【摘要】本文結(jié)合工程實(shí)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(jì)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(fēng)處理過程、在送風(fēng)主管道安裝定風(fēng)量閥、新風(fēng)機(jī)組和凈化循環(huán)機(jī)組都采用變頻風(fēng)機(jī)以及設(shè)定手術(shù)室過渡季和非工作狀態(tài)的運(yùn)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(fēng)量和新風(fēng)量等主要技術(shù)指標(biāo)，這對我們進(jìn)行醫(yī)院手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)格的要求。并且建設(shè)部頒發(fā)的《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005已經(jīng)從2009年7月1日開始實(shí)施，對全國新建、擴(kuò)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(shí)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(diǎn)，設(shè)計(jì)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(fēng)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(yùn)行等，具體內(nèi)容見參考文獻(xiàn)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(jì)為例，介紹了一些節(jié)能措施的具體應(yīng)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(wù)于“器官移植”手術(shù)，位于醫(yī)院建筑的13層?xùn)|、西兩側(cè)和12層?xùn)|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?xùn)|、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(fù)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(dú)立。12層?xùn)|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(diǎn)。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(wù)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(wù)。直接為手術(shù)室服務(wù)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(yīng)設(shè)置在潔凈區(qū)內(nèi)；非潔凈輔助用房應(yīng)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(wù)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(zhǔn)備室、刷手間、治療室和檢驗(yàn)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(wù)的功能用房（包括辦公室、會議室、教學(xué)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)為10萬級潔凈區(qū)域；把恢復(fù)室、更衣室、手術(shù)部辦公輔房和清潔走廊等區(qū)域設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)的差異通過降低這些功能用房的送風(fēng)量和/或新風(fēng)量，達(dá)到減少送風(fēng)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(jì)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(fù)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(hù)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(fù)荷的特點(diǎn)，需要對此醫(yī)院手術(shù)部的凈化空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)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(fēng)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(jì)為舒適性空調(diào)全部采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，所不同的是30萬級凈化區(qū)域的送風(fēng)末端采用亞高效空氣過濾器，非凈化區(qū)域內(nèi)的送風(fēng)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(yīng)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(yīng)每間采用獨(dú)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(fēng)可采用集中系統(tǒng)；4）各手術(shù)室應(yīng)設(shè)置獨(dú)立排風(fēng)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(jī)組，空氣處理過程采用二次回風(fēng)方式。10套系統(tǒng)設(shè)置1臺新風(fēng)機(jī)組集中處理新風(fēng)，各手術(shù)室獨(dú)立設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)。做到用哪間手術(shù)室，開那間的室內(nèi)循環(huán)機(jī)組，以節(jié)約能源。 
　　(2)，1間正負(fù)壓切換III級手術(shù)室采用1套凈化循環(huán)空調(diào)機(jī)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(jī)組，空氣處理過程采用二次回風(fēng)方式。3套系統(tǒng)設(shè)置1臺新風(fēng)機(jī)組集中處理新風(fēng)，各手術(shù)室獨(dú)立設(shè)置排風(fēng)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(jī)組；十三層?xùn)|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(jī)組，空氣處理過程采用二次回風(fēng)方式。2套系統(tǒng)設(shè)置1臺新風(fēng)機(jī)組集中處理新風(fēng)，該新風(fēng)機(jī)組同時負(fù)擔(dān)十三層?xùn)|側(cè)手術(shù)部辦公輔房的新風(fēng)。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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fù)荷的特點(diǎn)，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(jī)組15臺，新風(fēng)處理機(jī)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(dá)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(fēng)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(fēng)量大、相對冷熱負(fù)荷小及送風(fēng)溫差小的特點(diǎn)，傳統(tǒng)凈化空調(diào)系統(tǒng)夏季采用一次回風(fēng)處理過程如下： 
　　本凈化空調(diào)方案夏季所采用的二次回風(fēng)空氣處理過程如下： 
　　對比一次回風(fēng)和二次回風(fēng)的空氣處理過程可以發(fā)現(xiàn)采用傳統(tǒng)一次回風(fēng)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(fēng)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(fù)荷：4.5Kw）為例進(jìn)行能耗計(jì)算以證明二次回風(fēng)處理過程的節(jié)能效果。此間I級手術(shù)室的一次回風(fēng)和二次回風(fēng)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(jī)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(jī)組承擔(dān)的制冷量和制熱量則一次回風(fēng)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(fēng)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(yùn)行12h，電價按0.8元/（Kw?h）計(jì)算，在天津夏季空調(diào)設(shè)計(jì)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(fēng)處理過程比一次回風(fēng)處理過程每天節(jié)約電費(fèi)多達(dá)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(fēng)的空氣處理過程可以明顯達(dá)到降低設(shè)備成本和運(yùn)行費(fèi)用、節(jié)約能耗的效果。 
　　2.4 送風(fēng)主管道安裝定風(fēng)量閥并且新風(fēng)機(jī)組和凈化循環(huán)機(jī)組均采用變頻風(fēng)機(jī) 
　　保證手術(shù)室的送風(fēng)量對于手術(shù)室潔凈效果影響很大，因此要對送風(fēng)量進(jìn)行精確的調(diào)節(jié)。為了保證潔凈手術(shù)室的正常定風(fēng)量運(yùn)行狀態(tài)并且避免空氣過濾器積塵對系統(tǒng)送風(fēng)量的影響，可以在各手術(shù)室送風(fēng)主管道上安裝定風(fēng)量閥。 
　　另外，可以在新風(fēng)機(jī)組和凈化循環(huán)機(jī)組上采用變頻控制。新風(fēng)機(jī)組采用變頻風(fēng)機(jī)的目的是根據(jù)手術(shù)室的運(yùn)行情況對新風(fēng)量進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，保證各手術(shù)室凈化循環(huán)空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)量在冬夏季工作班運(yùn)行模式按設(shè)計(jì)工況新風(fēng)量運(yùn)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(fēng)量運(yùn)行；在過渡季工作運(yùn)行模式按最大新風(fēng)量運(yùn)行。手術(shù)部凈化循環(huán)風(fēng)機(jī)新風(fēng)管入口設(shè)2個分支，其中新風(fēng)主支管安裝電動兩態(tài)閥，實(shí)現(xiàn)冬夏季工作班設(shè)計(jì)工況新風(fēng)量和非工作班正壓新風(fēng)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(shí)現(xiàn)過渡季工作班的運(yùn)行新風(fēng)量。循環(huán)凈化機(jī)組采用變頻風(fēng)機(jī)的目的是為了保證在送風(fēng)末端高效過濾器阻力逐漸增加的過程中穩(wěn)定送風(fēng)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(yùn)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(jī)組與獨(dú)立的新風(fēng)（正壓送風(fēng)）組合系統(tǒng)，并且新風(fēng)系統(tǒng)不僅承擔(dān)正常新風(fēng)量也承擔(dān)各手術(shù)室的正壓風(fēng)量，每間手術(shù)室擁有各自獨(dú)立的凈化循環(huán)空調(diào)機(jī)組，它的風(fēng)量變化不影響手術(shù)部的正壓分布。這種方案的優(yōu)點(diǎn)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(yùn)行模式分為冬夏季工作運(yùn)行模式、非工作運(yùn)行模式和過渡季工作運(yùn)行模式。對于處于非工作運(yùn)行模式的手術(shù)室，當(dāng)手術(shù)部中只有部分手術(shù)室工作期間，只需運(yùn)行部分手術(shù)室的凈化循環(huán)空調(diào)機(jī)組和新風(fēng)機(jī)組，對于其他非工作的手術(shù)室只輸送少量新風(fēng)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(fēng)以維持其正壓、無菌狀態(tài)。 
　　對于處于過渡季工作運(yùn)行模式的手術(shù)室，利用春、秋兩季新風(fēng)焓值低于或高于室內(nèi)空氣焓值的特點(diǎn)，適當(dāng)加大凈化空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量，利用新風(fēng)替代冷源可以縮短制冷機(jī)的運(yùn)行時間從而達(dá)到節(jié)能的效果。雖然過渡季加大新風(fēng)量將增加新風(fēng)機(jī)組的風(fēng)機(jī)電耗及初、中效過濾器的負(fù)荷，但總體來講仍然節(jié)約能耗和運(yùn)行費(fèi)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(fēng)機(jī)采用雙速風(fēng)機(jī)，過渡季節(jié)按高速運(yùn)行，非過渡季節(jié)按低速運(yùn)行。潔凈手術(shù)室在不同模式下的具體運(yùn)行方式如下： 
　　1）在某手術(shù)室冬夏季工作運(yùn)行模式時，啟動凈化循環(huán)空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)，開啟新風(fēng)送風(fēng)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(fēng)速送風(fēng)，關(guān)閉新風(fēng)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(fēng)總管電動密閉閥3和排風(fēng)總管電動密閉閥 
　　3，排風(fēng)機(jī)連鎖啟動并按低檔風(fēng)速運(yùn)行。 
　　2）在某手術(shù)室非工作運(yùn)行模式時，關(guān)閉凈化循環(huán)機(jī)組風(fēng)機(jī)，開啟凈化循環(huán)風(fēng)機(jī)新風(fēng)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(fēng)速送風(fēng)，關(guān)閉新風(fēng)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(fēng)總管電動密閉閥3和排風(fēng)總管電動密閉閥4，排風(fēng)機(jī)連鎖關(guān)閉。 
　　3）在某手術(shù)室過渡季工作運(yùn)行模式時，啟動凈化循環(huán)機(jī)組風(fēng)機(jī)，關(guān)閉新風(fēng)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(fēng)分支管上的電動密閉閥2（控制過渡季工作態(tài)）實(shí)現(xiàn)高速送風(fēng)；關(guān)閉回風(fēng)總管電動密閉閥3，開啟排風(fēng)總管電動密閉閥4，排風(fēng)機(jī)連鎖啟動并按高檔風(fēng)速運(yùn)行。 
　　此外，對于正負(fù)壓手術(shù)室的壓力控制，設(shè)置2臺排風(fēng)機(jī)，根據(jù)正負(fù)壓需要切換排風(fēng)機(jī)，正壓運(yùn)行時，啟動低風(fēng)量排風(fēng)機(jī)；室內(nèi)為負(fù)壓運(yùn)行時，啟動高風(fēng)量排風(fēng)機(jī)。因此，設(shè)定潔凈手術(shù)室的非工作狀態(tài)運(yùn)行模式，停止運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)風(fēng)機(jī)及排風(fēng)機(jī)，只提供少量的新風(fēng)量維持手術(shù)室的正壓狀態(tài)，可以降低風(fēng)機(jī)和制冷機(jī)的電耗達(dá)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(fēng)作為天然冷源，通過推遲制冷機(jī)的啟動時間和降低制冷機(jī)的能耗達(dá)到節(jié)能的效果。 
　　 
　　結(jié) 語 
　　 
　　在進(jìn)行醫(yī)院潔凈手術(shù)部的凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(yùn)行管理水平，而且可以達(dá)到提高能源的綜合利用率、降低設(shè)備成本和運(yùn)行費(fèi)用、節(jié)約能耗的效果。