畢業(yè)論文---醫(yī)院門診手術樓空調通風工程設計

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文檔簡介

1、　　杭州某醫(yī)院門診手術樓空調通風工程設計　　The Design ofAirConditioning and Ventilating System　　Engineering of the Daily Hospital，Hangzhou　　Abstract: This design is abou

2、t the concentrated air conditioning and ventilating system for a daily hospital in Hangzhou. There are three floor in the building. The ground floor have two theatres, six interview rooms, two recovery zooms, and etc. Th

3、e first floor have two theatres, four differents procedure rooms, three recovery rooms,and etc. The second floor have sixteen sickrooms and staff space. This design used no return air system, for keeping the indoor air q

4、uality at the high level, and a　　KeyWords: air conditioning and ventilating system operating room　　energy saving fresh air　　內容摘要：本設計是為位于杭州市內某醫(yī)院的空調通風工程設計。該醫(yī)院門

5、診樓上下共三層，一層主要功能為門診和手術，帶有恢復區(qū)，二層主要為檢查和手術，帶有重癥監(jiān)護室，三層為過夜病房和醫(yī)生辦公區(qū)。該醫(yī)院主要承接微創(chuàng)手術。根據醫(yī)院的特殊性，為保證醫(yī)院室內空氣品質以及避免個房間通過空氣產生交互式感染，本設計采用全新風的空調形式。全樓除衛(wèi)生間和一樓茶室為通風區(qū)外，其他均為空調區(qū)。設計堅持可持續(xù)發(fā)展理論，樹立了節(jié)約能源的科學理念，從節(jié)能和環(huán)保出發(fā)，綜合考慮建筑結構、使用要求、環(huán)境條件，在系統(tǒng)的選擇、設備的選配及系統(tǒng)的運

6、行控制等方面采取一定的節(jié)能措施，使系統(tǒng)在各種工況下均能高效節(jié)能運行。空調機組露天設置于屋頂，采用空氣源直接蒸發(fā)式轉輪除濕熱泵空調機組處理。于此同時，新風的顯熱負荷部分利用全熱交換器回收排風的余熱。手術室的潔凈等級設計為Ⅲ級(手術區(qū)達到ISO 7 級)，空調系統(tǒng)獨立設置，新風帶走室內負荷，與室內空氣混合至室內送風狀態(tài)點后再送入室內。衛(wèi)生間采用機械排風，在屋頂集中處理后排至室外。　　關鍵詞：空調通風

7、系統(tǒng)；手術室；節(jié)能；全新風　　1 導言　　1.1 寫作目的　　本畢業(yè)設計題目為“杭州某醫(yī)院門診手術樓空調通風工程設計”，設計主要包括：通風設計計算，空調負荷計算，空調設計計算，通風管道水力計算，設備選型以及圖紙的繪制等部分。整個設計過程中

8、的各個方面都是對大學期間所學知識的全面檢驗。過去四年在對于基本理論及專業(yè)課程所打下的良好知識基礎上，本次畢業(yè)設計令所學的知識理論轉向設計實踐，使得龐大繁雜知識量和信息量進一步的融會貫通，為日后繼續(xù)學習深造而打下一個堅實的基礎。本次畢業(yè)設計是在立足設計基礎的前提下，努力融入了自己的設計思想，力爭有所創(chuàng)新，使所做設計能夠保證醫(yī)院衛(wèi)生安全和滿足建筑使用舒適需求，并且能夠合理使用能源，節(jié)約系統(tǒng)消耗。

9、1.2 相關研究現狀　　有關醫(yī)院室內環(huán)境問題一直受到人們的關注，相關的標準與準測也不斷翻新。進入21 世紀以來，不論歐美還是中國，更是加大了相關的研究力度，新標準新準測亦相繼推出。2000 年，羅伯特-科赫研究所發(fā)表了關于衛(wèi)生學的新準則【1】。該準則從醫(yī)療角度出發(fā)，對醫(yī)療環(huán)境控制（特別是HVAC 系統(tǒng)）提出了一些具體要求，奠定了醫(yī)院手術室HAVC 系統(tǒng)的基本原則。2002 年公布的，由德國、瑞士

10、、奧地利三國醫(yī)療衛(wèi)生協(xié)會起草的《醫(yī)院暖通空調設計與運行指南（草案）》中提出了“和風空調”（gentle air conditioning）的概念【2】，以低速、穩(wěn)定、舒適的氣流進行空調。2003 年法國頒布了《醫(yī)療設施潔凈室及相應受控環(huán)境》（NF S90-351）標準【2】，建議醫(yī)療需求應與相應區(qū)域的要求一致，其中最顯著的特點就是提出了“風險”的概念。2008 年9月ANSI/ASHRAE/ASHE Standard 170-2008

11、Ventilation of health care facilities【3】􀁣正式頒布。該標準作為美國國家標準學會頒布的第一個有關醫(yī)院通風的標準，對醫(yī)院環(huán)境控制、暖通空調系統(tǒng)及受感　　我國在與醫(yī)院環(huán)境控制的相關領域里也同樣有眾多學者在勤奮地耕耘著。以2002年頒布實施的《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》GB 50333-2002 為代表，我國在醫(yī)院環(huán)境控制的相關領域內所作的努力

12、到了廣泛的認可與肯定。天津市建筑設計院教授級高級工程師伍小亭工程師在《大型綜合醫(yī)院建筑暖通空調系統(tǒng)設計中的一些問題》一文總結了一些大型綜合醫(yī)院空調設計中從設計標準把握與系統(tǒng)設計理念兩方面存在的問題，并提出了相關建議與措施【4】。特別是SARS 之后，諸如此類的研究與報道在國內非常受到重視，《暖通空調》雜志亦開辟了專欄以專門發(fā)表與醫(yī)院空調相關的論文。　　1.3 研究方法</

13、b>　　通過大量閱讀相關參考資料了解到醫(yī)院建筑作為一種特殊的建筑，發(fā)揮著與其他建筑不同的功能，因而對其空調系統(tǒng)的要求也不同與其他類型的建筑。醫(yī)院區(qū)別其他建筑，對空調系統(tǒng)的特殊要求主要體現在：　　第一，醫(yī)院是一個醫(yī)療場所,因此其空調系統(tǒng)必須滿足醫(yī)療衛(wèi)生要求；　　第二，醫(yī)院是多種病原體攜帶者與易感人群高度集合的

14、一個特殊場所,因此其空調系統(tǒng)必須滿足控制院內感染與交叉感染的安全要求；　　第三，醫(yī)院還是醫(yī)務工作者和不同疾病患者的工作場所和治療場所，所以還需滿足醫(yī)務工作者和不同疾病患者的舒適性要求。　　基于以上原因，醫(yī)院的空調設計必須能夠滿足合理的溫度、濕度、清潔度和無菌度,以提供所需的衛(wèi)生、安全、舒適的空氣環(huán)境。其中如何控制醫(yī)院不同醫(yī)療場所合適的溫濕度與微生物濃度是

15、有別于普通空調的最大差異。這對控制院內感染、保證醫(yī)療順利實施有特殊意義【5】。　　1.4 創(chuàng)新點與進一步展開的研究　　本工程設計為了保證微創(chuàng)手術室凈化空調系統(tǒng)能夠有效控制室內溫度、濕度、潔凈度、細菌與有害氣體濃度、氣流分布，保證室內人員所需的新風量，維持室內合理的氣流流向，維持手術部合理、有序的壓力梯度采用了以下幾點措施：<

16、p>　?。?）四個手術室分別設置獨立的空調系統(tǒng)，系統(tǒng)互不干擾，獨立運行；　　（2）手術室采用工位吊頂孔板送風，近地面排風的形式；　?。?）手術室空調系統(tǒng)采用醫(yī)用手術室專用潔凈空調設備。　　醫(yī)院中除手術室外還有診室、辦公室和病房等小房間，房間數目較多，所以為保證各個房間可以分別控制醫(yī)院中病房一般設計推薦采用風

17、機盤管加新風系統(tǒng)。但本設計中考慮到風機盤管加新風系統(tǒng)不能嚴格控制室內溫濕度，這高級醫(yī)院對溫濕度要求較高有一定矛盾。并且風機盤管加新風系統(tǒng)在常年使用時，冷卻盤管和凝水盤容易集灰塵、滋生病菌，導致室內空氣品質惡化，難以滿足醫(yī)院對于衛(wèi)生安全的需求。然而若為了避免風機盤管加新風系統(tǒng)的疏漏而使用全空氣一次回風系統(tǒng)時又會帶來回風中包含有細菌病毒等病原體導致疾病通過空調系統(tǒng)傳播的危險。因此全空氣一次回風系統(tǒng)在醫(yī)院空調系統(tǒng)中同樣不適合采用。相比較而言，

18、由于該醫(yī)院一二層均為日間工作夜間休息，三層為全天運行，空調時間較為集中，使用全空氣全新風系統(tǒng)就既能夠克服風機盤管加新風系統(tǒng)的種種缺點和不利因素，又能夠有效的避免了一次回風系統(tǒng)所造成的空氣污染的危險。其中，與一次回風相比所增加的新風的冷（熱）負荷和濕負荷分別由全熱交換器和轉輪除濕器承擔，既節(jié)約能源又提高了室內空氣品質。在過渡季節(jié)通過機器設備的旁通系統(tǒng)還可以做到進一步的運行節(jié)能。　　2 設計概況與計

19、算參數　　2.1 工程設計概況　　本設計對象為浙江省杭州市某醫(yī)院門診手術樓，該建筑總建筑面積約2200m2，地下一層地上三層，建筑總高度15m。該醫(yī)院門診手術樓地下一層主要為醫(yī)用氣體儲藏間、給排水機房、熱水制備鍋爐間和地下車庫等。地上一層主要有門診室，微創(chuàng)手術室以及恢復區(qū)，二層主要為各種檢查室以及微創(chuàng)手術室，三層的主要為提供有特殊需要的病人使用的過夜病房

20、以及醫(yī)生辦公室。由于空調時間較為集中，其空調系統(tǒng)選擇了既能夠保證較高的溫濕度要求又有效避免了二次污染的全空氣全新風系統(tǒng)。全吊頂房間主要采用散流器送風，門柵走廊吊頂回風的氣流組織形式；半吊頂房間為了結合裝修風格采用了側送風，門柵走廊吊頂回風的氣流組織形式。二層的重癥監(jiān)護室和三層的病房，為了盡量避免溫差較大的空氣直射到靜臥病人而造成的不舒適感，采用了側向柵格送風，門柵走廊吊頂回風的氣流組織形式。由于南方冬季室外溫度較北方地區(qū)較高，因此采用的

21、普通低溫熱泵作為空調系統(tǒng)冷熱源。杭州市室外空氣濕度較大，全空氣全新風系統(tǒng)的濕負荷較大，因此空調設備除了選取了回收排風余熱的全熱交換器外，更是出于節(jié)能的考慮而采用了帶有轉輪除濕機的組合式空調器。衛(wèi)生間排風在屋頂采用統(tǒng)一的集中機械排風。　　2.2 建筑綜述　　該醫(yī)院門診手術樓建筑主體結構為鋼筋混凝土框架結構，外墻為輕集料

22、混凝土砌塊框架填充墻，內墻采用混凝土空心砌塊，屋面為架空層屋面，樓板采用保溫砂漿現場澆筑。一層北面采用PA 斷橋鋁合金在線中空Low-E 無色玻璃幕墻，空氣間層厚度為12mm；房間幕墻內設灰白色鋁合金活動百葉，走廊及門廳部分不設內遮陽，窗框比為25%。二至三層外窗為PA 斷橋鋁合金在線中空Low-E 無色玻璃，空氣間層厚度為9mm，窗框比為25%，無外遮陽，房間內有淺藍色布簾，走廊及樓梯間部分不設內遮陽。<

23、p>　　2.3 杭州市室外計算參數　　1.杭州市位置參數：北緯30°23′，東經120°17′,海拔41.76 米。　　2.夏季空調室外設計參數：干球溫度35.7℃，濕球溫度28.5℃　　3.冬季空調室外設計參數：干球溫度-12℃，濕球溫度-13.3℃。<p

24、>　　2.4 空調室內計算參數　　現行《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》規(guī)定：舒適性空氣調節(jié)室內計算參數應符合下表規(guī)定；　　一般認為，在供熱工況下，室內溫度每降低1℃，能耗可減少10%～15%；在供冷工況下，室內溫度每提高1℃，能耗可減少8%～10%【7】。由此可見，在滿足使用要求的前提下，不應任意提高供暖室內計算溫度或降低空調室內計算溫度。</

25、p>　　室內空調計算參數，通?？砂聪卤聿捎谩Ｅc建筑物出入口相鄰的過渡區(qū)，如過廳、大堂等，室內空調計算溫度可適當提高，根據保證健康、舒適和節(jié)省能耗的要求，與當地空調室外計算溫度的差值不宜大于10℃。　　由于滿足舒適、健康要求的相對濕度范圍較寬，所以對于舒適性空調來說，為了節(jié)約能源消耗，通常沒有必要刻意去追求保持某一恒定的濕度值；尤其是冬季供暖時，室內的相對濕度一般可以不

26、進行控制。ASHRAE62-1989 標準也明確規(guī)定：“在非生產工藝需要的場合，不提倡采用加濕措施”【8】。　　然而，考慮到醫(yī)院空調系統(tǒng)作為舒適性空調中對溫濕度要求較高的一種系統(tǒng)，尤其是手術室的室內空氣計算溫濕度需要較為嚴格的控制，國內一般設計手冊建議其溫濕度保持在26℃，相對濕度60%。為確?？山邮艿氖孢m性條件，依照國際管理和標準，手術室的室內空氣溫度必須保持在20-24℃之間【9】，設定手術

27、室設計溫度為24℃。散流器出口平均風速應保持在0.127–0.178m/s【10】。更具《暖通空調常用數據手冊》上的建議值，結合病房側向柵格送風氣流組織設計的特點，風速選擇設定在0.25m/s【11】,而不是其他手冊推薦的0.15m/s。　　基于以上諸多考慮因素，本工程的室內空調計算溫度采取以下表值。　　3 空調負荷計算</b&g

28、t;　　現行《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》規(guī)定：“除方案設計或初步設計階段可使用冷負荷指標進行必要的估算之外，應對空調區(qū)進行逐項逐時的冷負荷計算”【5】。　　3.1 空調區(qū)冷負荷的基本構成　　3.1.1 空調區(qū)得熱量的構成　　空調區(qū)的得熱量由下列各項得熱量構成：</

29、p>　　1.通過維護結構傳入的熱量；　　2.通過外窗進入的太陽輻射熱量；　　3.人體散熱量；　　4.照明散熱量；　　5.設備、器具、管道及其他內部熱源的散熱量；<

30、/p>　　6.食品或物料的散熱量；　　7.滲透空氣帶入的熱量；　　8.伴隨各種散濕過程產生的潛熱量。　　3.2 空調區(qū)冷負荷計算的準備工作　　3.2.1 建筑維護結構熱力學參數　　建筑的各部分維護結構和

31、其熱力學參數見表4 維護結構及其熱力學參數表。　　注：1.以上數據摘自《實用供熱空調設計手冊》，第1516 至1521 頁。　　2.表頭符號：　　K ——維護結構的傳熱系數，W/(m2·℃）；　　β——當維護結構一側空氣介質

32、作用一個周期為24 小時的諧性溫度波，而另一側空氣恒為此空氣的平均值時，傳熱溫差的衰減系數；　　ξ——當周期為24 小時的諧性溫度波由維護結構一側空氣介質傳遞至另一側　　表面時，波的延遲時間，h；　　D ——維護結構的熱惰性指標。　　3.2.2 房間的分類</p&g

33、t;　　“在進行負荷計算之前，房間應依據其個面維護節(jié)后的夏季熱工指標，特別是內墻和樓板的放熱衰減倍數Vf 進行分類”【6】。該建筑中的內墻和樓板的放熱衰減倍數Vf 分別為：內墻兩側均為1.7，樓板地面?zhèn)葹?.2，頂棚側為1.4。因此，根據《實用供熱空調設計手冊》（《手冊》）對房間的分類方法，該建筑內的所有房間均為中型。　　3.2.3 城市的分組<

34、;p>　　因《手冊》中的計算方法和表格是按照北京、西安、上海、廣州四個代表城市編制的，故根據其城市分組，杭州市屬于以上海為代表的城市分組（除玻璃窗溫差傳熱的冷負荷溫度計算時，杭州屬于重慶分組）。　　3.2.4 外遮陽窗口直射面積和散射面積的計算及舉例　　透過外窗的太陽直射輻射和散射輻射形成的冷負荷，其計算方法是不一樣的。因此在負荷計算之前，需要預先

35、確定窗口受到太陽照射的直射面積和散射面積。　　本建筑中只有北向玻璃幕墻有外遮陽，因此只用計算北向玻璃幕墻的窗口直射面積和散射面積。　　設窗口及外遮陽板的關系尺寸如圖1 所示。　　圖中：　　l—— 遮陽板長度，m；

36、　　B—— 窗洞寬度，m；　　H—— 窗洞高度，m。　　則窗口的計算面積F(m2)應為：　　F = BH 3.2.4-1　　窗口計算面積與窗口受太陽直射面積

37、F1(m2)及散射面積F2(m2)的關系為：　　F = F +F 3.2.4-2　　若求得窗口受到太陽直射是的直射面積，則可計算出其散射面積。　　其窗口直射面積計算公式為：

38、F = B（H ?lL） 3.2.4-3　　式中：　　L—— 水平遮陽板單位影長，查《手冊》第1524 頁，表20.2-8，m/m，　　例如：一層西北向恢復區(qū)玻璃幕墻的高為3.3 米，寬為

39、13.9 米，遮陽板寬2.9 米，6 時杭州市的水平遮陽板單位影長為0.58m/m，則：　　F1（a窗6時） =B（H-IL）=13.9*（3.3? 2.9×0.58) = 22.5m　　一層其他玻璃幕墻窗口直射面積和散射面積計算見表5 窗口直射面積和散射面　　積計算表。</b&

40、gt;　　3.3 空調區(qū)冷負荷的具體計算方法　　3.3.1 外墻和屋面?zhèn)鳠嵝纬傻挠嬎銜r刻冷負荷　　外墻和屋面?zhèn)鳠嵝纬傻挠嬎銜r刻冷負荷Qτ（W），可按下式計算：　　3.3.1-1

41、;　　式中：　　K—— 傳熱系數，W/(m2·℃)；　　F—— 計算面積，m2；　　τ—— 計算時刻，h；　　τ-ξ—— 溫度波的作用時刻，即溫度波作用于維護結構外側的時刻，h；　　tτ-ξ—— 作用

42、時刻下的冷負荷計算溫度，簡稱冷負荷溫度，℃；　　Δ—— 負荷溫度的地點修正值，℃；　　tn—— 室內計算溫度，℃。　　查得，杭州市的外墻地點修正值Δ為0℃，故計算外墻時，式3.1-1 可改寫為下式：　　3.3.1-2

43、;　　查得，杭州市的屋面地點修正值Δ為0℃，故計算屋面時，式3.3.1-1 亦可改寫為式3.3.1-2 的形式。　　3.3.2 外窗的溫差傳熱冷負荷　　通過外窗溫差傳熱形成的計算時刻冷負荷Qr(W)可按下式計算：　　3.3.2-1

44、　　式中：　　tτ—— 計算時刻下的冷負荷計算溫度，℃；　　δ—— 負荷溫度的地點修正值，℃；　　K—— 傳熱系數，W/(m2·℃)；　　α—— 窗框修正系數。

45、杭州市玻璃溫差傳熱的冷負荷溫度的代表城市為重慶，其修正值δ=-0.6。　　一層玻璃幕墻的傳熱系數K=1.9W/(m2·℃)，窗框修正系數α=1.14；二三層的玻璃　　窗的傳熱系數K=2.2W/(m2·℃)，α=1.19。　　3.3.3 外窗的太陽輻射冷負荷<p&g

46、t;　　透過外窗的太陽輻射形成的計算時刻冷負荷Qr(W)，應根據不同情況分別進行計　　算。　　3.3.3.1 外窗無任何遮陽設施的輻射負荷　　3.3.3-1　　式中：</b

47、>　　Xg—— 窗的構造修正系數；　　Xd—— 地點修正系數；　　Jwτ—— 計算時刻下，透過無遮陽設施窗玻璃太陽輻射的冷負荷強度，W/m2。　　窗框比為25%的PA 斷橋鋁合金在線中空Low-E 無色玻璃其構造修正系數為0.47。杭州市的玻璃窗太陽輻射冷負荷強度的

48、地點修正系數Xd=1，則外窗無任何遮陽設施的輻射負荷對于本工程為：　　3.3.3-3　　式中：　　Xz—— 內遮陽系數；　　Jnτ—— 計算時刻下，透過有內遮陽設施窗玻璃太陽輻射的冷負荷強度，W/

49、m2。　　玻璃窗內遮陽系數Xz 見表9 玻璃窗內這樣系數表。　　3.3.3.3 外窗只有外遮陽板的輻射負荷　　3.3.3-4　　式中：　　F1—— 窗口受

50、到太陽照射時的直射面積，m2；　　J0wτ—— 計算時刻下，透過無遮陽設施窗玻璃太陽散射輻射的冷負荷強度，W/m2。　　3.3.3.4 外窗既有內遮陽設施又有外遮陽板的輻射冷負荷　　3.3.3-4　　式中：</

51、b>　　J0wτ—— 計算時刻下，透過有內遮陽設施窗玻璃太陽散射輻射的冷負荷強度，W/m2。　　3.3.4 人體顯熱冷負荷　　人體顯熱散熱形成的計算時刻冷負荷Qr(W)，可按下式計算：　　3.3.4-1&

52、lt;p>　　式中：　　n—— 計算時刻空調區(qū)域內的總人數；　　φ—— 群集系數；　　q1—— 一名成年男子小時顯熱散熱量，W；　　τ—— 計算時刻，h；<p&

53、gt;　　T—— 人員進入空調區(qū)的時刻，h；　　τ-T—— 從人員進入空調去的時刻算起到計算時刻的持續(xù)時間，h；　　Xτ-T—— τ-T 時刻人體顯熱散熱的冷負荷系數。　　考慮到該門診手術樓內女性與兒童等因素，群集系數的取值參考《手冊》舉例以及《規(guī)范》中的相關規(guī)定，取值φ=0.89。<

54、;p>　　醫(yī)院的病房、高級病房等屬于靜坐類別；辦公室、門診室等房間以及一些使用率不高的房間屬于極輕活動類別；手術室，手術器械清洗室屬于輕度活動類別。各類別的人體散熱量和散濕量的標準值見表11 一名成年男子的散熱量和散濕量。　　醫(yī)院的一樓手術、恢復和二三層病房區(qū)域以及中央控制室為全天24 小時工作，其他門診和辦公區(qū)域為早8 時至晚20 時為工作時間，二樓手術區(qū)域為早10 時至晚23時為工作時

55、間。　　3.3.5 燈具冷負荷　　照明設備散熱形成的計算時刻冷負荷，應根據燈具的種類和安裝情況分別計算。　　3.3.5.1 鎮(zhèn)流器設在空調區(qū)外的熒光燈　　全吊頂的手術室、門診室、辦公室、大廳、走廊等的熒光燈，鎮(zhèn)流器設在房間吊頂內。此種情況下的燈具散熱形成的冷負荷Qr(W)

56、，計算公式為：　　3.3.5-1　　式中：　　n1—— 同時使用系數，因缺少實測數據，故取0.8[手冊]；　　N—— 照明設備的安裝功率，W；　　τ——

57、計算時刻，h；　　T—— 開燈時刻，h；　　τ-T—— 從開燈時刻算起到計算時刻的持續(xù)時間，h；　　Xτ-T—— τ-T 時刻燈具散熱的冷負荷系數。　　辦公及門診房間，其工作時間即為其開燈時間；無外窗的病房全天24 小時開燈，但其深夜0 時至7 時的同時使用系數n1 減少

58、到0.3；有外窗的病房開燈時間為下午17時至次日11 時，其中20 時至次日7 時的同時使用系數n1 亦減少到0.3；其他如恢復區(qū)護士站的照明時間為24 小時。　　照明功率密度：手術室為20W/m2，其他房間為15W/m2。　　3.3.5.2 鎮(zhèn)流器設在空調區(qū)域之內的熒光燈　　半吊頂的高級病房的熒光燈屬于此種情況

59、。其燈具散熱形成的冷負荷Qr(W)，計　　算公式為：　　3.3.5-2　　3.3.6 設備顯熱冷負荷　　確定設備顯熱散熱形成冷負荷的計算過程應分兩步進行：第一步，需要正確計算各種情況下的設備散熱量

60、，然后才能對此散熱量進行冷負荷的轉化計算。　　3.3.6.1 發(fā)熱設備顯熱散熱量的計算　　醫(yī)院中的設備大多屬于辦公及電器設備，其散熱量qs(W)可按下式計算：　　3.3.6-1　　式中：</

61、p>　　p—— 設備的種類數；　　si—— 第i 類設備的臺數；　　qa，i—— 第i 類設備的單臺散熱量。　　3.3.6.2 設備顯熱形成的冷負荷計算　　設備顯熱散熱形成的計算時刻冷負荷Qr(W)，計算公式為：<

62、p>　　3.3.6-2　　式中：　　qs—— 熱源的顯熱散熱量，W；　　τ—— 計算時刻，h；　　T—— 熱源投入使用的時刻，h；　　τ-T—— 從

63、熱源投入使用的時刻算起到計算時刻的持續(xù)時間，h；　　Xτ-T—— τ-T 時間設備、器具散熱的冷負荷系數。　　3.3.7 人體散濕量與潛熱冷負荷　　3.3.7.1 人體散濕量　　計算時刻的人體散濕量Dr(kg/h)，可按下式計算：

64、　　3.3.7-1　　式中：　　nτ—— 計算時刻空調區(qū)域內的總人數；　　φ—— 群集系數；　　g—— 一名成年男子小時顯熱散濕量，g/h；

65、;　　3.3.7.2 人體散濕形成的潛熱冷負荷　　計算時刻人體散濕形成的潛熱冷負荷Qr(W)可按下式計算：　　3.3.7-2　　式中：　　nτ—— 計算時刻空調區(qū)域內的總人數

66、；　　q2—— 一名成年男子小時潛熱散熱量，W；　　3.4 空調區(qū)冷負荷計算舉例　　下面舉一個典型的房間為例子，目的是為了具體的說明計算過程中出現不同的計算項目。全部房間的負荷計算見附表房間逐時冷負荷計算表。　　計算舉例的房間為處于本醫(yī)院手術樓三層（頂層）的空調房間300

67、1，其平面圖如圖2 3001 房間平面圖所示。杭州市當地夏季空調室外計算日平均溫度twp=35.7℃，室內設計溫度tn=27℃?？照{采用全空氣全新風系統(tǒng)，室內保持正壓，可不考慮空氣滲透負荷。房間北向有一樘PA 斷橋鋁合金Low-E 在線中空無色玻璃，輻射率≤0.25，空氣間層厚度為9mm，窗框比約為25%，內掛白布窗簾，室外沒有遮陽板。房間最大可容納4 名病患住院恢復；240W 熒光燈照明，同時使用系數n1=0.8；900W 用電設備，

68、按辦公設備考慮。人員、設備與燈具的作用時間均以24 小時考慮。建筑外墻為輕集料混凝土砌塊磚框架填充墻，K=0.54W/(m2·℃)；屋面為架空層屋面，K=0.59W/(m2·℃)。相鄰房間均為空調房間，內維護結構負荷不計。　　第一步先要做些前期準備工作，之后，計算各分項負荷，最后，按計算時刻將各項負荷累加，求出房間逐時冷負荷，其中的最大值即是該房間的計算冷負荷。</p&

69、gt;　　3.4.1 準備工作　　(1) 維護結構的夏季熱工指標　　各維護結構的夏季熱工指標見表4 維護結構及其熱力學參數表。　　(2) 房間的分類　　根據《實用供熱空調設計手冊》對房間的分類方法，該房間為中型。

70、　　(3) 城市的分組　　根據《手冊》上的分類，杭州屬于以上海為代表城市的那一組，計算外墻、屋面、玻璃窗輻射等負荷項目時，應查上海的有關表格，并根據計算項目的不同加以修正。　　但確定玻璃窗溫差傳熱的冷負荷時，按照《手冊》的分類，杭州屬于以重慶為代表的城市特征，計算時加以修正。

71、　　(4) 北向窗口太陽直射面積的計算　　該房間北向窗口沒有外遮陽設施，但是考慮到一樓北向窗口均有外遮陽板，因此將窗口太陽直射面積的計算添加加在了分項計算里。　　3.4.2 溫差傳熱形成的冷負荷　　各項溫差傳熱冷負荷的計算過程及計算結果已列入表14 中。

72、;　　3.4.3 透過玻璃窗太陽輻射形成的冷負荷　　透過玻璃窗太陽輻射形成的冷負荷計算過程見表15 3001 房間透過玻璃窗太陽輻射形成的冷負荷計算表。其中窗戶的構造修正系數為Xg=0.47，地點修正系數Xd=1，內遮陽系數Xz=0.6。　　3.4.4 室內發(fā)熱量形成的冷負荷　　室內熱源形成

73、的冷負荷計算過程見表16 3001 房間室內發(fā)熱量形成的冷負荷計算表。其中人體單位顯熱散熱量可以從表11 中查到：q1=61W。由于該醫(yī)院病房病人流動性較大，故結合床位綜合考慮后取群集系數φ=0.89，n=4，計算公式見式3.3.4-1。　　3.4.5 人體潛熱冷負荷　　人體潛熱散熱量形成的冷負荷計算公式見式3.3.7-2。取群集系數φ=0.89，n=4

74、。查表11 知，人體潛熱散熱量q2=50W。計算結果列入表16 3001 房間室內發(fā)熱量形成的冷負荷計算表。　　3.4.6 人體散濕負荷　　散濕源為2 名成年男子，散濕量的計算公式見式3.3.7-1。取群集系數φ=0.89，n=4。查表11 知，人體單位散濕量g=75g/h。計算結果列入表17 3001 房間冷負荷與濕負荷匯總表。

75、　　3.4.7 房間總負荷　　整個房間的全熱冷負荷與濕負荷已匯總與表17 3001 房間冷負荷與濕負荷匯總表中。由表可以看出：房間計算冷負荷為1992W；計算濕負荷為0.267kg/h；對應的計算時刻為中午14 點鐘。　　4 空調及通風風量計算　　4.1 空調送風量計算&

76、lt;p>　　除手術室外其他空調房間的總送風量確定方法如下：由過室內狀態(tài)點R 點的熱濕比ε和95%的相對濕度線交點確定送風狀態(tài)點S 點，然后查出室內狀態(tài)點R 點和送風狀態(tài)點S 點之間的焓差（hR-hS），根據公式4.1-1 算出空調房間的送風量G，對于全空氣全新風系統(tǒng)，以上所求送風量即為所需新風送風量，其空氣處理過程h-d 圖如圖3 所示。　　空調房間送風量G(m3/h)可按下式計算：&

77、lt;/p>　　3.3.7-2　　式中：　　Q—— 室內計算負荷，W；　　hR—— 室內狀態(tài)點焓值，kJ/kg；　　hS—— 送風狀態(tài)點焓值，kJ/kg。</p&

78、gt;　　手術室送風量計算詳見本說明書手術室空調部分。各房間風量匯總見附錄-（No.）（Name）。　　一層所需送風量為27558m3/h，二層所需送風量28336m3/h，三層所需送風量26257m3/h，三層共計所需送風量82151m3/h。空氣處理機組選型相見本說明書設備　　選型部分。&l

79、t;/p>　　4.2 衛(wèi)生間排風計算　　衛(wèi)生間排風量Vp（m3/h）用下式進行計算：　　4.2-1　　式中：　　Vr—— 排風房間的體積，m3；

80、　　n—— 換氣次數，次/h。　　在本樓中衛(wèi)生間3 的體積最大Vr(max)=38.61m3，取n=10 次/小時，則Vp(max)=n·Vr(max)=10*38.61=386.1m3/h。該衛(wèi)生間采用兩臺排風扇同時工作，因此衛(wèi)生間3 的單機排風量為194m3/h，小于用同樣方法計算出的病人更衣室2-3 的196.29m3/h。因此，單機最大排風量為196.29m3

81、/h。　　各通風房間排風量計算見附錄-（No.）（ Name）。　　5 空調及通風氣流組織計算　　5.1 氣流組織的基本要求及分類　　空調區(qū)的氣流組織（又稱為空氣分布），是指合理地布置送風口和回風口，使得經過凈化、熱濕處理后的空氣，由送風口送入空調區(qū)后，在與空調區(qū)內空氣混

82、合、置換并進行熱濕交換的過程中，均勻地消除空調區(qū)內的余熱和余濕，從而使空調區(qū)（通常指離地面高度為2m 以下的空間）內形成比較均勻而穩(wěn)定的溫濕度、氣流速度和潔凈度，以滿足凈化要求和人體舒適的要求。同時，還要由回風口抽走空調區(qū)內空氣，潔凈度要求較高的手術室將大部分回風返回到空氣處理機組（AHU）、少部分排至室外，其他房間的回風在與新風進行全熱交換后全部排至室外。　　影響空調區(qū)空氣分布的因素有：送風口

83、的形式和位置、送風射流的參數（例如，送風量、出口風速、送風溫度等）、回風口的位置、房間的集合形狀以及熱源在室內的位置等，其中送風口的型式和位置、送風射流的參數是主要影響因素。　　空調區(qū)的氣流組織，是根據醫(yī)院各個房間的用途對空調區(qū)內溫濕度參數、允許風速、噪聲標準、空氣質量、室內溫度梯度及空氣風不特性指標（ADPI）的要求，結合醫(yī)院建筑物的特點、內部裝修的形式、散熱設備以及家具的布置等進行設計、計算

84、。　　根據《ASHRAE Handbook—Fundamentals,2005》，空調區(qū)的氣流組織方式，按照　　機理不同可分為：　　1) 上（頂）部混合系統(tǒng)，又稱都不以上混合系統(tǒng)（Overhead Mixing Systems)；

85、2) 置換通風系統(tǒng)（Displacement Ventilation System）；　　3) 單向流通風系統(tǒng)（Unidirectional Airflow Ventilation System）；　　4) 地板送風系統(tǒng)（Underfloor Air Distribution System）；　　5) 崗位/個人

86、環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)（Task/ Ambient Conditioning System）等。　　按照送風口在空調空間內所處的位置不同可分為：上（頂）部送風和下部送風　　兩大類。　　上部送風就是常規(guī)的上（頂）部混合（OHM）系統(tǒng)（又稱混合式送風系統(tǒng)），是目前工程上用的最多的氣流分布方

87、式。上部送風的常用方式有側向送風、孔板上送風、散流器上送風、噴口送風、條縫口上送風和旋流風口上送風等。本工程中采用的氣流分布形式主要有：散流器上送風、側向送風和條縫送風幾種。　　手術室為潔凈空調系統(tǒng)，其氣流組織較一般空調要求更高，詳見本說明書手術室空調部分。　　5.2 散流器送風<p&g

88、t;　　5.2.1 散流器送風及其適用條件　　本工程中散流器上送風是利用設在吊頂的方形散流器，將空氣從頂部向下送入房間空調區(qū)的送風方式。方形散流器夏季送冷風時為平送貼附流型；冬季送熱風時自動切換成垂直下送流型。　　本建筑物層高較低，單位面積送風量較大，且有吊頂可供利用，采用方形散流器進行平送，與走廊相通的門柵作為回風口布置在房間下部。

89、　　5.2.2 散流器送風的最大送風速度　　醫(yī)院中各類房間的允許噪聲級均要求小于40dBA[手冊]，而室內的凈高度小于3m，則按照《手冊》中的要求，散流器頸部最大送風速度為4.4m/s。　　5.2.3 散流器送風的設計計算　　5.2.3.1 設計計算步驟<p&g

90、t;　　（1）按照房間（或分區(qū)）的尺寸選取相應的散流器的送風計算表，并查出室內平均風速vpj。設計時應區(qū)分送熱風和送冷風的情況，對vpj 值進行修正。　?。?）根據房間負荷計算送風量。　?。?）確定送風速度和散流器的尺寸大小　　按選出的計算表，在第一列查出與Ls 相近的風量值，并在這一行中順序查得送風速度vs、散

91、流器的有效面積F 和規(guī)格尺寸W×H。　?。?）將選到的參數按其他方面的要求，例如允許噪聲，進行檢驗。若噪聲超過　?。ㄖ饕憩F在出口風速太大），則增加散流器的個數，并重復以上步驟。　　（5）按所計算出的參數和尺寸，查產品樣本選取散流器的型號，并校核其射程。　　5.

92、2.3.2 計算舉例　　3025 辦公室A×B×H=2.8m×3.4m×2.7m，最大熱負荷為……　　5.3 側向送風　　5.3.1 側向送風的送、回風口的布置形式　　采用百葉風口進行側向送風時

93、，其送、回風口的布置形式有：　?。?）單側上送下回　?。?）單側上送上回　?。?）單側上送、走廊回風　?。?）雙側上送下回<p&

94、gt;　?。?）雙側上送上回　　本工程中所運用的送回風口的布置形式主要為單側上送、走廊回風。　　5.3.2 側送氣流組織的設計計算　　5.3.2.1 設計計算步驟　?。?）根據空調區(qū)的夏季冷負荷、熱濕比和送風溫差，繪制空氣處理過程的h

95、-d圖，計算夏季空調總送風量Ls（m3/h）和換氣次數n（1/h）：　　5.3.2-1　　5.3.2-2　　（2）根據房間（或分區(qū)）中的顯熱冷負荷（或熱負荷）q（kW）和送風溫差Δts，按下式計算送風量（m3/s）：

96、　　5.3.2.2 計算舉例　　6 空調及通風管道設計計算　　6.1 空調風管路設計　　風道設計計算的主要任務是：確定風道的斷面形狀，選擇風道的斷面尺寸；計算風道內的壓力損失，最終確定風道的斷面尺寸，并選擇合適的通風機。　　本設計中風道采用矩形斷面形狀

97、。采用壓損平均法進行計算【12】。　　6.1.1 沿程阻力損失　　長度為l(m)的風道的沿程阻力損失ΔPy(Pa)可按下式計算：　　6.1.1-1　　6.1.1-2<

98、p>　　式中：　　ρ—— 氣密度，標準大氣壓下ρ=1.2kg/m3；　　v—— 風道內空氣的平均流速（m/s）；　　de—— 風道的當量直徑，矩形風道的當量直徑de=2ab/(a+b)；　　λ—— 摩擦阻力系數。</p&g

99、t;　　λ值可按下式計算： 　　6.1.1-3　　式中：　　K—— 風道內壁的當量絕對粗糙度，本設計中選用鍍鋅薄鋼板，其值為0.15~0.18，選K=0.16；<b&

100、gt;　　Re—— 雷諾數。　　Re 雷諾數可按下式計算：　　6.1.1-4　　式中：　　υ—— 空氣的運動粘度，標準狀況下υ=15.06×10-6m2/s。<

101、/p>　　風道的沿程阻力損失可以按照以上公式計算，也可以查閱相關手冊來確定。　　6.1.2 局部阻力損失　　局部阻力損失ΔPj(Pa)的計算公式：　　6.1.1-4　　式中：</b&

102、gt;　　ζ—— 局部阻力系數；　　v—— 與ζ對應的斷面流速。　　選取最不利環(huán)路進行計算，選定流速列于表中，送風量G（m3/h）的計算公式為：　　6.1.1-5　　可以按初選風速以及給定風量

103、先選出管段的截面尺寸，并與規(guī)格尺寸符合，再根據風量和所選截面面積算出實際風速，然后根據實際流速和風管截面尺寸查表得出各段沿程壓力損失及各項數據。　　最后按下式計算管段總阻力ΔP(Pa)：　　6.1.1-7　　從組合式空調器到一樓走廊6 的出風口為系統(tǒng)最不利環(huán)路，以最不利環(huán)路為

104、例進行風管阻力計算。見圖4，計算結果見表18。　　6.2 排風管路設計計算　　對于矩形排風管，其計算方法如空調風管路設計。圓形排風風管設計計算如下。　　在已知排風量的情況下，圓形排風管的直徑D(m)可按下式計算:　　6.2-1<

105、/p>　　式中：　　Vp—— 排風量，m3/h；　　v—— 風管內空氣流速，m/s，取5m/s。　　本工程中單機最大排風量為196.29m3/h，則：　　選擇排風管管徑為φ100，經校核，該方案對于體積最大

106、的衛(wèi)生間適用，對其余的衛(wèi)生間均適用。　　7 空調機通風系統(tǒng)噪聲控制　　噪聲控制有兩個方面：一是暖通空調系統(tǒng)服務對象的噪聲控制；二是暖通空調系統(tǒng)設備房的噪聲控制。噪聲往往是影響室內聲環(huán)境的一個主要因素，為了給用戶提供一個清靜的環(huán)境，必須對可能產生噪聲的地方采取相應的消聲措施，具體策略有：　　通風機、水泵、電動機等安

107、裝的彈性支架要隔振，通過高噪聲房間的管道要做隔聲處理，避免振動或者高噪聲傳入管內；末端采用消聲軟管與風口連接，以防止其流通過調節(jié)閥時產生的噪聲傳入室內；空氣處理機組混風處和機組出口設置靜壓箱，內貼消聲材料；在必要的地方設置消聲器或消聲彎頭等【12】。　　各種有運動部件的設備都會產生振動，它直接傳給基礎和連接的管件，并以彈性波傳到其他房間去，又以噪聲的形式出現。另外，振動還會引起構件（如樓板）、管

108、道振動，有時會危害安全。因此對振源必須采取隔振措施。制冷主機、空氣處理機組、風機等設備的接口均采用軟接頭連接。風機進出口和風管間的軟管則采用帆布材料制作，以防止振動的傳播。此外必須設置基礎，并采用彈性減振連接。管道每隔一段設置管道減振吊架或減振支承，在管道穿越墻、樓板或者屋面時采用軟連接，減振器和減振吊架可以用金屬彈簧、橡膠或其他減振材料，如軟木、泡沫橡膠、空氣彈簧等制作【14】。　　無機房設備

109、的噪聲控制：熱泵空氣處理機組設在屋頂室外，它的噪聲影響周圍環(huán)境。因此要對其噪聲進行控制。方法就是盡量選用低噪聲的設備，選擇合理的設備位置以及采用隔聲屏障等。查《手冊》得醫(yī)院室內允許最高噪聲級分別為：病房、醫(yī)生休息室為40dBA；門診室為55dBA；手術室45dBA。　　8 手術室空調設計　　8.1 手術室潔凈空調技術

110、　　潔凈空調技術也稱潔凈室技術。除滿足空調房間的溫濕度常規(guī)要求外，通過工程技術方面的各種設施和嚴格管理，使室內微粒子含量、氣流、壓力等也控制在一定范圍內，這種特定的空間稱潔凈室。該技術在世界上已經歷了半個多世紀的發(fā)展。　　我國已頒布實施《醫(yī)院潔凈手術部建設技術規(guī)范》（GB 5033—2002），對醫(yī)院潔凈手術室用房分級及其相應的潔凈度級別、空氣潔凈度和細

111、菌濃度等。　　控制手術感染是手術保障體系中最重要的環(huán)節(jié)。手術切口感染主要是由微生物氣溶膠引起的，有關文獻指出，全髖關節(jié)置換手術切口上發(fā)現的細菌約有32%直接來自空氣，另外有68%由間接途徑而來[15]。由此可見，醫(yī)院手術部的潔凈空調控制的重要性。　　《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》對手術室的潔凈度分級，平面尺寸大小，不同級別手術室的換氣次數、溫度、濕度，空

112、氣凈化處理的過程以及噪聲水平等等都有詳盡的描述。其中，Ⅰ級手術室的手術區(qū)是指手術臺兩側各外推0.9m，兩端各外推0.4m；Ⅱ級手術區(qū)是指手術臺兩側各外推0.6m，兩端各外推0.4m；Ⅲ級手術室的手術區(qū)是指手術臺四邊各外推0.4m，且包括手術臺的區(qū)域，手術區(qū)外的室內其他區(qū)域為周邊區(qū)；Ⅳ級手術室不分手術區(qū)和周邊區(qū)【16】。　　本工程中手術室的用途主要為微創(chuàng)手術，根據《醫(yī)院潔凈手術部建設技術規(guī)范》（G

113、B 5033—2002）的規(guī)定，本工程中的手術室的潔凈度等級為Ⅲ級。　　8.2 手術室的空調負荷　　手術室除外維護結構負荷外，其他的空調負荷主要是設備、照明與人員負荷。而手術已醫(yī)用設備日新月異，種類繁多，常見設備的電功率及計算值見表19 醫(yī)院手術室常見設備的電功率及其計算取值【17】。　　具體計算方法同其他房間空

114、調負荷計算，詳見本說明書空調負荷計算部分。　　8.3 手術室的夏季空氣處理方案　　手術室夏季空氣處理方案有多種，適合不同地域和情況。曾經流行性過性風空調機組與手術室空調機兩組串聯(lián)的模式，實踐證明，不僅造價高、運行費用高【17】，而且本工程中兩級空氣處理系統(tǒng)串聯(lián)的必要性也不大，決定不采用這用形式。　　本工程中采用新

115、風與排風在全熱交換器內進行熱交換后進入手術室技術集中空調機組，經機組處理后的空氣送入分別送入各手術室的加壓過濾機組后送入室內。　　8.4 手術室潔凈度控制　　8.4.1 手術室潔凈空調的過濾器及過濾效率　　手術室潔凈空調采用粗、中、高三級過濾，粗效過濾器安裝在新風入口處，中效過濾器設在手術室空調機組內，高效過濾放

116、置在空調末端選用手術室用送風天花。粗效過濾器過濾效率η1=0.1，中效過濾器過濾效率η2=0.4，高效送風天花過濾效率η3=0.99999。　　回風總過濾效率為：　　8.4.1-1　　送風總過濾效率為：

117、;　　8.4.1-2　　8.4.2 手術室潔凈空調的風量　　手術室風量確定包括送風量、回風量、排風量與新風量。新風量的確定主要取決于溫濕要求，其風量計算方法同其他房間。而送風量、回風量和排風量則取決于手術室的潔凈度要求。　　由于手術室

118、的氣流組織設計為工位單向流，其送風量較單向流與非單向流不同。其送風量既要滿足手術區(qū)單向流的無擴散污染的活塞作用，周邊區(qū)又要滿足稀釋作用的凈化機理。　　8.4.2.1 單向流送風量　　單向流的凈化機理是對送風區(qū)域的無擴散污染，污染物是由活塞作用排出手術區(qū)，所以使室內保持單向流并具有一定速度是關鍵措施，此外出風面風速面風速均一性亦十分重要。單向流潔凈室送風量

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