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      醫院建筑特點與節能

      發布時間:2021/12/20      點擊次數:317

      1、醫院空調節能
      適用于醫院的節能方法、運行的可能性以及可能存在的問題見下表:

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      2、醫院特殊科室節能
      院內感染控制中最難控制的是氣溶膠傳染與手術部位感染,因此像手術室、無菌病房、ICU、隔離病房等特殊場合,室內環境控制系統相比舒適性空調必須是有效、安全、冗余,靠實現完善的保障理體系來最大限度的控制院內感染,保障醫療過程實施。
      要實現醫院這些特殊科室節能,首先要了解其通風空調特點與技術措施,尤其是無菌環境控制的手段,這樣才能有針對性的提出合適的節能技術與措施。實現無菌環境控制一般需要做到:
      (1)過濾空氣,將送風空氣中所有的微生物及其代謝物清除掉;
      (2)采用氣流技術使室內維持無菌無塵;
      (3)控制壓力使整個控制區域壓力梯度有序分布;
      (4)設定合理的溫濕度,抑制細菌繁殖,降低人體的發菌量;
      (5)排除室內污染氣體,保持室內良好的空氣質量。
      以上要求常常給實施常規節能技術與措施增添了很大的難度,為此必須要考慮:
      (1)因此系統要實現完善的過濾除菌,必須設置粗、中、高三級過濾器。在定風量系統中,為能滿足在過濾器終阻力下也能達到設計風量,必須設置高壓頭的風機,同時又必須設置風量調節裝置以保持在三級過濾器不斷積塵使系統阻力隨之上升時維持系統設計風量不變;如采用變頻風量調節裝置時,要注意其對醫療儀器儀表的電磁干擾。
      (2)高度無菌空間的氣流技術不僅僅是高換氣次數,而且要求的氣流流型為置換流甚至是單向流流型,而不是通常的湍流流型。其斷面風速取決于所抑制污染的特性,難以將風量降低。因此無法采用變風量系統等節能措施依據室內負荷來降低送風量。
      (3)要實現整個控制區域的有序壓力梯度,必須造成區域內各空間的壓差滲漏氣流形成一股定向氣流。對于既有圍護結來說,空間壓差控制值越大,滲漏風量越大。這樣為了維持正壓,新風補充量很大。一旦實施變新風量調節的節能運行,區域有序正壓控制就難以維持。
      (4)無菌空間的溫濕度調節強調濕度優先控制,因為高濕度易誘發微生物污染。但與溫度優先控制相比耗能多,且濕度控制要求難于實現變新風量運行調節。
      (5)無菌空間也常有排風,由于正壓控制要求室內向外的滲漏風量很大,使得系統的新、排風量差異很大,不利于采用全熱交換器,即使采用也要特別注意全熱交換器中污染空氣的滲漏。對烈性空氣途徑傳染的隔離病房是不允許采用全熱交換器的。
      另外,由于無菌環境的室內微生物控制要求,必須采用全空氣系統,因此不能用水系統、冷媒系統替代全空氣系統以減少輸送能耗。醫院空調必須依據功能科室對致病菌控制的要求、致病菌對患者傷害程度或對他人與環境危害程度、醫療保障程度來確定系統的冗余度。
      針對以上問題,總結有特殊要求醫療科室的節能途徑與措施,分析如下。
      (1)降低送風量
      對高度無菌空間來說,合適流型與有效氣流組織是抑制、稀釋與排除室內發菌最有效的措施之一。傳統做法是將過濾除菌與層流技術作為實現高度無菌的必要條件,這是造成凈化空調系統要壓頭、大風量的根源?!兑幏丁犯鶕餄崈羰业奶攸c采用低湍流度的置換流技術來替代層流(單向流)技術,大大降低了斷面風速與送風量。為了更有效的將微生物濃度控制在可接受水平,《規范》認為最有效的氣流分布形式應是送風氣流從頂棚垂直下送,經兩側墻上均布的回風口排出??捎幂^小的風量達到較好的效果。
      (2)采用局部凈化
      《規范》認為整個手術室只有手術切口是關鍵部位,采用局部低湍流的垂直置換流送風,不僅大大降低了送風量,而且能更有效的保護手術部位?!兑幏丁愤€規定了與潔凈手術室級別相適應的不同尺度的送風天花,在室內形成不同無菌程度的核心區與周邊區。在送風天花周邊加氣幕或圍擋可以在工作面達到所要求的斷面風速而降低送風量,這也可以用在無菌病房。但要對圍擋每天進行擦洗消毒,對手術醫生有壓抑感。采用氣幕感到不舒適。目前已有更為有效、節能的送風天花替代。
      (3)提高新風稀釋效應
      無菌空間不僅送風量大,而且新風量也不小,但實際效果并不好,室內醫護人員往往感到氣悶,要求提高新風量,這會大大增加系統能耗。因此提高入室新風的質量,加大新風的稀釋效應,而非單純增加新風量就顯得十分重要?!兑幏丁吠扑]新風集中處理,在實際工程中常將集中處理后的新風送入循環機組送風側,然后注入室內,以減少新風的空氣齡,提高新風質量,效果很好。
      (4)合適的系統分區
      無菌區域中不同空間無菌要求不同,為了降低造價與運行能耗,最有效方法是根據無菌程度將系統合適分區。如《規范》規定潔凈手術室應與輔助用房分區,不同潔凈度手術室分區等?!毒C合醫院建筑設計規范》修訂版還要求將一般手術部與潔凈手術部分區??s小高精度空調或潔凈區域面積,盡量避免整個區域只采用一個系統。不僅有力的降低了運行能耗,也有利于運行調節。
      潔凈手術部常采用雙走廊布局形式,常常會使手術室處于內區。將處于內、外區的空間分區十分有必要。但有時又不是十分典型的內區卻需要長期供冷。在冬季手術尚未開始室內熱負荷很小時還需要供熱,隨著手術進程熱負荷積累、增大,又需系統供冷,迫使越來越多的大型手術部采用四管制空調系統,造價與運行費用很高。有的僅利用新風自然冷源供冷往往是不夠的,有些工程采用冷卻塔非電供冷取得很好節能效果。
      (5)采用二次回風
      對于高度無菌(潔凈度)區域,由于送風量很大而送風溫差小,加大回風(循環)量、減少再熱損失是最有效的節能手段。條件合適應盡量采用二次回風系統,但應用時具體情況需具體分析。無菌空間不同于工業潔凈室,相對來說室內發濕量較大、發熱量較小,二次回風使得機器露點下降,如醫院夏季冷水系統的供水溫度往往達不到7℃,常使各室濕度超高。對于需要高精度溫濕度控制的大型診療設備室,單靠調節二次回風風閥難以控制室內狀態。常采用固定比例的一、二次回風,輔以再熱器作微調,控制穩定,效果也不錯。
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      (6)在室內設置自凈機組
      在無菌空間,高效過濾器設置在自凈機組送風口上,室內空氣靠自凈機組不斷循環而提高了潔凈程度;在隔離病房內,高效過濾器設置在自凈器排(回)風口,以盡快、就地排走傳染病人的呼吸產物,可大大降低系統送風量,有效減少系統輸送能耗。與采用傳統全新風系統相比,大大降低了能耗。但要注意自凈機組送風氣流對系統的送風氣流的干擾而影響控制效果。因此對氣流分布要求很嚴的高度無菌空間不宜在室內設置自凈機組,應將循環機組設置在室外。 《綜合醫院建筑設計規范》修訂版允許在一般手術室內設置自循環機組,因此對一般手術而言懸浮菌對術后感染已影響不大太了。
      (7)最佳系統設計與配置
      最佳系統設計與配置是指投入材料與設備最小的節能技術?!兑幏丁窂娬{手術部是一個受控環境,即要求無論何種運行狀態,手術部內有序正壓梯度不變。由于手術室同時使用系數較小,為降低運行能耗,希望各潔凈手術室系統可以根據需要靈活開停。只有整個手術部有序的壓力梯度分布不受某潔凈手術室的停開而影響,才有可能維持各房之間的正壓氣流的定向流動,避免交叉感染的危害。為了達到這一點,過去完全靠壓力傳感器來控制回風管的變風量閥開度以維持各室正壓,整個區域控制系統龐大、復雜。但實際運行時系統難以穩定,引起新風進入量的波動。為此《規范》推薦了一套系統形式,其原理是靠獨立輸入各空間的固定新風量來保證整個區域梯度壓差,從系統上保證了正壓控制,節能、控制穩定。這種系統十分簡單,但能有效保障整個手術部處于受控狀態。
      《規范》強調手術室要有合適的溫濕度控制,提出濕度優先控制理念。高濕度不僅增大人體發菌量而且還會引起微生物繁殖,而相對濕度控制在50%左右是各種微生物生長的最不利環境。因此可以說高濕度就是引發感染的主要因子,或者說實現無菌環境關鍵就是濕度優先控制。但濕度優先控制常被理解為自控概念,認為當室內溫濕度傳感器偏離設定值時,自控系統優先處理濕度傳感器信號,先調節機器露點,再由溫度傳感器控制再加熱量以達到室內溫度,這種耗能的控制成為濕度優先控制的典型方法。其實《規范》提出的濕度優先控制理念是一個系統概念。由于手術過程中人員幾乎沒有變化,但手術電動器械與設備使用時間與數量變化很大。這反映了手術室負荷特點:濕負荷相對穩定,熱負荷變化較大。如果輸入所需要的新風量與送風狀態保持不變,室內濕負荷就能優先被新風帶走,再靠循環機組控制室內顯熱負荷,這樣就能從系統層面上實現濕度優先控制。循環機組不僅在夏季等濕降溫,而且冬季也不加濕,對無菌環境控制十分有利。由于各級手術室新風量較大,機器露點不低,且存在一個對各手術室均合適的新風集中處理的終狀態點。因此“濕度優先控制"較為節能。以上控制理念不適用室內濕負荷變化很大的場所。
      當然,隔離病房室內有空氣途徑傳染的病菌,為徹底消除盤管表面和凝水盤等處的滋菌隱患,必須強調末端機組無凝水。為了保證末端機組干工況運行,必須隨時控制盤管表面溫度高于室內露點溫度。對于無菌程度較高的手術室或其它場所沒有必要采用無凝水空調,反而給水系統布置、控制及運行帶來許多困難。
      (8)合適的室內控制冗余度設定
      室內控制冗余度設定取決于醫療風險與防感染控制要求,控制冗余度常常表現在室內控制參數上。根據冗余度要求合理設定醫療所要求的的無菌水平、溫濕度、壓力控制值、換氣次數等參數對降低整個系統能耗至關重要,因為系統的送風量與新風量,空氣過濾級數與過濾器效率,系統配置與控制要求均取決于這些參數設定。





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