济南市某门诊综合楼的空调通风工程设计文献综述

 2022-11-12 18:13:53
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文献综述

  1. 研究设计的背景与意义

随着国民经济的快速持续发展,作为支柱产业之一的建筑业也得到迅猛发展,同时人们对于居住条件的要求也越来越高。为了满足要求研究和发展暖通空调十分必要,而暖通空调业发展所遵循的原则,概括起来就是:节能、环保、可持续发展,保证建筑环境的卫生与安全,适应不同建筑物的不同要求,创造不同地域特点的暖通空调发展技术。而医院这类特殊建筑与人们的生活息息相关,人们对它的要求也更为严格。所以进一步改进和发展满足人们需求的现代化医院建设也是一项新的挑战。

医院建筑作为具有极强专业性的特殊建筑,特别是综合性医院建筑具有很健全的医疗建筑功能,有严格的医疗工艺要求,内部建筑布局非常复杂;医院同时也是易感人群、带病人群和医护人员集中共存的场所。所以暖通空调系统除了应该满足医院一般的舒适性要求外,还应满足其特殊的要求。

本设计的对象是济南市某门诊综合楼的空调通风工程设计,医院因其场合及地区的不同导致它的空调系统也有所差别。该设计要求完成医院本课题要求完成全楼1-7层空调系统及冷热源设计,地下通风工程设计。其中空调系统的设计除了满足不同的使用要求外,还要考虑到满足空间不同分割的要求;设计中要考虑能量的合理利用及运行费用的节约。具体工作包括1、空调冷热负荷的计算; 2、通风空调工程的设计; 3、空调冷热源系统的设计; 4、必要的防排烟设计等。该课题的综合性和实用性较强,能达到训练学生能力的目的。通过这次毕业设计锻炼和提高我们综合运用所学知识、解决工程实际问题的能力,使我们熟悉暖通空调工程设计规范,掌握暖通空调工程设计步骤、内容和方法,提高我们熟练运用计算机绘制施工图纸的能力,为我们以后的学习或工作打下良好的基础。

  1. 国内外发展现状(包括参考文献)

近年来国内外医院建筑的暖通空调设计也得到了很快的发展,对不同要求的医院建筑根据其地区,冷热源的不同,其人员负荷的分析及计算和水系统的设计以及通风排烟等都有着不同的要求和计算方法。

医院建筑是一种综合性极强的建筑,尤其是高层医院,其功能相当复杂,各层之间科室不同,功能不同,房间布置也各不相同,这导致其冷热源的选择也各有差别。谢道鹏[8]指出医院一般都由多栋建筑组成,尽可能设置集中的冷热源中心, 提高设备利用率,减少装机容量。冷热源方案除采用电制冷机组 锅炉这一常用方案外,有条件的医院,采用水源热泵系统是节能的方案,该方案被许多医院采用。周明伟[1]认为,根据高规要求,高层建筑内锅炉的总蒸发量不应超过6.00 t/h,且单台锅炉蒸发量不应超过2.00 t/h。燃油真空热水炉仅作为医院冬季空调供热用。空调水系统采用冷源侧定流量、负荷侧变流量的双级泵方式的二管制系统。在空调季节,制冷机房提供除放射科直线加速器机房、PET机房的空调冷热源,这样可充分发挥制冷、换热机组的使用效率,达到一定的节能效果;在非空调季节,手术室、ICU的净化空调系统仍然有可靠的冷热源,保证医院的正常使用;直线加速器机房、PET机房的空调冷热源独立设置,不受集中空调系统的干扰,保证贵重设备机房的温湿度恒定。周锡华[2]考虑节能的方面指出。螺杆式冷水机组可满足能量调节的要求,以便节省运行费用。夏季空调供回水温度为 7℃/12℃ ,夏季运行采用一次泵系统,空调水循环泵为定流量泵,与冷水机组一一对应,根据末端负荷的变化采用能量控制法,进行台数控台冷却塔应设置于病房楼屋顶上,冷却水泵及冷却塔与冷水机组一一对应,冷却水系统上设过滤器,并设电子除垢仪,对空调冷却循环水进行除垢、防垢。空调用冷水循环水泵、冷却水循环水泵等均置于地下室制冷机房内。

至于医院空调水系统周锡华[2]指出为了确保集中手术中心空调系统的稳定性和可靠性,空调冷热源均为双电源供电,空调水系统设计完全独立的两套系统,采用四管制;赵总跃[3]认为空调的水系统各环路水系统立管与各层水平管路均采用同程式布置。冷冻水系统一级泵供回水总管之间设置盈 亏管,以保证冷水机组定流量运行;冷冻水系统二级泵根据空调水系统最不利环路末端供回水 压差控制水泵的台数及转速。各空调机组配动态压差控制电动二通调节阀,风机盘管配电动二通阀,对室内温度进行独立控制。空调制热用风冷热泵机组共用各环路空调水管路,通过阀门切换,按季节或室外气候条件实现供冷供热转换。其中洁净区域的空调冷热水环路相互独立 (四管制),可全年同时提供空调冷、热水。

由于医院的人流量及人员比较特殊,所以其通风系统的设计尤为重要。这赵文成[4]指出通风系统应结合先进的医疗流程,合理配置了通风空调系统,明确设计了房间的正负压、净化房间的压力梯度及气流流向,为防止医院内交叉感染提供了可靠的保证。对于压差的控制向小强[5]作出了分析,他认为压差控制的主要目的在于防止污染物由污染区扩散到清洁区,使洁污区域之间形成合理气流且 定向流动,通过调节送风量、回风量、排风量之问的差值来实现,为以整个负压隔离病房区作为污染受控隔离对象,在此基础上进行压差控制,更有利于防止污染物的扩散。 有压差要求的相邻场所,在相通的门口目测高 度安装微压差计。赵倩[6]在其博士论文中指出医院普通病房的通风设计中,在满足自然通风的前提下,则可能的使用自然通风的方法,即能满足室内良好的空气品质,也能摆脱对通风设备的依赖,节能节电。在不具备自然通风的病房内,设置机械通风与自然通风相结合的手法。韩晓红[7]认为普通设备用房设集中机械送排风系统,换气次数不小于6次/小时:变配电间以满足排除室内散热量为依据设置送排风系统:卫生问设机械排风,换气次数不 小于10次/小时。设置专用排风管道排至室外:部分实验室/科室根据工艺要求应设独立排风系统,排风经处理后高空排放:依据医疗工艺要求对些些区域实行相应的压力控制。侯余波和戎向阳[11]经过分析指出 为确保内区房间的通风换气, 内区房间设置与新风系统相匹配的排风系统,排风系统均竖向设置。新风系统在非空调季节兼作机械送风系统。

对于手术室洁净度的控制,王立峰和潘晓[9]指出由于手术室对空气洁净度等参数有较高的要求,空调风系统不同于其他普通民用空调形式。根据规定,该工程采用各洁净手术室分别独立设置空调机、共用新风机(其中I级和Ⅱ级手 术室共用、Ⅲ级手术室共用)的系统,新风系统不承 担手术部内的湿负荷。这种系统配置既能满足各 手术室不同时使用的特点,灵活控制,又能保证全 部洁净手术部空气压力处于可控范围,避免因为不同时使用而出现高级别洁净区域压力小于低级别区域的情况,从而更好地实现各洁净区域的洁净度及温湿度控制目标。朱喆和朱学锦[10]认为手术室空调系统由新风机和空调箱组成,要求能满足值班工况和手术室运行工况的净化要求。而孙宁[12]进一步研究得到能流图的研究方法,她指出医院洁净手术部的空调系统能耗比普通区域的空调 系统大。为了简化能耗分析,提出一个新的技术经济评价指标———空调能效成本指标ECE,并将其与能流图融合,作为空调能耗的辅助分析工具。

医院的消防系统的设计也要慎重考虑,耿会民[13]研究了气体灭火的排风方式,应在释放灭火气体前.停止送排风机.关闭通风管道中的防火阀。在开启灭火后排风系统时,要确认被保护区火灾已被彻底扑灭。风机可采用排烟轴流风机,做到就地和远程控制起停,当排烟口或排烟防火阀开启时,风机应能自行启动。风机电源宜采用消防用电。

当然在设计中也应充分考虑经济节能以适应国家节能减排的号召,牟萌、石颍、马远钊、牟冬和丁孝国[14]在这方面做了具体研究,并以暖通空调设计中采用的节能新技术为基础,对该类建筑中空调节能设计中的相关技术问题和节能措施,包括水力平衡阀、新风换气机等新设备的应用进行了分析和论述,并探讨了国家节能设计规范中相关条文的实施。夏宗鹏和燕翔[15]指出在节能设计方面给出了不同的空调设计方案,其中包括 分体空调设计、小型集中空调设计、专用设备空调设计、大型集中空调设计和集中空调末端设计等。经济方面张春艳[16]认为土壤源热泵系统使用时间比传统的空调系统使用时间长很多(其地下埋管部分可使用长达 50年之久 )、机组制冷制热功率小 、维修保养费用低 ,一年下来运行费用至少可比传统空调系统节省近 43252.49元 。

参考文献

[1] 周伟明 ,2006 - 2006全国暖通空调制冷学术年会

[2] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年13期 周锡华

[3] 赵总跃 ,2014 - 中国石油和化工勘察设计协会热工设计专业委员会、全国化工热工设计技术中心站2014年年会

[4] 《暖通空调》 ISTIC PKU -2013年2期 赵文成

[5] 《暖通空调》 ISTIC PKU -2012年12期 向小强

[6] 作者: 赵倩 建筑与土木工程 河北工程大学 2015(学位年度)

[7] 《中国科技博览》 -2010年30期 韩晓红

[8] 谢道鹏 ,2009 - 2009湖北省暖通空调制冷及热能动力学术年会

[9] 《暖通空调》 ISTIC PKU -2013年7期 王立峰潘晓

[10] 《暖通空调》 ISTIC PKU -2008年6期 朱喆朱学锦

[11] 《暖通空调》 ISTIC PKU -2009年4期 侯余波戎向阳

[12] 《暖通空调》 ISTIC PKU -2014年2期 孙宁

[13] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年30期 耿会民

[14] 《中国医院建筑与装备》 -2009年2期 牟萌石颍马远钊牟冬丁孝国

[15] 《建筑工程技术与设计》 -2016年15期 夏宗鹏燕翔

[16] 《企业技术开发:下》 -2011年12期 张春艳

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