3月22日,由筑医台、《医养环境设计》杂志、中国国际地面材料及铺装技术展览会组委会联合主办的“第五届中国医院功能流程优化与空间设计创新高峰论坛”,在上海隆重召开。

中国中元国际工程有限公司医疗院高工姜山以“绿色节能的思考”为主题,以济宁市第一人民医院高新区分院项目为典型案例,为与会代表讲述了大型医院暖通空调规划设计。

绿色建筑的概念

绿色建筑是90年始于英国的建筑研究院建立的建筑评估体系,是世界上第一个也是应用最广泛的绿色评价评估方法。绿色建筑是指建筑在全寿命周期内最大限度地节约资源,节能、节地、节水、节材、保护环境减少污染,提供健康适用、高效的建筑。1998年美国的绿色建筑协会推行了LEED1.0的评估体系,2003年美国推出了LEED2.1,是他们正式实施的LEED评估体系。2006年我国推出了绿色建筑评价标准GB/T50378。

绿色医院建筑

 我国针对医院制定了《绿色医院建筑评价标准》GB/T 51153-2015。绿色医院建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度节约资源(节能、节地、节水、节材 ),保护环境和减少污染,为病人和医护工作者提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生。

此外,绿色医院建筑也是大势所趋,国务院办公厅于2013年1月以国办发「2013」1号文下达了《国务院办公厅关于转发发展改革委、住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知》,明确指出“政府投资的国家机关、学校、医院、博物馆等大型公共建筑,自2014年起全面执行绿色建筑标准”。

绿色医院建筑特殊性

绿色医院建筑和绿色建筑有什么不同呢?它有什么特殊性呢?下面是《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014与《绿色医院建筑评价标准》GB/T 51153-2015的对比表。

表中显示,在控制项上条数基本是相同的,内容也基本相同。评分项中节水、节地、节材基本上相同,但节能项绿色医院建筑就比绿色建筑少了8项,大致为合理利用余热废热解决建筑的蒸汽、供暖或生活热水需求,评价分值为4 分;合理采用蓄冷蓄热系统,评价分值为3 分; 排风能量回收系统设计合理并运行可靠,评价分值为3 分;外窗、玻璃幕墙的可开启部分能使建筑获得良好的通风,评价总分值为6 分;结合场地自然条件,对建筑的体形、朝向、楼距、窗墙比等进行优化设计,评价分值为6 分。绿色建筑是16项,这表明在考虑绿色医院的时候,要更加考虑安全性。

绿色在医院的节能应用

1、暖通空调设计

《公共建筑国家标准》提出了室内温度要设计在26度以上并取消室内设计温度限制。

2、建筑负荷及指标表

3、空调冷热源系统

制冷机房位于本楼地下三层,冷源采用2台冷量为5626kW(10kV高压)变频离心式冷水机组和1台冷量为1934kW变频离心式冷水机组,2台离心式冷水机组配置三台冷冻水泵(两用一备), 1台较小离心式冷水机组配置两台冷冻水泵(一用一备)。冷冻水供回水温度为6/13℃,冷却水供回水温度为32/37℃。另配两台337kW自然冷却风冷冷水机组,手术室等净化区域过渡季及冬季,开启自然冷却风冷冷水机组供冷。

关于绿色在医院节能中的应用,三联供是没有问题的,这是一项绿色技术。在绿色医院建筑评价标准》里去除了关于5.2.15的描述,关于利用余热废热解决建筑的整齐、供暖或生活热水的需求。空调热源为市政蒸汽(全年供汽),经由设置在地下二层的热交换站内的板式换热机组换热,提供空调热水,空调热水供回水温度为60/45℃。实现三联供目前主要是两个方面:

(1)自建发电设备,实现冷热电三联供;

(2)利用发电厂余热废热。

  为什么这个项目只用了它的余热作为冬季供暖和生活热水的使用呢?事实上这是经过比较的。

市政蒸汽vs燃气 使用费用对比简表

山东济宁使用费用是180块钱一吨,天然气是3块钱一立方米,这是商用的价格。假设一年的使用费用是864万千瓦时,大概使用费用在2千7百万元天然气使用费用。如果自建锅炉,将比用电厂的余热废热的使用费用要高。表中蒸汽换热效率是0.8,但是电厂目前并没有回收他们的蒸汽,所以实际上它的效率应该比这个还要高,最后使用费用会比这个还要低。约为自己烧锅炉的三分之二的价格,价格可能在2千万元/年。

是开水炉烧水便宜?还是燃气炉烧热水便宜?是用燃气热水器烧生活热水便宜?还是用电的热水器便宜?下表为家用燃气壶与电开水壶使用费用对比表

家用燃气壶vs电开水壶 使用费用对比简表

家用燃气壶与电开水壶使用费用基本持平;家用燃气热水器比电热水器便宜一半以上。

 市政蒸汽vs燃气vs电力使用费用对比简表

全国的用电高峰是在7、8月份,电厂发电的整个机组运行起来运行得应该是很饱满的,但是夏季发完电以后,电厂的发电效率大概只有百分之三十,大电厂能达38%的大型发电,因此50%以上的废热都是浪费的。实际上夏季用热很少,包括周围的居民基本上是不用热的,它的余热、废热都是浪费的。夏季的电厂蒸汽费用应该是下调,调到一半的话,医院使用起来就会便宜。对于电厂来说,50%以上的热都是浪费的,通过它的冷却塔直接散发到大气中,如若医院使用,他们夏季蒸汽也能挣一部分钱。

绿色在医院的安全节能应用-暖通空调设计

《山东省公共建筑节能设计标准》DB14-036-2006 4.4.3 1“风机盘管加新风系统,全楼设计最小新风量 ≥20000m3/h时,应设置集中排风系统,并至少有总新风量的40%设置热回收装置。”

《公共建筑节能设计标准》DB11/687-2015 4.4.11 “全楼中采用对室内空气进行冷/热循环处理的末端设备加集中新风的空调系统,其设计最小新风总送风量 ≥40000m3/h时,应有相当于总新风送风量至少25%的排风设置集中排风系统。”(强制性条文)

《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015 4.3.25“设有集中排风的空调系统经技术经济比较合理时,宜设置空气-空气能量回收装置。”因此很多医院设计都设置了热回收系统。

(一)医院内获得性的感染,又称交叉感染

美国大概有2百万人每年在医院会受到交叉感染,10万人会死于交叉感染。治疗成本大概在4百亿美金。每年去医院看病2百万人会感染,总的住院病人在5%。2百万人里面有10万人死亡,也是占到感染病人的5%的死亡率。统计下来,在加拿大,实际上每年的死亡人数乳腺癌是5千人,交通事故大约2千人,HIV死亡的是1万7千人。美国的比例也是相同的,美国交叉感染死亡的人数大概在10万人。实际上医院的获得性交叉感染,统计的死亡率是最高的,也是最大的死亡率。交叉感染实际上通过空气传播也是很重要的一方面,流感、SARS也是通过空气传播的。我们的空调系统在这方面是不是应该重点考虑?

热回收因为它的设计原理的原因,实际上热回收装置都是湿环境的,很易于细菌滋生。它像一个细菌的培养皿,在医院里面不宜做热回收的装置。因此在济宁高新区分院里面就没有设置排风能量热回收系统。

(二)空调风系统设计

(1)医院首层出入院大厅分别设置全空气空调系统。

(2) 医院病房层的各护理单元均设计风机盘管加新风系统。每个护理单元层设1套新风系统。每个房间设新风送风口,排风由卫生间排出。辅助用房每间房间设新风口和排风口,风机盘管暗装在吊顶内,回风口带复合式空气净化器,气流组织为上送上回。

(3) 医院医技及办公用房均设计风机盘管加新风系统,每间房间设新风口和排风口,风机盘管暗装在吊顶内,回风口带复合式空气净化器,气流组织为上送上回。

(4)舒适性空调新风处理方式:室外空气经过粗中效过滤、复合式空气净化器(高中效电子除尘、光触媒)、表冷器降温除湿(冬季加热)、高压微雾加湿、风机加压后送入室内新风口。

(5)CT、DR等有大发热量设备的检查室、汇聚机房、变配电室、消防控制室、药库、病案库设变冷媒流量制冷系统。电梯机房设分体式空调。一层MRI设置机房专用恒温恒湿空调。在X光室等有射线屏蔽的房间,对于穿墙后的风管和配管,应采取不小于墙壁铅当量的屏蔽措施。

(三)空调风系统设计-净化空调系统

两台337kW自然冷却风冷冷水机组,手术室等净化区域过渡季及冬季,开启自然冷却风冷冷水机组供冷。

(1)四层洁净手术部共20间手术室,其中3间I级洁净手术室,17间Ⅲ级洁净手术室(其中1间正负压切换手术室)。I级手术室每一间设置一套净化空调系统;正负压切换Ⅲ级手术室设置一套净化空调系统;其余每三间设置一套净化空调系统。

(2)二层的两间DSA按Ⅲ级洁净手术室设计,其辅助用房按Ⅲ级洁净辅助用房设计,共计设1套净化空调系统,送风量为13次/小时,气流组织为高效送风口均匀上送,单层竖向百叶下回。

(3)一层的普通静脉配液按7级医药洁净室设计,设置1套净化空调系统,送风量为25次/小时,气流组织为高效送风口均匀上送,单层竖向百叶下回。

(4)一层的抗生素静脉配液按7级医药洁净室设计,设置1套净化空调系统,送风量为25次/小时,全新风运行,气流组织为高效送风口均匀上送,单层竖向百叶排风。