某中医院医疗救护站通风与空调设计

1 工程概况

该工程为北方某中医院迁建项目，总建筑面积53 000.0 m2，人防建筑面积9 865.5 m2，其中医疗救护站防护面积1 388.0 m2。医疗救护站设于地下1层，层高3.9 m，平时作为地下汽车库，战时则为人防救护站，掩蔽人数145人，包含一个人防移动式柴油电站。

当遭受大规模空袭后，尤其是核生化武器袭击，大批伤员需要抢救和治疗。医疗救护站作为战时救治伤员的场所，需要在短时间内对大量伤员进行分类、诊治和护理。因此，在保证战时防护的前提下，满足战时医疗救护工作的需要，将医疗救护站划分为2个不同功能的密闭区域，见图1。

图1 人防救护站平面图

1) 第一密闭区设置。第一密闭区设在第一防毒通道与清洁区之间，由分类急救部、第二防毒通道和洗消间组成。分类急救部包括分类厅、急救观察室、诊疗室、污物间、卫生间和盥洗室等。分类厅与主要出入口的第一防毒通道之间设防护密闭门[1]7。其中分类急救部作为战时对伤员进行收容分类、补充急救和应急处理的场所，相当于医院的急诊室，允许有轻微的染毒，故其工作状态随着室外条件和通风方式有所不同。

2) 第二密闭区设置。第二密闭区位于第一密闭区之后,属于清洁区，第一密闭区与第二密闭区通过第二防毒通道连通，人员通过第二防毒通道进入清洁区。该区域相当于医院的住院部，设有医技部、手术部、护理单元和保障用房等。

2 战时通风系统

2.1 通风方式

为了保障战时医疗救护站通风功能的需要，设清洁通风、滤毒通风和隔绝防护时的内循环通风3种方式。清洁通风是指通过风井、消波设施、送风机把室外未受污染的空气送入工程内部，将室内产生的CO2稀释至规范要求的容许浓度以下。同时，采用排风机把室内产生的有害气体和污浊气体直接排至室外。

滤毒通风是指战时室外遭受袭击，空气已经被污染或染毒的情况下，通过过滤吸收设备滤毒后将空气送入室内。同时设全超压排风，由第二防毒通道依次通过检查穿衣室、淋浴室、脱衣室、第一防毒通道、扩散室和防爆波活门排至室外。

隔绝防护时的内循环通风是指室外大面积起火，CO、CO2气体浓度较高，吸收过滤器未能吸收，或者敌方释放毒气种类未查明，或者吸收过滤器损坏时，室内外完全隔绝，房间内部空气通过风机内循环的通风方式。

2.2 通风量计算

2.2.1清洁通风

依据RFJ 005—2011《人民防空医疗救护工程设计标准》第4.2.2条规定，清洁通风室内人员新风量取20 m3/(人·h)[1]16。清洁通风室内人员所需新风量按式(1)计算：

Lq=nL1

(1)

式中Lq为清洁通风掩蔽人员所需新风量，m3/h；n为室内掩蔽人员数量，人；L1为清洁通风掩蔽人员设计新风量，m3/(人·h)。

经计算Lq=2 900 m3/h。战时清洁通风时，某些排风房间设负压排风，如手术室、厕所、盥洗室等房间，排风换气次数按RFJ 005—2011《人民防空医疗救护工程设计标准》表4.3.8[1]18确定，经计算总排风量Lp=7 300 m3/h，大于Lq。当Lp大于清洁通风室内人员计算新风量时，清洁通风设计新风量应按总排风量的1.05～1.10倍确定[1]18，故清洁通风新风量Lq=7 884 m3/h。

2.2.2滤毒通风

依据RFJ 005—2011《人民防空医疗救护工程设计标准》第4.2.2条规定，滤毒通风室内人员新风量取7 m3/(人·h)[1]16。滤毒通风室内人员所需新风量按式(2)计算：

LR=nL2

(2)

式中LR为滤毒通风掩蔽人员所需新风量，m3/h；L2为滤毒通风掩蔽人员设计新风量，m3/(人·h)。

经计算LR为1 015 m3/h。

依据RFJ 005—2011《人民防空医疗救护工程设计标准》第4.2.4条规定，人员主要出入口最小防毒通道的通风换气次数不小于50 h-1[1]16。滤毒通风室内人员所需新风量按式(3)计算：

LR=VFKH+Lf

(3)

式中VF为最小防毒通道体积，m3；KH为人员主要出入口最小防毒通道的换气次数，h-1；Lf为室内保持超压时的漏风量，m3/h，按清洁区有效容积的4%(每小时)计算。

经计算LR=2 085.2 m3/h。

依据RFJ 005—2011《人民防空医疗救护工程设计标准》第4.2.4条规定，第一密闭区分类厅的通风换气次数不小于40 h-1[1]16。滤毒通风室内人员所需新风量按式(4)计算：

LR=V1N

(4)

式中V1为第一密闭区分类厅容积，m3；N为第一密闭区分类厅的通风换气次数，h-1。

经计算LR=5 400 m3/h。

综上所述，滤毒通风时掩蔽人员所需新风量应为三者中的最大值，故滤毒通风时掩蔽人员所需的新风量LR=5 400 m3/h。

2.2.3隔绝防护时间校核

隔绝防护时的内循环通风是室内空气循环流动，需满足隔绝防护时间不短于6 h，室内CO2体积分数不大于2.0%。隔绝防护时间按下式计算：

(5)

式中τ为隔绝防护时间，h；V0为人防工程内清洁区的容积，m3；C为人防工程内CO2容许的体积分数，取2.0%；C0为隔绝防护前人防工程内CO2初始体积分数，取15%；C1为清洁区内每人每小时呼出的CO2量，L/(人·h)，取20 L/(人·h)。

经计算τ=21.5 h>6 h，满足规范要求。

2.3 战时进、排风口部通风原理

医疗救护站战时送排风与二类人员掩蔽所送排风有所不同。医疗救护站送风系统不但要满足室内掩蔽人员新风量要求，而且还要对室内空气进行温湿度处理，达到室内空气舒适性和医疗卫生要求。经过处理后的新风，通过送风管道送入第一、二密闭区的功能房间。新风机组设在战时新风机房内，新风系统由粗效过滤器、中效过滤器、风管和消声设备等组成。战时清洁通风系统新风依次经由风井、消波设施、油网滤尘器、送风机、密闭阀等防护通风设备进入新风机组，同时关闭密闭阀M3、M4。战时滤毒通风系统新风依次经由风井、消波设施、油网滤尘器、过滤吸收器、送风机、密闭阀等防护通风设备进入新风机组,同时关闭密闭阀M1、M2。由于清洁通风和滤毒通风新风量和压力损失相差较大，因此分别设1台新风机组和与之相对应的送风机，保证新风通过新风管道送入各空调房间。送风管道穿越第一密闭区与第二密闭区的隔墙处设密闭阀门。手术室设置独立排风系统，新风量按换气次数15 h-1[1]17计算，排风量按换气次数12 h-1计算。将手术室内的空气通过扩散室、防爆波活门排至室外，使手术室内维持微正压状态，防止污染区的有毒或者受污染气体进入手术区。另外，洗涤消毒室、检验室、X线室、制剂室、卫生间、分类厅和水泵房等设备用房设排风系统，总送风量小于总排风量，使以上房间保持负压状态。计算滤毒通风量时，不但要考虑分类厅换气次数不小于40 h-1，同时要校核最小防毒通道换气次数不小于50 h-1和清洁区超压值不小于50 Pa。进、排风口部通风原理图见图2、3。

图2 医疗救护站进风口部通风原理图

图3 医疗救护站排风口部通风原理图

3 战时空调系统

3.1 室内外设计参数

该工程医疗救护站设置集中空调系统，满足战时空调房间使用要求。室内设计参数如表1所示。

表1 战时室内空气温湿度及卫生标准[1]17

参考GB 50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》附录A室外空气计算参数[2]，该项目参照西安地区的室外空气计算参数：供暖室外计算温度-3.4 ℃，冬季通风室外计算温度-0.1 ℃，冬季空气调节室外计算温度-5.7 ℃，夏季空气调节室外计算干球温度35.0 ℃，夏季空气调节室外计算湿球温度25.8 ℃，夏季通风室外计算温度30.6 ℃。

3.2 空调系统形式及冷热源

3.2.1空调系统形式

因为战时医疗救护站功能房间较多，室内温湿度要求不同，空调末端采用风机盘管+新风空调系统的形式，新风由送风管道送入室内各个空调房间。空调房间新风与风机盘管送风分别送入空调房间。新风由新风机组从室外状态点W处理到室内状态点N的等焓线与100%相对湿度线的交点L1(即室内状态点N的露点)后送入空调房间；风机盘管机组则把室内空气从状态点N处理到机组出风状态点L2后送入室内，进入空调房间后沿室内热湿比线变到状态点N1，在空调房间中，状态点L1的新风与状态点N1的空气混合到室内状态点N。由于室外新风处理到室内空气等焓线，新风不承担室内冷负荷，只承担全部新风冷负荷，室内冷负荷则全部由风机盘管承担。夏季新风与风机盘管空气处理过程如图4所示。

图4 夏季新风与风机盘管空气处理过程

3.2.2冷热源

在战时状态下，集中空调系统冷热源作为重要的被防护设施，为避免遭受破坏，需设在地下室，而人防工程内部无水源。因此，采用空气源热泵机组作为冷热源，夏季提供供/回水温度为7 ℃/12 ℃的空调冷水，冬季提供供/回水温度为65 ℃/50 ℃的空调热水。机组自带循环水泵，设在室外机防护室内。由于地下空间有限，为了尽可能多地设置清洁区供掩蔽人员使用，把空气源热泵机组设在与柴油发电机房相邻的室外机防护室内，这样可以与移动式柴油发电机房共用防护设施，减少占用掩蔽面积。

经冷热负荷计算，该医疗救护站总冷负荷为105.5 kW，单位面积冷负荷为76.0 W/m2，总热负荷为82.3 kW，单位面积热负荷为59.3 W/m2。该工程虽处在寒冷地区，室外气温较低，但该工程设在地下室，无太阳辐射得热量，围护结构耗热量全年基本恒定，空调系统负荷相对较少。且该工程地处北方，空气相对干燥，根据人防工程衬砌散湿量实验结果计算，防水性能较好的工程，散湿量按0.5 g/(m2·h)计算，对于全天在人防工程中生活的人员，平均人为散湿量为30 g/h[3]254，因此湿负荷也相对较少。并且选用的空气源热泵机组制冷系数COP不小于3.0[4]，有较高的能效比，能满足室内设计温度要求。

3.3 室外机防护室通风设计及冷热源防护

3.3.1通风设计

借用柴油发电机房送排风设施对空气源热泵机组排热冷却，设独立的送排风系统，与移动电站通风系统互不干扰。该医疗救护站选用1组空气源热泵机组，排风量为16 056 m3/h。为了将空调室外机散热量及时排至室外，设1台风量为20 500 m3/h的排风机，同时设1台风量为18 856 m3/h的送风机，送风量不小于排风量的80%。由室外引入新风补充风量，保持室外机防护室负压状态。需要注意的是室外进风需要设油网滤尘器，其数量需要根据移动式柴油电站送风量和室外机防护室送风量之和来确定。

3.3.2冷热源防护

医疗救护站作为战时救治伤员的重要场所，需要保证室内连续稳定的空调环境，为了免受空袭破坏，冷热源设在室外机防护室内，设置相应防护设施，室外的进排风风井，应做防倒塌设计，土建专业应引起重视。进风系统依次由送风井、防爆波活门、进风扩散室、除尘室、集气室组成；排风系统依次由排风井、防爆波活门、排风扩散室组成。室外机防护室可通过防护密闭门或防毒通道进入清洁区。人防移动电站及室外机防护室通风布置平面图见图5。

1.超压排气活门；2.密闭阀；3.70 ℃防火风口；4.单层百叶风口；5.送风机；6、7.排风机；8.气密测量管；9.油网滤尘器。图5 人防移动电站及室外机防护室通风布置平面图

4 其他注意事项

1) 分类厅面积不小于40 m2，人防净高不小于2.6 m，为了满足在滤毒通风时换气次数40 h-1的要求，在满足战时使用的前提下，分类厅的容积不宜过大[1]52-53。

2) 风管穿越第一密闭区与第二密闭区隔墙时，应在隔墙上设预埋套管进行密闭处理，两边各设手动密闭阀，清洁和滤毒通风时打开，隔绝防护时内循环通风关闭。在穿过人防围护结构处应采取可靠的防护密闭措施，并应在围护结构的内侧设置工作压力不小于1.0 MPa的阀门[3]117。

3) 人防工程内功能房间有噪声要求，需要给伤员提供舒适的环境，应采取消声降噪的措施。主风管风速4～7 m/s，支管风速2～3 m/s，出机房主风管处可设消声器[2]。机房内选用低噪声设备，设备吊支架采取减振措施。

5 结论

1) 医疗救护站战时清洁通风量按室内人员新风量计算，同时按清洁设计新风量为室内总排风量的1.05～1.10倍计算，两者取大值；战时滤毒通风量按室内人员新风量计算，同时按人员主要出入口最小防毒通道的通风换气次数不小于50 h-1计算，还要按第一密闭区分类厅的通风换气次数不小于40 h-1计算，三者取大值。

2) 人防救护工程作为战时对伤员进行早期救治的工作场所，不仅要满足战时防护设计和通风设计，还要考虑室内温湿度要求。针对该项目实际情况，末端采用风机盘管+新风空调系统，冷热源采用空气源热泵机组，夏季制冷、冬季制热。该空调系统布置灵活，能进行局部区域的温度控制，且操作简单、容易控制。由于机组分散，日常维修工作量大，对施工要求严格。因此，空气源热泵机组无需冷却水系统，比较适合工程内部无水源的情况，防护简单易行，初投资也相对较小。

3) 室外机防护室通风既可以与人防移动式柴油电站合用通风系统，也可以中间设隔墙分开设置独立通风系统，风管穿越隔墙处需设70 ℃防火阀。