胡 薔
本文結合實際工程案例，探討高層綜合醫療建築暖通空調設計，其中包含空調冷熱源設計、空調通風設計、空調水系統設計及節能設計，闡述高層綜合醫療建築空調通風設計要點，滿足醫療建築不同功能區熱舒適性情況下，實現空調節能運行。
一 項目概況
建築總面積為32 214 m2，其建築地上共12層，地下2層，建築總高度為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、內科、外科、中醫單元 ；3層為門診眼科、婦產科單元、檢驗中心、功能檢查；4層為中心手術、門診手術。5~12層為病房樓，主要功能5層為婦產科病房 ；6~8層為眼科病房 ；9~11層為疼痛外科病房 ；12層為微創外科病房。
依據參考文獻，本工程定性為高層醫療建築，高度未超過50 m，但功能複雜，採用中央空調才能滿足複雜區域的不同熱舒適性需求。1~3層門診單層面積較大，有較大的內區，人流量最大，需要對不同分區採取不同的空調措施，滿足不同分區人員的熱舒適性需求 ；
4層手術中心需要採用潔淨空調保證溫溼度、潔淨度要求，且手術中心需要全年全天24 h運行，需要備份配置冷熱源，以備大樓中央空調停止運行時潔淨區仍然有冷熱源提供 ；
5~12層為病房區，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境，對患者康復有利 ；放射科、檢驗科等診療區擁有各種先進的精密儀器，對溫溼度要求較高，大樓中央空調停止運行時，診療區空調需要能單獨運行，因此，需要設置單獨的冷熱源。
綜上所述，如何配置冷熱源滿足不同功能區域的熱舒適性要求，並且能實現空調節能運行是本工程空調設計的重點。
二 空調設計參數
室內設計參數參考文獻。具體數據見表1。
室外設計參數參考文獻，具體數據見表2。
三 空調冷熱源設計
本工程空調計算冷負荷為2 652 kW，空調計算熱負荷為1 641 kW ；空調面積為16 015 m2，單位空調面積冷指標為165 W/m2。單位空調面積熱指標為102 W/m2。其中手術室等淨化區冷負荷為470 kW，熱負荷448 kW。
本工程冷熱源配置如下 ：
（1）夏季採用1臺製冷量1 758 kW的水冷離心式冷水機組，1臺製冷量870 kW水冷螺杆式冷水機組作為冷源，冷凍水供回水溫度為7/13 ℃ ；當室外氣象參數變化，出現部分負荷工況，可實現制冷機組臺數控制，當出現極小負荷時可由螺杆式冷水機組實現極小負荷下的10%~100%調節。冷卻塔設置於屋面，冷卻水供回水溫度為37/32 ℃，共設置一臺400 m3/h（2臺200 m3/h拼裝）與1臺225 m3/h橫流式冷卻塔。
冬季採用2臺單臺制熱量為0.93 MW的燃氣/油兩用真空熱水鍋爐提供空調熱源，供回水溫度60/50 ℃。鍋爐煙囪採用預製不鏽鋼成品煙囪，並通過管井引至屋頂高空排放。鍋爐房置於室外地下一層，設置洩爆口同時作為設備吊裝孔，面積不小於鍋爐房間面積的10%。
（2）同時設置1臺換熱量為870 kW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。一次側供回水溫度9/12 ℃，二次側供回水溫度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。
（3）考慮到手術中心與其他淨化區域需24 h常年運行，設置備用冷熱源，共設置2臺單臺製冷量213.5 kW，制熱量274.1 kW的風冷渦旋式熱泵機組同時供冷供熱，以備中央空調主機不運行時，手術與其他淨化區域有冷熱源供給。樹上鳥教育暖通設計在線教學杜老師。
（4）放射科的CT\DR室與其控制室、檢驗科均考慮單獨多聯機空調，消除室內餘熱。
四 空調通風設計
空調風系統的劃分原則以建築平面布置、使用功能及防火分區為基礎。門急診大廳、醫療街淨高不高，均採用風機盤管加新風系統，氣流組織採用頂送頂回，兩層通高大廳，採用側送頂回的方式。門診內區與外區分設新風機組獨立運行，過渡季內區直接利用室外新風消除室內餘熱，可降低過渡季空調運行能耗，減少開機時間。
病房、診室、辦公室等小空間房間設置風機盤管加獨立新風系統。
檢驗科使用潔淨空調，檢驗科的大廳採用帶亞高效的淨化多聯機室內機加集中新風系統的形式 ；實驗室和標本製作等區域使用新風直流式全空氣空調系統。
電梯廳、公共衛生間等設置風機盤管來消除室內餘熱。
五 空調水系統設計
本項目分門診外區、門診內區、病房區、淨化區四個分區空調水系統 ：淨化區採用管制水系統 ；門診內區冬季仍然有較大熱負荷，採用常年供冷兩管制系統 ；門診外區與病房區採用夏季供冷、冬季供熱兩管制系統。
空調水系統均為一級泵變流量系統。冷凍水泵及空調熱水泵分別設置，冬夏季分泵節能運行。管道循環系統均採用豎向異程，水平同程的敷設方式。在每層回水幹管上設置靜態平衡閥以減小水力失調，在風機盤管回水管上設置帶溫控電動兩通開關閥，在新風機組、空調機組回水管上設置比例積分電動兩通調節閥。
空調冷熱水系統均採用開式膨脹水箱進行定壓、補水，開式膨脹水箱設置於屋面電梯房頂。空調冷凍水、冷卻水及熱水系統均採用全自動化學加藥裝置對空調水進行處理，實現阻垢、緩蝕和殺菌除藻的作用。
六 節能設計
本工程採用的普通離心式冷水機組（製冷量1 758 kW）製冷性能係數COP大於等於5.94，部分負荷性能係數IPLV大於等於5.75 ；螺杆式冷水機組（製冷量870 kW）製冷性能系統COP大於等於5.52，部分負荷性能係數IPLV大於等於5.9。
渦旋式風冷熱泵機組（四管制）製冷性能係數COP大於3.3，制熱性能係數COP大於3.2，部分負荷性能係數大於3.2 ；燃氣/燃油真空熱水鍋爐額定製熱效率大於94%。以上能效指標優於文獻3對空調冷熱源能效指標的要求 ：冷水機組、風冷熱泵COP提高6%，燃氣熱水鍋爐熱效率提高6%。同時離心式冷水機組與螺杆式冷水機組的部分負荷性能係數滿足文獻3的要求。
過渡季與冬季採用冷卻塔免費供冷，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，避免停泵時洩水和停泵時補水浪費。
空調風系統採用溫度自動控制，根據室內的負荷的變化自動調節空調負荷。組合式空調機組根據電動兩通調節閥開度、風機盤管根據電動兩通開關閥的通斷調節水量以適應負荷的變化。空調末端均採用風機盤管+新風的形式，可獨立啟停的房間數量比例達到整個項目的90%以上。
空調冷熱水採用一級泵變流量系統，豎向異程水平同程，在每層回水幹管上設置靜態平衡閥以減小水力失調。空調水系統耗電輸冷比為0.021 2＜0.022（計算限值），耗電輸熱比0.009 3＜0.010（計算限值），滿足文獻3第4.3.9的要求。空調水系統分門診外區、門診內區、病房區、淨化區四個系統，分區設置能量計量裝置。每層供水管處均設置能量計，計量該層該區域的冷熱量，方便成本核算。
空調新風機組單位風量耗功率小於0.24，平時用送排風機的單位風量耗功率小於0.27，符合文獻2第4.3.22的要求。組合式新風機組，均設置與排風聯動的二氧化碳檢測裝置，有效減少新風量，節約能耗。
組合式新風機組、風機盤管等設備採用低阻力、高效率的淨化過濾設備 ；空氣淨化裝置初阻力不應大於20 Pa、除菌效率不小於90%、除塵重效率不小於95%。所有空調通風設備均選用低噪聲產品，送排風管上設置消聲器，以滿足文獻5的要求。
所有多聯機空調製冷劑連接管等效長度不超過70 m，且均採用高效節能設備，其製冷綜合性能係數IPLV值比文獻3規定的要求值提高8%所有分體空調內外機連接管長度不大於3 m，不應大於5 m，且均採用高效節能設備，其能效值不應低於文獻6中表2中能效等級2級的規定。
七 結語
本工程為功能較複雜的高層醫療建築，包含門診、住院、醫技等功能，本文對不同功能區域進行了不同的空調系統設計，滿足各自的熱舒適性需求，同時滿足節能評價標準，實現節能運行。#暖通設計杜老師#
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