【摘要】本文結(jié)合工程實例，介紹了一些醫(yī)院潔凈手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中的節(jié)能方法，包括優(yōu)化手術(shù)部建筑平面布局、合理劃分凈化空調(diào)系統(tǒng)、采用二次回風處理過程、在送風主管道安裝定風量閥、新風機組和凈化循環(huán)機組都采用變頻風機以及設(shè)定手術(shù)室過渡季和非工作狀態(tài)的運行模式等。

引 言 

　　 
　　隨著醫(yī)院建筑現(xiàn)代化程度的提高，醫(yī)院潔凈室正在從潔凈手術(shù)室向潔凈手術(shù)部方向發(fā)展。由國家建設(shè)部頒發(fā)的《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2002明確規(guī)定了我國潔凈手術(shù)部用房的潔凈度、溫濕度、送風量和新風量等主要技術(shù)指標，這對我們進行醫(yī)院手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計提出了嚴格的要求。并且建設(shè)部頒發(fā)的《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》GB50189-2005已經(jīng)從2009年7月1日開始實施，對全國新建、擴建和改建的公共建筑，提出了節(jié)能要求，目的是提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用效率實現(xiàn)國家的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。因此，針對醫(yī)院手術(shù)部空調(diào)凈化系統(tǒng)能耗特別高的特點，設(shè)計既滿足醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范要求又節(jié)約能源的凈化空調(diào)系統(tǒng)具有非常重要的意義。關(guān)于潔凈手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施有很多，包括選擇二次回風空氣處理過程、潔凈手術(shù)室的正壓控制、采用熱回收裝置和凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運行等，具體內(nèi)容見參考文獻1。本文主要以天津市某醫(yī)院潔凈手術(shù)部的凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計為例，介紹了一些節(jié)能措施的具體應用。 
　　 
　　1.手術(shù)室概況與平面布局 
　　 
　　該醫(yī)院的新建潔凈手術(shù)部主要服務于“器官移植”手術(shù)，位于醫(yī)院建筑的13層東、西兩側(cè)和12層東側(cè)（建筑平面分為東、西兩側(cè)，中間由空中走廊連接），其中13層東、西兩側(cè)主要由16間潔凈手術(shù)室、潔凈走廊、清潔走廊及手術(shù)室潔凈輔助用房組成，并且16間潔凈手術(shù)室包括6間I級手術(shù)室，4間II級手術(shù)室， 6間III級手術(shù)室（包括一間正負壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室），另外13層西側(cè)包括一部分ICU及其輔房，但是ICU的凈化空調(diào)系統(tǒng)與醫(yī)院手術(shù)部相互獨立。12層東側(cè)主要由家屬等候室、病梯廳、客梯廳及手術(shù)部辦公輔助用房組成。該醫(yī)院潔凈手術(shù)部12層和13層的建筑平面布局。 
　　 
　　2.醫(yī)院手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能方法 
　　 
　　2.1 優(yōu)化手術(shù)部建筑平面布局 
　　該醫(yī)院手術(shù)部由于手術(shù)室數(shù)量較多采取了環(huán)形布置方案，手術(shù)室潔凈輔房位于建筑平面中間，這樣的布置方案具有流程短捷，效率高的特點。手術(shù)部的通道布置采用雙通道方式，中間通道設(shè)為潔凈走廊，外廊設(shè)為清潔走廊，這種方式便于做到潔污分明、疏散方便。同時根據(jù)《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2002中的有關(guān)定義：手術(shù)部是由若干間手術(shù)室及為手術(shù)室服務的輔助房間組成的輔助區(qū)組建而成。輔助區(qū)內(nèi)的用房又可分為直接或間接為手術(shù)室服務。直接為手術(shù)室服務的功能用房可設(shè)置凈化空調(diào)系統(tǒng)，為潔凈輔助用房，而且應設(shè)置在潔凈區(qū)內(nèi)；非潔凈輔助用房應設(shè)置在潔凈手術(shù)部的非潔凈區(qū)域。因此，在此醫(yī)院手術(shù)部的建筑平面布置中，把直接為手術(shù)室服務的功能用房（包括一次性物品、無菌敷料及器械與精密儀器的存放室、麻醉準備室、刷手間、治療室和檢驗室等）與潔凈手術(shù)室一同設(shè)置在13層；把間接為手術(shù)室服務的功能用房（包括辦公室、會議室、教學觀摩室、值班室等）設(shè)置在12層。 
　　在此醫(yī)院手術(shù)部凈化空調(diào)設(shè)計方案中根據(jù)《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2002所規(guī)定的潔凈手術(shù)室與主要潔凈輔助用房分級標準合理設(shè)定一些功能用房的潔凈等級，比如把手術(shù)部潔凈輔房和潔凈走廊設(shè)計為10萬級潔凈區(qū)域；把恢復室、更衣室、手術(shù)部辦公輔房和清潔走廊等區(qū)域設(shè)計為30萬級潔凈區(qū)域，把衛(wèi)生間、病梯廳、客梯廳以及家屬等候等區(qū)域設(shè)計為非潔凈區(qū)域（舒適性空調(diào)區(qū)域）。 
　　因此，優(yōu)化手術(shù)部建筑平面布局的目的不僅是使手術(shù)部流程更加合理，而且便于在醫(yī)院手術(shù)部的凈化空調(diào)設(shè)計階段劃分不同功能用房的潔凈等級，并將一部分不必劃入潔凈區(qū)域的功能用房設(shè)計為舒適性空調(diào)，從而根據(jù)凈化空調(diào)和舒適性空調(diào)的設(shè)計標準的差異通過降低這些功能用房的送風量和/或新風量，達到減少送風能耗的效果。 
　　2.2 合理劃分凈化空調(diào)系統(tǒng) 
　　在此醫(yī)院手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案中，考慮到手術(shù)室及其輔房位于建筑平面內(nèi)部只有室內(nèi)熱負荷需要常年供冷；清潔走廊及手術(shù)部辦公輔房位于建筑平面外圍存在通過外圍護結(jié)構(gòu)的傳熱，夏季需要供冷、冬季需要供熱，因此根據(jù)不同功能用房的冷熱負荷的特點，需要對此醫(yī)院手術(shù)部的凈化空調(diào)系統(tǒng)進行內(nèi)外劃分。并且，手術(shù)部的16間I級、II級和III級手術(shù)室和10萬級手術(shù)室輔房全部采用二次回風方式的全空氣凈化系統(tǒng)，30萬級手術(shù)室輔房以及非凈化區(qū)域設(shè)計為舒適性空調(diào)全部采用風機盤管加新風系統(tǒng)，所不同的是30萬級凈化區(qū)域的送風末端采用亞高效空氣過濾器，非凈化區(qū)域內(nèi)的送風口采用散流器。 
　　根據(jù)《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2002的有關(guān)規(guī)定：1）潔凈手術(shù)室應與其輔房分開設(shè)置凈化空調(diào)系統(tǒng)；2）Ⅰ、Ⅱ級潔凈手術(shù)室應每間采用獨立凈化空調(diào)系統(tǒng)，Ⅲ、Ⅳ級潔凈手術(shù)室可2～3間合用一個系統(tǒng)；3）新風可采用集中系統(tǒng)；4）各手術(shù)室應設(shè)置獨立排風系統(tǒng)。因此該醫(yī)院手術(shù)部的凈化空調(diào)系統(tǒng)劃分情況如下： 
　　(1)，6間I級手術(shù)室和4間II級手術(shù)室采用一拖一形式，設(shè)置10臺凈化循環(huán)空調(diào)機組，空氣處理過程采用二次回風方式。10套系統(tǒng)設(shè)置1臺新風機組集中處理新風，各手術(shù)室獨立設(shè)置排風系統(tǒng)。做到用哪間手術(shù)室，開那間的室內(nèi)循環(huán)機組，以節(jié)約能源。 
　　(2)，1間正負壓切換III級手術(shù)室采用1套凈化循環(huán)空調(diào)機組，其他5間III級手術(shù)室分別采用一拖二和一拖三的形式，設(shè)置3臺凈化空調(diào)機組，空氣處理過程采用二次回風方式。3套系統(tǒng)設(shè)置1臺新風機組集中處理新風，各手術(shù)室獨立設(shè)置排風系統(tǒng)。 
　　(3)，手術(shù)部的十三層西側(cè)潔凈走廊、10萬級手術(shù)室輔房和空中連廊（潔凈走廊）設(shè)置1臺凈化循環(huán)空調(diào)機組；十三層東側(cè)潔凈走廊、10萬級手術(shù)室輔房設(shè)置1臺凈化循環(huán)空調(diào)機組，空氣處理過程采用二次回風方式。2套系統(tǒng)設(shè)置1臺新風機組集中處理新風，該新風機組同時負擔十三層東側(cè)手術(shù)部辦公輔房的新風。此外，13層手術(shù)部東側(cè)潔凈走廊和10萬級手術(shù)室輔房設(shè)置1套排風系統(tǒng)，13層手術(shù)部東側(cè)清潔走廊和30萬級手術(shù)室輔房設(shè)置1套排風系統(tǒng)；13層手術(shù)部西側(cè)潔凈走廊和10萬級手術(shù)室輔房設(shè)置1套排風系統(tǒng)，13層手術(shù)部西側(cè)清潔走廊和30萬級手術(shù)室輔房設(shè)置1套排風系統(tǒng)。 
　　綜上所述，根據(jù)醫(yī)院手術(shù)部不同區(qū)域的冷熱負荷的特點，按內(nèi)外分區(qū)方式劃分成15個凈化空調(diào)系統(tǒng)，共設(shè)置凈化循環(huán)空調(diào)機組15臺，新風處理機組3臺。這種內(nèi)外分區(qū)方式不僅便于管理，而且避免了在同一凈化空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)外區(qū)需要供熱、內(nèi)區(qū)需要供冷，即同時供熱和供冷的現(xiàn)象，從空氣處理過程的角度出發(fā)避免了冷熱抵消的現(xiàn)象，從而達到節(jié)能的效果。 
　　2.3 凈化空調(diào)系統(tǒng)全部采用二次回風處理過程 
　　醫(yī)院凈化空調(diào)系統(tǒng)與一般舒適性空調(diào)相比，在空調(diào)的熱濕處理過程中具有送風量大、相對冷熱負荷小及送風溫差小的特點，傳統(tǒng)凈化空調(diào)系統(tǒng)夏季采用一次回風處理過程如下： 
　　本凈化空調(diào)方案夏季所采用的二次回風空氣處理過程如下： 
　　對比一次回風和二次回風的空氣處理過程可以發(fā)現(xiàn)采用傳統(tǒng)一次回風處理過程容易造成手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備體積大，冷卻、加熱盤管冷熱抵消的現(xiàn)象，而使用二次回風處理過程來代替再熱過程可以有效解決這些問題。下面以一間I級潔凈手術(shù)室（夏季室內(nèi)溫度：23℃，相對濕度：50%，面積：38.10m2，層高：3.0m，人數(shù)：10，室內(nèi)熱負荷：4.5Kw）為例進行能耗計算以證明二次回風處理過程的節(jié)能效果。此間I級手術(shù)室的一次回風和二次回風的處理過程。 
　　由此可見，對于這間I級潔凈手術(shù)室，若室內(nèi)凈化循環(huán)機組選用美國麥克維爾空調(diào)公司生產(chǎn)小型潔凈室用中央空調(diào)，根據(jù)機組承擔的制冷量和制熱量則一次回風處理過程需要的制冷輸入功率和制熱輸入功率分別17.2Kw和17.8Kw，二次回風處理過程只需要的制冷輸入功率是4.3Kw。假設(shè)這間I級手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)每天運行12h，電價按0.8元/（Kw?h）計算，在天津夏季空調(diào)設(shè)計工況條件下（室外干球溫度：33.4℃，濕球溫度：26.9℃），采用二次回風處理過程比一次回風處理過程每天節(jié)約電費多達295元。因此，對于高凈化級別的潔凈手術(shù)室、潔凈走廊和10萬級手術(shù)室輔房采用二次回風的空氣處理過程可以明顯達到降低設(shè)備成本和運行費用、節(jié)約能耗的效果。 
　　2.4 送風主管道安裝定風量閥并且新風機組和凈化循環(huán)機組均采用變頻風機 
　　保證手術(shù)室的送風量對于手術(shù)室潔凈效果影響很大，因此要對送風量進行精確的調(diào)節(jié)。為了保證潔凈手術(shù)室的正常定風量運行狀態(tài)并且避免空氣過濾器積塵對系統(tǒng)送風量的影響，可以在各手術(shù)室送風主管道上安裝定風量閥。 
　　另外，可以在新風機組和凈化循環(huán)機組上采用變頻控制。新風機組采用變頻風機的目的是根據(jù)手術(shù)室的運行情況對新風量進行變頻調(diào)節(jié)，保證各手術(shù)室凈化循環(huán)空調(diào)機組的新風量在冬夏季工作班運行模式按設(shè)計工況新風量運行；在非工作模式按維持手術(shù)室正壓狀態(tài)所需的最小新風量運行；在過渡季工作運行模式按最大新風量運行。手術(shù)部凈化循環(huán)風機新風管入口設(shè)2個分支，其中新風主支管安裝電動兩態(tài)閥，實現(xiàn)冬夏季工作班設(shè)計工況新風量和非工作班正壓新風量之間的轉(zhuǎn)換，另1個分支安裝電動密閉閥，冬、夏季為關(guān)閉狀態(tài)，過渡季節(jié)為開啟狀態(tài)，實現(xiàn)過渡季工作班的運行新風量。循環(huán)凈化機組采用變頻風機的目的是為了保證在送風末端高效過濾器阻力逐漸增加的過程中穩(wěn)定送風量，從而維持手術(shù)室的氣流模式和潔凈度。 
　　2.5 設(shè)定潔凈手術(shù)室非工作狀態(tài)和過渡季的運行模式 
　　該醫(yī)院潔凈手術(shù)部空調(diào)凈化方案采用凈化循環(huán)空調(diào)機組與獨立的新風（正壓送風）組合系統(tǒng)，并且新風系統(tǒng)不僅承擔正常新風量也承擔各手術(shù)室的正壓風量，每間手術(shù)室擁有各自獨立的凈化循環(huán)空調(diào)機組，它的風量變化不影響手術(shù)部的正壓分布。這種方案的優(yōu)點是可使每間潔凈手術(shù)室凈化空調(diào)和維持正壓兩大功能分離，同時又能將整個潔凈手術(shù)部聯(lián)系在一起。 
　　潔凈手術(shù)室的運行模式分為冬夏季工作運行模式、非工作運行模式和過渡季工作運行模式。對于處于非工作運行模式的手術(shù)室，當手術(shù)部中只有部分手術(shù)室工作期間，只需運行部分手術(shù)室的凈化循環(huán)空調(diào)機組和新風機組，對于其他非工作的手術(shù)室只輸送少量新風維持其正壓狀態(tài)；在手術(shù)部非工作期間，可大大降低手術(shù)部的溫濕度要求，關(guān)閉手術(shù)室的凈化空調(diào)系統(tǒng)，只輸送少量新風以維持其正壓、無菌狀態(tài)。 
　　對于處于過渡季工作運行模式的手術(shù)室，利用春、秋兩季新風焓值低于或高于室內(nèi)空氣焓值的特點，適當加大凈化空調(diào)系統(tǒng)的新風量，利用新風替代冷源可以縮短制冷機的運行時間從而達到節(jié)能的效果。雖然過渡季加大新風量將增加新風機組的風機電耗及初、中效過濾器的負荷，但總體來講仍然節(jié)約能耗和運行費用，是目前凈化空調(diào)系統(tǒng)常用的節(jié)能措施。并且，手術(shù)室的排風機采用雙速風機，過渡季節(jié)按高速運行，非過渡季節(jié)按低速運行。潔凈手術(shù)室在不同模式下的具體運行方式如下： 
　　1）在某手術(shù)室冬夏季工作運行模式時，啟動凈化循環(huán)空調(diào)機組風機，開啟新風送風主支管上的電動兩態(tài)閥 
　　1（控制冬夏季工作態(tài)/非工作態(tài)）高風速送風，關(guān)閉新風分支管上的電動密閉閥 
　　2（控制過渡季工作態(tài)）；同時開啟回風總管電動密閉閥3和排風總管電動密閉閥 
　　3，排風機連鎖啟動并按低檔風速運行。 
　　2）在某手術(shù)室非工作運行模式時，關(guān)閉凈化循環(huán)機組風機，開啟凈化循環(huán)風機新風主支管上的電動兩態(tài)閥1（控制冬夏季工作態(tài)/非工作態(tài)）低風速送風，關(guān)閉新風分支管上的電動密閉閥2（控制過渡季工作態(tài)）；關(guān)閉回風總管電動密閉閥3和排風總管電動密閉閥4，排風機連鎖關(guān)閉。 
　　3）在某手術(shù)室過渡季工作運行模式時，啟動凈化循環(huán)機組風機，關(guān)閉新風主支管上的電動兩態(tài)閥1（控制冬夏季工作態(tài)/非工作態(tài)），開啟新風分支管上的電動密閉閥2（控制過渡季工作態(tài)）實現(xiàn)高速送風；關(guān)閉回風總管電動密閉閥3，開啟排風總管電動密閉閥4，排風機連鎖啟動并按高檔風速運行。 
　　此外，對于正負壓手術(shù)室的壓力控制，設(shè)置2臺排風機，根據(jù)正負壓需要切換排風機，正壓運行時，啟動低風量排風機；室內(nèi)為負壓運行時，啟動高風量排風機。因此，設(shè)定潔凈手術(shù)室的非工作狀態(tài)運行模式，停止運轉(zhuǎn)循環(huán)風機及排風機，只提供少量的新風量維持手術(shù)室的正壓狀態(tài)，可以降低風機和制冷機的電耗達到節(jié)能的效果；設(shè)定潔凈手術(shù)室的過渡季工作模式可以充分利用新風作為天然冷源，通過推遲制冷機的啟動時間和降低制冷機的能耗達到節(jié)能的效果。 
　　 
　　結(jié) 語 
　　 
　　在進行醫(yī)院潔凈手術(shù)部的凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時，在滿足醫(yī)院潔凈手術(shù)部保障體系要求的前提下通過采取一些有效的節(jié)能方法，不僅可以提高醫(yī)院手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)的運行管理水平，而且可以達到提高能源的綜合利用率、降低設(shè)備成本和運行費用、節(jié)約能耗的效果。