一、前言
2011年，广西柳州市人民医院对儿童输液厅与成人输液厅进行了改造。之前的儿童输液厅设有输液座椅90张，面积约为147m2;成人输液厅设有输液座椅59张，面积为96m2。两个输液厅位于急诊区域的中部，四周被其他医疗用房所包围，输液厅改造前采用中央空调加新风机，进行室内温、湿度的调节。两个输液室日平均输液人数为400人左右，加上输液患者的陪护人员、家属等，输液室内日平均滞留人数达到600人左右，即使是新风机、排风扇24小时运行，患者及医务人员等仍感觉室内空气闷热。在空调开放时，患者和医务人员都打开窗户以求通风，这不仅极大地浪费了能耗，也达不到所需控制的室内温度。如遇到传染病暴发，极易造成传染病大面积的扩散和交叉感染。因此，这次改造的目的就是要解决输液厅内空气流通不畅，患者及工作人员反映闷热的问题。
二、医院建筑的特点
柳州市人民医院的单体建筑涵盖医院的几乎全部功能，内部布局非常复杂，常形成大面积建筑内区，多数房间无法实现自然通风;
外围护结构的内部区域多，冬季需供冷，过渡季节仍需开空调;
有严格的空间秩序和功能要求，空间连通性强，房间数量庞大且多为小房间;
科室众多且不同的科室对设备和环境的要求差异大，如手术部、CT室、ICU病房、中心供应室等;
连续性运转，一天24小时就诊不能间断，需要全方位、全天候地为病人提供服务;
易感人员高度集中，多种病源并存;
医院规模较大，所使用设备对环境要求较高，空调通风系统的用能也越来越大，成为典型的高能耗建筑。
三、改造方案介绍与节能量分析
(一)改造系统考虑因素
根据医院建筑的特点，结合输液厅人员集中且流动行大的特点，进一步考虑为医护人员和就医人员提供安全、舒适、健康的工作与医疗环境，实现医院建筑能耗分项计量与能耗在线监测要求，满足国家节能减排，实现智能化、节能型绿色医院的目标，对通风设计方案进行改造时，主要考虑了以下几点:
1.保障室内空气安全，提高室内环境品质。控制各区域的风量有组织按固定路径流动;能实现稳定安全的梯级压差控制，保证其固定的空气流向：洁净区→半污染区→ 污染区，应能避免污染空气的无组织扩散及污染，从而有效保障室内环境高品质和高安全性，提高了医护人员和就医人员的工作及就医环境。
2.使通风系统实现自动化控制和能耗在线监测及分项计。实现通风系统的自动化控制，应能实现送排风量根据室内人员状况和空气品质状况调节送排风量大小，乃至自动调节或启停风机;应能对楼宇内所有风机实现自动化控制，能对通风系统中的所有主机进行集中远程控制管理、通讯、实时监测控制;独立的通风系统能耗实时在线监测和计量。
3.降低医院能耗。通过选用能效比高的风机、智能变风量技术，使其在运行过程中实现节能，同时，应能在过渡季节充分利用通风系统降低空调能耗，节约建筑的后期运行成本。
(二)系统原理
通过ESV医院专用智能通风系统，按实际空气品质状况和梯度压差要求进行有组织的送排风;按实际需求风量有组织、精确控制各输液厅送、排风量，有效保证了各功能房间的梯度压差，改善了室内的空气品质，防止了污染空气的外逸，避免空气无组织交叉污染。采用机械式送排风，使室内空气达到一个有效合理的循环流动。
(三)系统风量设计标准
1.走廊新风量按1次/小时换气量计算;
2.输液厅内新风量按照4次/小时换气量计算;同时根据人流量大小，及时调整送排风量;
(四)系统配置
1.新/排风机组。通风系统主机采用海润智能EN空气处理机组与EC系列数字化节能风机，具有高智能、高效能、高效率、寿命长、震动小、噪音低以及可连续不间断工作的性能特点。该新风机组效果如下：
高效节能：高效节能风机，比传统产品节能40%以上，回报率高;
高智能化：自带RS485、0-10V、4-20mA数字化通讯接口，可实现远程集中控制管理和监测，全智能化运行，可根据末端需要单机/多机全自动变风量运行;
高灵活性：零电流启动，0-100%风量无级调节;
安装便捷：在保证产品性能的前提下，将产品的高度降至最低，可节约有限的空调机房空间，当用于吊顶设计时，适合更少空间的吊顶安装;
适当加大新风量：改善室内空气品质，从而有利于患者恢复和保持办公室人员健康。
2.新/排风末端。该末端形式有EMV变风量模块、专用排风口和空气品质传感器系统组成，该新型排风末端形式可实现如下效果：
由于变风量调节模块带有一定余压，可减小系统主机所需余压和增大系统风量，从而使过渡季节能更加充分利用通风系统降低空调负荷。
由于采用了数字化控制系统，风量平衡方便，系统易于调节，运转稳定。
可以根据不同房间的使用要求，独立控制同一风系统中的各房间的空气品质和梯度压差。而不是只控制系统总的空气品质或梯度压差。其每个变风量调节模块可配空气品质或压差传感器，随着所控制房间的空气品质或压差变化，自动调节排风量，从而实现系统在节能状态下运行。
安装于室内的空气品质传感器系统可以监测室内空气中CO2、CO、苯、甲醛等多种污染物的浓度，并与传感器中设定值进行对比，传感器中内置的软件作出判断，并向风机的智能控制模块输出0-10V信号，从而调整风机转速或开停，保证室内空气品质保持在优良状况。通过和新风末端结合，保证室内空气流向为：洁净区→半污染区→污染区，避免污染空气的无组织扩散及污染，从而有效保障室内高品质环境和高安全性。
(五)系统特点
1.空气安全性能高，气流有序流动，空气按清洁区→半污染区→污染区流动，形成梯度压差，系统配置完善，风量自动控制平衡，安全性能高，使用寿命长，后期运行节能，能满足贵院输液厅通风需求。
2.通过空气品质传感或压差进行实时智能感应调节风量，保证了室内的空气品质和梯度压差，避免空气交叉感染。
3.风机智能化，能进行无极调速，能耗低，后期运行成本低。
4.系统主机采用高效率通风主机，效率大于85%，与传统风机相比较运行费用节约50%左右。
5.采用直流电机的主机，软启动、软停止，无冲击电流。
6.超低噪音主机(室内噪音低于35dB)。
7.使用寿命长、维护成本低(主机采用的是直流无刷式外转子电机，无需维护，可连续运转8万小时以上)。
8.易安装，操作简单。
(六)工程改造前后的节能量分析
1.急诊科F翼落地式新风机，目前医院中央空调系统配置设备，风量4000立方/小时，功率1.1kW(三相设备)。
地点：急诊科F翼新风机房。
2011年9月7日上午9:33分开始计量，电表读数为106283.9。
2011年9月9日下午3:33分结束计量，电表读数为106329.6。计量时间为54小时，耗电45.7kW.h，平均每小时耗电0.846kW.h。
2.重庆海润公司提供即将安装在门诊输液厅改造工程的新风机，风量5000立方/小时，功率0.45kW(单相设备)。
地点：电工班配电房。
2011年10月10日上午9:54分开始计量，电表读数为9282.34。
2011年10月10日下午2:54分结束计量，电表读数为9284.59。计量时间为5小时，耗电2.25kW.h，平均每小时耗电0.45kw.h。
改造后的节能：0.846—(0.45/1.732)=0.586kW.h/h 节电率：0.586/0.846=69.3% 。
四、方案改造前后对室内空气品质和环境安全的影响分析
| 项目 | 原通风系统 | ESV医院专用通风系统 |
| 空气品质 | 1、排风机与送风机开启缺乏自动化控制管理，难以保证室内空气品质一直处于良好的状态。 2、风机采用集中控制，不能自动根据室内空气品质的变化调节风量。 | 1、可不间断排出室内污染空气、送入室外新鲜空气，使室内空气环境得到改善并保持在良好状态。 2、按需要精确控制每个房间的排风量和送风量，达到实际需求，从而真正地提高了室内的空气品质。 |
| 室内安全 | 1、排风口与送风口噪声较大。 2、空气路径混乱，易通过空气发生交叉感染；室内散发的异味容易扩散到整个室内空间。 | 1、不开门窗也能享受室外新鲜空气，专用排风口和送风口美观、运行无噪音。 2、独立的送排风系统，可以稳定持续的控制室内气流走向，排走受污染空气，防止污染区空气向清洁区域流动。可以有效防止通过空气发生的交叉感染和异味扩散。 |
表 1 原通风系统与ESV医院智能通风系统室内空气品质和安全对比分析
五、方案的投资收益分析
(一)系统配置对比
| 系统配置 | 原通风系统 | ESV医院专用智能通风系统 |
| 控 制 | 无系统控制 | 能耗分项计量与在线监测；远程控制管理；就地智能控制；风量根据实际需求自动调节 |
| 新 风 | HTFC-I-NO10 HTFC-I-NO10 | 节能智能型、带RS485通信接口的新空气处理主机，可实现0～100%无极调速。 |
| 排 风 | TFD-040DV6 TFD-030BD6 | 节能智能型、带RS485通信接口的排风主机，可实现0～100%无极调速。 |
| 末 端 | 吊顶式排气扇 | 带通信接口的变风量模块 |
表 2 系统配置对比表
(二)通风系统投资收益分析
1.运行费用分析
| 项 目 | 改造前通风系统 | 改造后ESV医院专用通风系统 | 备注 | |
| 通风系统设备负荷（kW） | 5.03 | 3.83 | | |
| 年不同负荷状态的运行时间（h）/能耗（kWh） （根据项目实际运行情况） | 风量需求为100%时，运行时间为8小时 | 8×365×5.03=14687.6 | 8×365×3.83=11183.6 | |
| 风量需求为80%时，运行时间为4小时 | 4×365×5.03=7343.8 | 4×365×1.96096=2863 | ||
| 风量需求为60%时，运行时间为4小时 | 4×365×5.03=7343.8 | 4×365×0.82728=1207.8 | ||
| 风量需求为20%时，运行时间为8小时 | 8×365×5.03=14687.6 | 8×365×0.03063=89.5 | ||
| 年耗电量（kWh） | 44062.8 | 15343.9 | ||
| 能耗节约 | 44062.8-15343.9=28718.9KW | |||
表3所选用设备年耗电量对比
说明：原有系统用电总功率约为：5.03kW。设备为TFD-040DV6一台，TFD-030BD6一台，HTFC-I-NO10一台，HTFC-I-NO10一台，吊顶式排气扇五个，总功率为：1.5+1.1+1.5+0.75+0.036×5=5.03kW。
采用ESV系统方案的用电总功率约为：3.83kW，设备为ET50二台，EN030和EN050各一台，EMV40十五台。总功率为0.82×2+0.5+0.97+0.048×15 =3.83kW。
ESV通风系统主机转速与功率比为：在风量需求为80%时，功率为3.83×0.83=1.96096;在风量需求为60%时，功率为3.83×0.63=0.82728。在风量需求为20%时，功率为3.83×0.23=0.03063
| 项 目 | 原系统 | ESV医院专用通风系统 | 备注 |
| 降低由于渗透引起的空调用电负荷（kW），减少空调运行能耗（kWh） | 0 | 72Kw×30%=21.6kW 21.6×12（小时）×120天=31104kW | 良好的通风可以减少开窗通风对空调系统的能耗影响，柳州空调使用周期达120天。良好通风对空调能耗节约可以达到30%。 |
| 对 比 | 采用新系统可以减少空调运行能耗31104kW | ||
表4对空调运行能耗的影响对比
2.投资收益
| 项 目 | 数 量 | 备 注 |
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