1 区及洁具间等采用直流式送风，不设回风，只设排风。

3 净化空调设备

3.1 净化空调机组

净化空调机组采用正压机组，送风机及中效过滤器均在表冷器之前，既防止受到表冷器的污染，又避免机组漏风对净化效率的影响。空调机表冷器截面风速 ≤2 m/s 。机组为四管制，加热盘管在表冷器之后，以调节相对湿度，风机为变频控制（见图 1）。

图1 循环空调机组结构示意图

循环空调箱有粗、中效过滤段，表冷段，加热段，离子净化消毒及送风段，具有可变新风比的功能，过滤季节新风量可达到总风量的 50%。

3.2 新风机组

新风机组采取三级过滤，处理后的夏季新风应达到室内状态点的等焓线以下，以减少空调机组在湿工况下运行的时间。风机为变频控制（内部结构见图 2），相比于循环空调机组，增加一套氟盘管接至除湿室外机。

3.3 房间压差控制装置安装

手术室压差控制的目的是：新风量＝排风量＋压差风量。房间压差控制装置的工作原理是，通过测压管测得房间的压差，调节房间的排风量，同时可输出显示信号（见图 3）。室内压差传感器在手术室外自动门旁边，距门边200 mm，压差表底边距地面 1 300 mm。

图2 新风机组结构示意图

图3 压差传感器安装图

4 施工要点

回顾本项目的实践经验，对空调和净化空调系统设备的施工要点进行梳理和总结，归纳如下。

（1）过滤器设置在新风口、送风口、回风口、排风口：在新风口或紧靠新风口处设置新风过滤器，在空调机组送风正压段出口设置预过滤器，在系统末端或靠近末端静压箱附近设置末级过滤器或装置，在洁净用房回风口设置回风过滤器，在洁净用房排风入口或出口设置排风过滤器。

（2）洁净走廊每个送回风口前端均要加装手动调节阀，阀门尺寸同所在风管尺寸。

（3）手术室送风末端配置 H13 高效过滤器，洁净区内走廊及辅房送风末端配置 H13 高效过滤器，洁净区外走廊及辅房送风末端配置 H10 亚高效过滤器。若过滤器安装的房间数量较多，各处尺寸相近，则很容易混淆，应加以注意。

（4）每台净化空调机组均配置 2 套电动调节阀和 1 套温湿度探头，电动调节阀设置在机组回水总管上，温湿度探头设置在净化区回风总管上。温湿度探头将采集到的信号传递给自动控制器，自动控制器再通过所设定的温度来控制电动调节阀的开启度。

（5）自动控制器实行湿度优先控制。在夏季工况下，新风经过新风机组（含深度除湿）处理后与回风混合，接着在循环机组中进行降温/升温，直到达到自动控制器设定的送风状态点后送风；在冬季工况下，新风经过新风机组处理后与室内回风混合，在循环机组中加热，再通过电极加湿器等温加湿，直到温湿度满足自动控制器设定的标准状态点后送风。

（6）排风机与新风机组、循环机组实现连锁控制，即新风机组和循环机组开启，所对应的排风机也开启；新风机组合循环机组关闭，所对应的排风机也相应关闭。

5 结 语

医院住院部包括门诊和手术部，其空调负荷是以人员活动散热为主的，尤其洁净手术部区域的净化空调系统是为医院来访者、病患和医护人员提供健康舒适环境的保障。医技部、检验科和核医区的空调负荷，是以各类大型设备散热为主的，在空调负荷、送风量等参数上不同于前者，而且对环境温度精度要求高，会应用更多的变流量多联机、恒温恒湿空调机、溶液除湿机等，同时在设备运行和检验试验过程中还会产生各类污染物，因而对排风系统和生物安全柜的设计与使用尤为重视。研究分析表明，医技部各类大型设备房间的空调系统是医院空调系统中至关重要的环节，需要进一步加以完善。