“平急结合”医院空调通风系统如何设计？

文/刘付伟 夏旭辉 陈焰华 昌爱文 黄杜钗 万东东 朱君隆

中信建筑设计研究总院有限公司

武汉市常福医院项目位于武汉市蔡甸区，处于医疗资源薄弱的新城区，毗邻沪渝高速，南接常福大街、西临霞光三路、北靠318国道。项目规划用地面积194097平方米，总建筑面积220180平方米。其中地上建筑面积为137620平方米，地下建筑面积为82560平方米，设地下机动车停车位2064辆。

项目主要建设内容包括：1栋3F门诊楼（24316平方米）、1栋4F医技楼（33534平方米）、1栋11F住院楼（37082平方米）、1栋5F感染楼（15091平方米）、1栋7F后勤科研楼（26988平方米）。

感染楼设置有100张床位，住院楼设置有900张床位。平时为综合医院，三级疫情响应时启用感染楼，二级疫情响应时启用住院楼、急诊楼、医技楼，一级疫情响应时再启用北侧预留空地建设1000张传染病床位。

图1 武汉常福医院效果图

本项目综合考虑疫情期间使用情况，经过逐项逐时负荷计算，空调计算总冷、热负荷平时分别为12454kW、9553kW，疫情时分别为15846kW、12273kW。给排水专业要求的卫生热水热负荷为3000kW。

空调制冷系统充分考虑高峰负荷、部分负荷的工况，制冷机组采用大小配，设置3台3868kW电制冷离心式冷水机组+1台1393kW电制冷螺杆式冷水机组。

空调冷冻水供回水温度为6℃/13℃。空调冷冻水采用一次泵变流量设计，冷冻水泵台数与冷水机组一一对应，采用集管连接，变频控制，共设置6台循环水泵（三用一备+一用一备）。

冷水机组主要性能参数表

每台制冷机配备一台超低噪音型开式冷却塔，设置于后勤楼屋面，冷却水供回水温度为32℃/38℃，冷却塔风机变频运行，根据冷却水温度变化确定风机转速变化。冷却水泵工频控制，设置6台循环水泵（三用一备+一用一备）。

图2 冷源系统图

冬季空调及生活热水热源采用低氮承压燃气热水锅炉，锅炉供回水温度按95℃/70℃设计。锅炉一次热源水通过换热器分别提供空调及生活热水使用，共设置3台4200KW+1台2800kW的热水锅炉。对应4台热水锅炉，设置4台一次热水循环泵（三用一备+一用一备），定频控制。热水系统采用化学加药水处理方式。

锅炉主要性能参数表

空调供热系统设置4套3200kW水-水板式换热机组，二次侧供回水温度为60/45℃。

手术室等净化空调系统和急诊分别设置一套风冷热泵机组作为过渡季节备用的冷热源。在地下室通过电动蝶阀进行水路的切换。

图3 热源系统图

CT、DSA、MRI、DR、直线加速器治疗、消防及安防控制室、ICU、NICU、检验科等根据医疗工艺和运行管理要求，设置独立的变频多联机空调系统或恒温恒湿空调系统，其室外机就近布置在室外地面或屋顶。

门诊大厅、门厅、报告厅等大空间全空气系统，空气处理理设备采用整装柜式空调机组或组合式空调机组；送风方式采用上送上回或者上送下回。疫时转换为全新风工况运行。

各诊室、治疗室、检查室、病房、办公室、休息室等小型用房均采用新风加风机盘管系统，风机盘管分室设置，实现各房间温度的独立调节与控制。

新风系统按楼层、防火分区与医疗科室单元进行分区，并兼顾传染性、不同空气压力梯度分区等空间分隔需求统筹设置；新风系统同时不穿越防火分区。

传染病楼、住院楼、医技楼、门诊楼平疫转换区域房间依照“平疫结合、快速转换”原则，依据《传染病医院建筑设计规范》及《综合医院“平疫结合”可转换病区建筑技术导则（试行）》进行设计。

传染病楼平时以接诊呼吸道和非呼吸道传染病病人的小风量负压模式运行，疫时以接诊呼吸道传染病病人大风量负压模式运行；住院楼、医技楼、门诊楼平时以接诊非传染病的普通模式运行，疫时快速切换到大新风量与大排风量的负压模式运行。

新风（排风）系统依照清洁区、半污染区、污染区独立设置；新风空调机组（机械送风）以及空调排风（机械排风）机组配置变频控制器，或者配置双风机，平时运行低速小风量或者小风机运行，疫时切换至高速大风量或者大风机运行，同时末端房间内送排风支管设置两工况定风量调节阀（电控），满足平时及疫时的通风量需求。按照疫时减少拆改，快速转换的原则，风管系统取疫时和平时通风量大值进行设计，除房间内高效过滤风口外，所有风管系统、新风空调机组、排风机组及其功能段一次性安装到位。

所有风机盘管、室内机回风段回风口均配中效过滤器，初阻力小于50Pa、微生物一次通过率不大于10%和颗粒物一次计重通过率不大于5%，平均效率不低于F8。净化装置与风机盘管联锁控制，同步启停。

非平疫转换区域的空调机组、新风机组设置G3+F8（全截面静电吸附过滤模块），过滤能力需满足：PM2.5一次净化效率≥90%，微生物一次通过率≤10%且颗粒物一次计重通过率≤5%；净化装置与空调机组联锁控制，同步启停。组合式空调机组的净化模块安装在箱体内。其中高中效（F8）过滤器为复合型静电空气净化设备，无臭氧产生。

病房（护理单元）区域及需要平疫转换区域的新风系统的空调机组设置G3+F8（板式过滤器）+ H11（袋式过滤器），过滤能力需满足：PM2.5一次净化效率≥90%，微生物一次通过率≤10%且颗粒物一次计重通过率≤5%。新风机组过滤段为侧开式，可原位抽取更换。

平疫转换区域的污染、半污染区排风系统在排风机入口处设置高效过滤器及粗效过滤器（保护），过滤器可原位抽取更换。

送、排风系统的各级空气过滤器应当设压差检测、报警装置。

空调水系统均为两管制，在冷冻站通过集分水器进行冬夏季节转换。采用一次泵变流量系统，分集水器之间设置压差旁通调节阀，在水流量过低时利用旁通阀保证单台变频水泵流量不会低于35%。

本项目空调水系统分为：门诊、急诊、医技楼、后勤楼、感染楼、住院楼、净化空调7个水环路，各环路集水器回水支管上设静态流量平衡阀，每个空调水环路内部均为同程布置。每层由竖向立管接水平干管时，按风机盘管与空调机组分设水平支管。

空调冷水采用一次泵变流量系统，水泵变频。空调热水采用二次换热系统，其中锅炉侧一次热源系统，水泵定频；二次侧设置板式换热器机组，水泵变频。

每层空调水系统分为风机盘管和空调机组2个支路。每层的风机盘管回水支管上设置带温差控制的电子式压力无关型流量调节阀，每台空调机组回水管上设置带温差控制的电子式压力无关型流量调节阀，风机盘管回水管上设置电动两通阀。各层空调水管主管的过滤器前后设置压力表。

空调水系统采用高位膨胀水箱定压和补水。

病房区的空调水系统应该按疫情/平时的最大负荷确定水管的管径，保证两种运行状况下均满足使用要求。

各凝结水系统按清洁区及半污染区、污染区分别设置冷凝水立管，且半污染区、污染区冷凝水立管不得与清洁区冷凝水立管串接。清洁区、半污染区、污染区空调的冷凝水分别集中收集，就近接至相应区域排水立管，排水立管采用间接排水的方式排入相应区域的污水排水系统，统一处理后排放。

图4 感染楼“三区”平面布置图

感染楼一层门诊分为呼吸道区和非呼吸道区，二层为ICU，三~五层病房分为负压病房和负压隔离病房，疫情时门诊全部转换为呼吸道门诊，病房和ICU全部转换为负压隔离病房。

空调新风排风分层分区设置。门诊分为清洁区、半污染区、呼吸道污染区和非呼吸道污染区4个区域，相应地空调新风排风各分为4套系统。二层及以上分为清洁区、半污染区、污染区3套系统。清洁区新风3次/h；半污染区、污染区：非呼吸道新风3次/h，呼吸道新风6次/h，隔离病房新风12次/h。

新风机组在本层清洁区内设置，半污染区、污染区排风机均在屋顶设置，采用数字化节能空气处理机组和数字化节能排风机，室内新排风采用分布式智适应动力新风排风模块。新风模块根据风量要求恒定送风量，排风模块根据压差要求动态调整排风量，新风排风模块输出风量数字信号，新排风机组根据计算出所有负担的房间智适应动力模块总风量数据变频运行。

新风机组：清洁区设置初中效过滤装置，半污染区、污染区设置初、中效、亚高效过滤装置。半污染区排风口设置在房间上部，污染区排风口设置在房间下部。

排风系统设置高效过滤装置：负压隔离病房房间设置高效排风口，非负压隔离病房在风机入口集中设置高效过滤装置。

感染楼空气系统平时疫情风量不同、过滤要求相同，空调机组和排风风机变频运行。呼吸道门诊疫情时直接使用，非呼吸道重新设置送排风风量，风机根据总风量需求变频运行。

负压隔离病房疫情时直接使用，ICU和非负压隔离病房，平时房间内部高效过滤风口不安装滤芯，做普通风口使用，屋顶排风机组设置高效过滤段；疫情时从普通负压病房转为负压隔离病房，房间内部高效过滤风口安装滤芯，排风机组的过滤段拆除；送排风风量重新设置，风机根据总风量需求变频运行。

送排风系统按清洁区、半污染区、污染区分区联锁启停。清洁区先启动送风机，再启动排风机；半污染区、污染区应先启动排风机，再启动送风机；各区之间风机启动先后顺序为污染区、半污染区、清洁区。停机顺序相反。

图5 医技楼放射科“三区”平面布置图

住院楼护理单元、医技楼部分科室、门诊楼一层左侧急诊有平疫转换要求。依照建筑平面三区的划分，分别设置新风系统和排风系统，平时除门急诊外清洁区、半污染区和污染区均按2次/h换气，门急诊按清洁区2次/h换气，污染区、半污染区3次/h换气，疫时清洁区按满足+5Pa压力和3次/h换气设计，污染区按6次/h设计。

按楼层及清洁区、半污染区、污染区分别独立设置排风系统，保证各区域有合理压力梯度。不同功能区域设置不同的压力：清洁区+5Pa→→缓冲间0Pa→→潜污区-5Pa→→缓冲间-10Pa→→污染区-15Pa或-20Pa。

半污染区、污染区排风口距地100mm以上低位排风，排风系统风机均布置在屋面，排风高出屋面3m排放。负压隔离病房污染区排风口设置高效过滤器，排风机无需设置过滤装置；其它潜污区、污染区排风系统排风机设置高效过滤装置。

平常和疫情期间新风量相同的空调新风机组和排风机设置工频风机或数字化节能风机，平常和疫情期间新风量不相同但过滤要求相同的空调新风机组和排风机设置宽频变频风机或数字化节能风机，平常和疫情期间新风量不相同且过滤要求不相同的空调新风机组和排风机设置2台机组。

为适应平疫转换的需求，上述需“平疫转换” 功能用房每个新、排风支管上均安装满足平疫转换的可调节型定风量阀；病房层的新、排风支管上安装电动密闭阀门，可单独关断，进行房间消毒。

平疫转换通风系统的开机顺序：污染区排风机→半污染区排风机→清洁区送风机→清洁区排风机→半污染区送风机→污染区送风机。关机顺序与开机顺序相反。

输液配置中心的抗生素药物配置生物安全柜设集中的压力无关型变风量排风系统，排风量根据柜门的开启大小自动调节，始终保证通风柜门处风速≥0.5m/s，排风机设于物顶，高空排放废气；同时为保证房间的压力始终处于负压，设置联动的压力无关型变风量补风系统。

MRI磁体间设置失超排放系统，排放管直接通向室外高处。

实验室、病理科等各通风柜、生物安全柜设集中的压力无关型变风量排风系统（含局部通风和房间全面通风），排风量根据柜门的开启大小自动调节，始终保证通风柜门处风速≥0.5m/s，排风机设于屋面，高空排放废气；同时为保证房间的压力始终处于负压，设置联动的压力无关型变风量补风系统。

中心供应的污染区及高温灭菌锅上方设置独立的机械排风系统，排除消毒过程中产生的废热，排风机设在屋顶。中心供应低温灭菌间设置独立的排风机械系统，排风机设在屋顶；同时预留两根DN32的铜管直通屋顶，用于低温灭菌设备排除环氧乙烷。

尸体暂存间设独立的排风系统，排风量按12次/小时设计，使房间保持负压，废气于屋面排放。

对于需要正负压转换的特殊病房，设独立的排风系统。

对于有压力控制压力梯度要求的介入治疗手术室、手术室、洁净走廊等均设独立的排风系统用来调节各功能区之间的压力梯度。

武汉常福医院为新建医院，必将承担起重大疫情救治的责任。在满足平时医院正常运营的同时，疫情爆发后武汉常福医院需要立即转换为疫情收治医院。有平疫转换的区域，建筑平面布置严格按照“三区两通道”布置，暖通空调系统除负压隔离病房高效排风口外，其余风管系统和设备一次性安装到位，以便达到快速响应的目的。

平疫转换医院设计时空调负荷疫情和平时应分开计算，像常福医院这种大规模进行平疫转换的，由于疫情时新风量较大，所以空调负荷一般疫情也比平时大。平疫转换区域应按照压差根据缝隙计算风量，合理的设置压力梯度，保证气流由清洁区到半污染区，最终由污染区排走的单向气流流动。