【摘要】本文結合工程實(shí)例，介紹了一些醫院潔凈手術(shù)部?jì)艋照{系統設計中的節能方法，包括優(yōu)化手術(shù)部建筑平面布局、合理劃分凈化空調系統、采用二次回風(fēng)處理過(guò)程、在送風(fēng)主管道安裝定風(fēng)量閥、新風(fēng)機組和凈化循環(huán)機組都采用變頻風(fēng)機以及設定手術(shù)室過(guò)渡季和非工作狀態(tài)的運行模式等。

引 言 

　　 
　　隨著(zhù)醫院建筑現代化程度的提高，醫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。由國家建設部頒發(fā)的《醫院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范》GB50333-2002明確規定了我國潔凈手術(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，這對我們進(jìn)行醫院手術(shù)部?jì)艋照{系統的設計提出了嚴格的要求。并且建設部頒發(fā)的《公共建筑節能設計標準》GB50189-2005已經(jīng)從2009年7月1日開(kāi)始實(shí)施，對全國新建、擴建和改建的公共建筑，提出了節能要求，目的是提高暖通空調系統的能源利用效率實(shí)現國家的可持續發(fā)展的戰略。因此，針對醫院手術(shù)部空調凈化系統能耗特別高的特點(diǎn)，設計既滿(mǎn)足醫院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范要求又節約能源的凈化空調系統具有非常重要的意義。關(guān)于潔凈手術(shù)室凈化空調系統的節能措施有很多，包括選擇二次回風(fēng)空氣處理過(guò)程、潔凈手術(shù)室的正壓控制、采用熱回收裝置和凈化空調系統的節能運行等，具體內容見(jiàn)參考文獻1。本文主要以天津市某醫院潔凈手術(shù)部的凈化空調系統設計為例，介紹了一些節能措施的具體應用。 
　　 
　　1.手術(shù)室概況與平面布局 
　　 
　　該醫院的新建潔凈手術(shù)部主要服務(wù)于“器官移植”手術(shù)，位于醫院建筑的13層東、西兩側和12層東側（建筑平面分為東、西兩側，中間由空中走廊連接），其中13層東、西兩側主要由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（包括一間正負壓轉換手術(shù)室），另外13層西側包括一部分ICU及其輔房，但是ICU的凈化空調系統與醫院手術(shù)部相互獨立。12層東側主要由家屬等候室、病梯廳、客梯廳及手術(shù)部辦公輔助用房組成。該醫院潔凈手術(shù)部12層和13層的建筑平面布局。 
　　 
　　2.醫院手術(shù)部?jì)艋照{系統的節能方法 
　　 
　　2.1 優(yōu)化手術(shù)部建筑平面布局 
　　該醫院手術(shù)部由于手術(shù)室數量較多采取了環(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，中間通道設為潔凈走廊，外廊設為清潔走廊，這種方式便于做到潔污分明、疏散方便。同時(shí)根據《醫院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范》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組建而成。輔助區內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)的功能用房可設置凈化空調系統，為潔凈輔助用房，而且應設置在潔凈區內；非潔凈輔助用房應設置在潔凈手術(shù)部的非潔凈區域。因此，在此醫院手術(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(wú)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(huì )議室、教學(xué)觀(guān)摩室、值班室等）設置在12層。 
　　在此醫院手術(shù)部?jì)艋照{設計方案中根據《醫院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范》GB50333-2002所規定的潔凈手術(shù)室與主要潔凈輔助用房分級標準合理設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計為10萬(wàn)級潔凈區域；把恢復室、更衣室、手術(shù)部辦公輔房和清潔走廊等區域設計為30萬(wàn)級潔凈區域，把衛生間、病梯廳、客梯廳以及家屬等候等區域設計為非潔凈區域（舒適性空調區域）。 
　　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，而且便于在醫院手術(shù)部的凈化空調設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域的功能用房設計為舒適性空調，從而根據凈化空調和舒適性空調的設計標準的差異通過(guò)降低這些功能用房的送風(fēng)量和/或新風(fēng)量，達到減少送風(fēng)能耗的效果。 
　　2.2 合理劃分凈化空調系統 
　　在此醫院手術(shù)部?jì)艋照{系統設計方案中，考慮到手術(shù)室及其輔房位于建筑平面內部只有室內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(guò)外圍護結構的傳熱，夏季需要供冷、冬季需要供熱，因此根據不同功能用房的冷熱負荷的特點(diǎn)，需要對此醫院手術(shù)部的凈化空調系統進(jìn)行內外劃分。并且，手術(shù)部的16間I級、II級和III級手術(shù)室和10萬(wàn)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，30萬(wàn)級手術(shù)室輔房以及非凈化區域設計為舒適性空調全部采用風(fēng)機盤(pán)管加新風(fēng)系統，所不同的是30萬(wàn)級凈化區域的送風(fēng)末端采用亞高效空氣過(guò)濾器，非凈化區域內的送風(fēng)口采用散流器。 
　　根據《醫院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范》GB50333-2002的有關(guān)規定：1）潔凈手術(shù)室應與其輔房分開(kāi)設置凈化空調系統；2）Ⅰ、Ⅱ級潔凈手術(shù)室應每間采用獨立凈化空調系統，Ⅲ、Ⅳ級潔凈手術(shù)室可2～3間合用一個(gè)系統；3）新風(fēng)可采用集中系統；4）各手術(shù)室應設置獨立排風(fēng)系統。因此該醫院手術(shù)部的凈化空調系統劃分情況如下： 
　　(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，設置10臺凈化循環(huán)空調機組，空氣處理過(guò)程采用二次回風(fēng)方式。10套系統設置1臺新風(fēng)機組集中處理新風(fēng)，各手術(shù)室獨立設置排風(fēng)系統。做到用哪間手術(shù)室，開(kāi)那間的室內循環(huán)機組，以節約能源。 
　　(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，設置3臺凈化空調機組，空氣處理過(guò)程采用二次回風(fēng)方式。3套系統設置1臺新風(fēng)機組集中處理新風(fēng)，各手術(shù)室獨立設置排風(fēng)系統。 
　　(3)，手術(shù)部的十三層西側潔凈走廊、10萬(wàn)級手術(shù)室輔房和空中連廊（潔凈走廊）設置1臺凈化循環(huán)空調機組；十三層東側潔凈走廊、10萬(wàn)級手術(shù)室輔房設置1臺凈化循環(huán)空調機組，空氣處理過(guò)程采用二次回風(fēng)方式。2套系統設置1臺新風(fēng)機組集中處理新風(fēng)，該新風(fēng)機組同時(shí)負擔十三層東側手術(shù)部辦公輔房的新風(fēng)。此外，13層手術(shù)部東側潔凈走廊和10萬(wàn)級手術(shù)室輔房設置1套排風(fēng)系統，13層手術(shù)部東側清潔走廊和30萬(wàn)級手術(shù)室輔房設置1套排風(fēng)系統；13層手術(shù)部西側潔凈走廊和10萬(wàn)級手術(shù)室輔房設置1套排風(fēng)系統，13層手術(shù)部西側清潔走廊和30萬(wàn)級手術(shù)室輔房設置1套排風(fēng)系統。 
　　綜上所述，根據醫院手術(shù)部不同區域的冷熱負荷的特點(diǎn)，按內外分區方式劃分成15個(gè)凈化空調系統，共設置凈化循環(huán)空調機組15臺，新風(fēng)處理機組3臺。這種內外分區方式不僅便于管理，而且避免了在同一凈化空調系統內出現外區需要供熱、內區需要供冷，即同時(shí)供熱和供冷的現象，從空氣處理過(guò)程的角度出發(fā)避免了冷熱抵消的現象，從而達到節能的效果。 
　　2.3 凈化空調系統全部采用二次回風(fēng)處理過(guò)程 
　　醫院凈化空調系統與一般舒適性空調相比，在空調的熱濕處理過(guò)程中具有送風(fēng)量大、相對冷熱負荷小及送風(fēng)溫差小的特點(diǎn)，傳統凈化空調系統夏季采用一次回風(fēng)處理過(guò)程如下： 
　　本凈化空調方案夏季所采用的二次回風(fēng)空氣處理過(guò)程如下： 
　　對比一次回風(fēng)和二次回風(fēng)的空氣處理過(guò)程可以發(fā)現采用傳統一次回風(fēng)處理過(guò)程容易造成手術(shù)室凈化空調系統設備體積大，冷卻、加熱盤(pán)管冷熱抵消的現象，而使用二次回風(fēng)處理過(guò)程來(lái)代替再熱過(guò)程可以有效解決這些問(wèn)題。下面以一間I級潔凈手術(shù)室（夏季室內溫度：23℃，相對濕度：50%，面積：38.10m2，層高：3.0m，人數：10，室內熱負荷：4.5Kw）為例進(jìn)行能耗計算以證明二次回風(fēng)處理過(guò)程的節能效果。此間I級手術(shù)室的一次回風(fēng)和二次回風(fēng)的處理過(guò)程。 
　　由此可見(jiàn)，對于這間I級潔凈手術(shù)室，若室內凈化循環(huán)機組選用美國麥克維爾空調公司生產(chǎn)小型潔凈室用中央空調，根據機組承擔的制冷量和制熱量則一次回風(fēng)處理過(guò)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(guò)程只需要的制冷輸入功率是4.3Kw。假設這間I級手術(shù)室凈化空調系統每天運行12h，電價(jià)按0.8元/（Kw?h）計算，在天津夏季空調設計工況條件下（室外干球溫度：33.4℃，濕球溫度：26.9℃），采用二次回風(fēng)處理過(guò)程比一次回風(fēng)處理過(guò)程每天節約電費多達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(wàn)級手術(shù)室輔房采用二次回風(fēng)的空氣處理過(guò)程可以明顯達到降低設備成本和運行費用、節約能耗的效果。 
　　2.4 送風(fēng)主管道安裝定風(fēng)量閥并且新風(fēng)機組和凈化循環(huán)機組均采用變頻風(fēng)機 
　　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)行精確的調節。為了保證潔凈手術(shù)室的正常定風(fēng)量運行狀態(tài)并且避免空氣過(guò)濾器積塵對系統送風(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)機組和凈化循環(huán)機組上采用變頻控制。新風(fēng)機組采用變頻風(fēng)機的目的是根據手術(shù)室的運行情況對新風(fēng)量進(jìn)行變頻調節，保證各手術(shù)室凈化循環(huán)空調機組的新風(fēng)量在冬夏季工作班運行模式按設計工況新風(fēng)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(fēng)量運行；在過(guò)渡季工作運行模式按最大新風(fēng)量運行。手術(shù)部?jì)艋h(huán)風(fēng)機新風(fēng)管入口設2個(gè)分支，其中新風(fēng)主支管安裝電動(dòng)兩態(tài)閥，實(shí)現冬夏季工作班設計工況新風(fēng)量和非工作班正壓新風(fēng)量之間的轉換，另1個(gè)分支安裝電動(dòng)密閉閥，冬、夏季為關(guān)閉狀態(tài)，過(guò)渡季節為開(kāi)啟狀態(tài)，實(shí)現過(guò)渡季工作班的運行新風(fēng)量。循環(huán)凈化機組采用變頻風(fēng)機的目的是為了保證在送風(fēng)末端高效過(guò)濾器阻力逐漸增加的過(guò)程中穩定送風(fēng)量，從而維持手術(shù)室的氣流模式和潔凈度。 
　　2.5 設定潔凈手術(shù)室非工作狀態(tài)和過(guò)渡季的運行模式 
　　該醫院潔凈手術(shù)部空調凈化方案采用凈化循環(huán)空調機組與獨立的新風(fēng)（正壓送風(fēng)）組合系統，并且新風(fēng)系統不僅承擔正常新風(fēng)量也承擔各手術(shù)室的正壓風(fēng)量，每間手術(shù)室擁有各自獨立的凈化循環(huán)空調機組，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)室凈化空調和維持正壓兩大功能分離，同時(shí)又能將整個(gè)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(guò)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)空調機組和新風(fēng)機組，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)室的凈化空調系統，只輸送少量新風(fēng)以維持其正壓、無(wú)菌狀態(tài)。 
　　對于處于過(guò)渡季工作運行模式的手術(shù)室，利用春、秋兩季新風(fēng)焓值低于或高于室內空氣焓值的特點(diǎn)，適當加大凈化空調系統的新風(fēng)量，利用新風(fēng)替代冷源可以縮短制冷機的運行時(shí)間從而達到節能的效果。雖然過(guò)渡季加大新風(fēng)量將增加新風(fēng)機組的風(fēng)機電耗及初、中效過(guò)濾器的負荷，但總體來(lái)講仍然節約能耗和運行費用，是目前凈化空調系統常用的節能措施。并且，手術(shù)室的排風(fēng)機采用雙速風(fēng)機，過(guò)渡季節按高速運行，非過(guò)渡季節按低速運行。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(shí)，啟動(dòng)凈化循環(huán)空調機組風(fēng)機，開(kāi)啟新風(fēng)送風(fēng)主支管上的電動(dòng)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(dòng)密閉閥 
　　2（控制過(guò)渡季工作態(tài)）；同時(shí)開(kāi)啟回風(fēng)總管電動(dòng)密閉閥3和排風(fēng)總管電動(dòng)密閉閥 
　　3，排風(fēng)機連鎖啟動(dòng)并按低檔風(fēng)速運行。 
　　2）在某手術(shù)室非工作運行模式時(shí)，關(guān)閉凈化循環(huán)機組風(fēng)機，開(kāi)啟凈化循環(huán)風(fēng)機新風(fēng)主支管上的電動(dòng)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(dòng)密閉閥2（控制過(guò)渡季工作態(tài)）；關(guān)閉回風(fēng)總管電動(dòng)密閉閥3和排風(fēng)總管電動(dòng)密閉閥4，排風(fēng)機連鎖關(guān)閉。 
　　3）在某手術(shù)室過(guò)渡季工作運行模式時(shí)，啟動(dòng)凈化循環(huán)機組風(fēng)機，關(guān)閉新風(fēng)主支管上的電動(dòng)兩態(tài)閥1（控制冬夏季工作態(tài)/非工作態(tài)），開(kāi)啟新風(fēng)分支管上的電動(dòng)密閉閥2（控制過(guò)渡季工作態(tài)）實(shí)現高速送風(fēng)；關(guān)閉回風(fēng)總管電動(dòng)密閉閥3，開(kāi)啟排風(fēng)總管電動(dòng)密閉閥4，排風(fēng)機連鎖啟動(dòng)并按高檔風(fēng)速運行。 
　　此外，對于正負壓手術(shù)室的壓力控制，設置2臺排風(fēng)機，根據正負壓需要切換排風(fēng)機，正壓運行時(shí)，啟動(dòng)低風(fēng)量排風(fēng)機；室內為負壓運行時(shí)，啟動(dòng)高風(fēng)量排風(fēng)機。因此，設定潔凈手術(shù)室的非工作狀態(tài)運行模式，停止運轉循環(huán)風(fēng)機及排風(fēng)機，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)機和制冷機的電耗達到節能的效果；設定潔凈手術(shù)室的過(guò)渡季工作模式可以充分利用新風(fēng)作為天然冷源，通過(guò)推遲制冷機的啟動(dòng)時(shí)間和降低制冷機的能耗達到節能的效果。 
　　 
　　結 語(yǔ) 
　　 
　　在進(jìn)行醫院潔凈手術(shù)部的凈化空調系統設計時(shí)，在滿(mǎn)足醫院潔凈手術(shù)部保障體系要求的前提下通過(guò)采取一些有效的節能方法，不僅可以提高醫院手術(shù)部?jì)艋照{系統的運行管理水平，而且可以達到提高能源的綜合利用率、降低設備成本和運行費用、節約能耗的效果。