醫(yī)院用能特點(diǎn)與暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

1、醫(yī)院用能特點(diǎn)與暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人民對(duì)醫(yī)療的需求也不斷增長(zhǎng)，我國(guó)衛(wèi)生保健事業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。各地新建、改建了大量的醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施,一些醫(yī)院配置了許多先進(jìn)診療設(shè)備,建立了完備的檢驗(yàn)、分析、診斷用科室。它們中許多規(guī)模較大,所使用設(shè)備對(duì)環(huán)境要求較高,空調(diào)通風(fēng)及其他系統(tǒng)的用能也越來(lái)越大。醫(yī)院作為高能耗建筑的同時(shí)，也意味著其存在巨大的節(jié)能空間。在當(dāng)前能源緊缺和國(guó)家節(jié)能排的大環(huán)境下，研究醫(yī)院的用能特點(diǎn)及其暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能有重要的意義。1、醫(yī)院建筑的用能特點(diǎn)醫(yī)院不同于一般的公共建筑。它的正常使用關(guān)系到患者的身體健康、生命安全。所以其能源供應(yīng)既要求不能中斷，還要求必須保證供應(yīng)品質(zhì)。這都說(shuō)

2、明了醫(yī)院能源供應(yīng)的重要性。隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷進(jìn)步和診療設(shè)備的不斷更新，醫(yī)院建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已大大提高，各項(xiàng)能耗也隨之不斷上升。醫(yī)院能耗日益增大是一個(gè)客觀的事實(shí)，其中原因很多，但主要原因有以下幾點(diǎn)。首先，新建、改建的醫(yī)院面積不斷增長(zhǎng)，眾多診療設(shè)備不斷進(jìn)駐，導(dǎo)致其用電負(fù)荷不斷增長(zhǎng)。其次，醫(yī)技、醫(yī)務(wù)等部門出于衛(wèi)生考慮，有大量的蒸汽和熱水要求。另外，醫(yī)院為了給病人及醫(yī)護(hù)人員提供良好的就醫(yī)及工作環(huán)境，滿足治療過(guò)程特殊的溫濕度要求，需要增加制冷、采暖、加濕、通風(fēng)負(fù)荷。醫(yī)院能耗包括：采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、蒸汽、熱水、照明、醫(yī)技設(shè)施及其他動(dòng)力設(shè)施等能耗。其中，空調(diào)能耗（采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)）和供熱能耗（熱水、蒸

3、汽）占有很大份額，已達(dá)到總能耗的60%左右，并且比例還在不斷提高。2、醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的功能醫(yī)院作為特殊的公共建筑，其暖通空調(diào)系統(tǒng)不僅僅要保證來(lái)院患者、陪同人員及醫(yī)護(hù)人員的舒適度和必要的空氣品質(zhì)，更重要是要保證其他許多特殊要求。2.1 醫(yī)院暖通空調(diào)是防止交叉感染的重要措施醫(yī)院是各種各樣病患者的聚集場(chǎng)所，他們既是自身免疫力非常弱的人群，同時(shí)又是各種細(xì)菌、病原體的攜帶者、產(chǎn)生者，這就需要醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)從防止交叉感染的層面給予足夠的重視和考慮。尤其是其暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)各科室的不同職能、性質(zhì)，嚴(yán)格細(xì)化分區(qū)，維持各個(gè)不同功能房間的合理壓差，控制空氣流向，合理選擇氣流組織形式。例如感染疾病科、手術(shù)室、病房

4、的空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)截然不同。感染疾病科內(nèi)為負(fù)壓，周圍空氣流向科室內(nèi)，保證有害病菌不外泄；手術(shù)室（正負(fù)壓手術(shù)室除外）內(nèi)為正壓，保證氣流從手術(shù)室流向潔凈走廊、輔助用房、緩沖，最終流向手術(shù)部區(qū)域外，總體方向是由潔凈區(qū)流向污染區(qū)；病房的壓力為微正壓，氣流大部分流向和病房配套的負(fù)壓衛(wèi)生間，一部分由窗流向室外。這三種科室類型只是醫(yī)院眾多功能的一小部分，但是他們基本代表了醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的一個(gè)基本原則，就是合理控制壓差，保證氣流組織、流向，達(dá)到抑制有害物質(zhì)擴(kuò)散，防止交叉感染發(fā)生。2.2 醫(yī)院暖通空調(diào)是治療康復(fù)的重要手段醫(yī)院空調(diào)的功能絕不僅是提高環(huán)境的舒適度，在多數(shù)情況下，適宜的空調(diào)環(huán)境是治療和康復(fù)的重要因素，在

5、某些情況下，甚至是主要的治療方法。根據(jù)研究證明，燒傷病人的康復(fù)需要熱、濕的環(huán)境，病室的溫濕度達(dá)到干球溫度32和相對(duì)濕度95%最適宜治療。而甲狀腺功能亢奮患者為了促進(jìn)皮膚輻射散熱和蒸發(fā)散熱，緩解病情，需要涼爽、干燥的環(huán)境。心臟病患者特別是充血型心衰病人，因血液循環(huán)不足導(dǎo)致無(wú)法正常散熱，需要空調(diào)做為輔助治療方法。根據(jù)上述臨床舉例可以看出，醫(yī)院的暖通空調(diào)已經(jīng)成為治療、康復(fù)的重要手段。2.3 醫(yī)院暖通空調(diào)是醫(yī)院運(yùn)行的重要保障隨著現(xiàn)代醫(yī)院醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，管理經(jīng)驗(yàn)的提高，各種先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備、信息設(shè)備成為醫(yī)院的標(biāo)準(zhǔn)配置。這些設(shè)備散熱量大，需要獨(dú)立的機(jī)房，有自己固定的溫濕度要求，其中一部分還需要凈化要求。為了

6、保證設(shè)備的穩(wěn)定性，可靠性，需要為這些功能用房設(shè)置獨(dú)立的空調(diào)系統(tǒng)。其中一些設(shè)備產(chǎn)生或可能產(chǎn)生有害物質(zhì)，還需要單獨(dú)的排風(fēng)設(shè)施。例如：普通X光室、CT室、電子加速機(jī)科室、核磁共振機(jī)科室、信息中心、計(jì)算機(jī)房等。從上述舉例不難看處，醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)成為疾病診斷治療及醫(yī)院正常運(yùn)轉(zhuǎn)強(qiáng)有力的、不可或缺的技術(shù)保障。3、醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗正是由于上述對(duì)醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的功能要求，才使得整個(gè)系統(tǒng)的能耗居高不下，下面進(jìn)行一下具體分析。首先隨著辦公自動(dòng)化和先進(jìn)診療設(shè)備的出現(xiàn)，各科室的設(shè)備散熱量大幅提高，使得空調(diào)的冷負(fù)荷本身就很大。其次，由于各科室的溫濕度要求均有所不同，使用時(shí)間上也不盡一致，而且不能完全保證相近室內(nèi)

7、參數(shù)的科室在建筑平面上相鄰，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)必須細(xì)化，以此滿足科室在不同時(shí)間獨(dú)立控制、調(diào)節(jié)房間參數(shù)的功能。從而致使機(jī)組、風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,能耗增加。為了保證各科室內(nèi)的空氣品質(zhì)，維持合理的壓差、空氣流向，以達(dá)到防止通過(guò)空氣交叉感染的效果，就需要加大新風(fēng)量及送風(fēng)量，并保證一定的排風(fēng)量與送風(fēng)量相匹配。這樣的結(jié)果是新風(fēng)負(fù)荷很大，運(yùn)行能耗高，這也是由醫(yī)院建筑的性質(zhì)所決定的。潔凈手術(shù)部就是典型的例子:手術(shù)室內(nèi)有大量先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備，人員多，散熱量大，冷負(fù)荷高達(dá)250-350W/m2。另外，為了保證氣流方向、壓力梯度、潔凈度，空調(diào)系統(tǒng)需要較大新風(fēng)量，并維持相應(yīng)的換氣次數(shù)，所以新風(fēng)負(fù)荷及運(yùn)行能耗都非常高。由于各科室

8、負(fù)荷分散，空調(diào)系統(tǒng)的水路及風(fēng)道較長(zhǎng)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)能耗比普通公建大。4. 醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施和技術(shù)4.1 選擇合理的冷熱源方案醫(yī)院的功能復(fù)雜，各個(gè)科室的使用時(shí)間和空調(diào)負(fù)荷特性不盡相同。在冷熱源配置時(shí)，除滿足最大負(fù)荷外，還應(yīng)注意最小負(fù)荷時(shí)，冷熱源能否正常運(yùn)行和有較高的能量效率。例如：在醫(yī)院綜合樓中，只有病房、急診室和手術(shù)室有夜間負(fù)荷。但在最小負(fù)荷發(fā)生的過(guò)渡季夜間，也許只有少數(shù)幾間手術(shù)室在使用。為應(yīng)對(duì)這種情況，在夏熱冬冷地區(qū)，通常采用獨(dú)立空氣源熱泵機(jī)組作為急診室、手術(shù)室及ICU過(guò)渡季空調(diào)的冷熱源。所以，最大、最小及特殊負(fù)荷均應(yīng)統(tǒng)籌考慮，才能打造出靈活、高效的運(yùn)行系統(tǒng)。4.2 合理的新風(fēng)

9、量調(diào)節(jié)暖通空調(diào)系統(tǒng)攝入新風(fēng)量是要達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量，維持房間正壓，防止交叉感染等目的。在滿足室內(nèi)衛(wèi)生要求的前提下，在非工作班或患者較少時(shí)，適當(dāng)減小新風(fēng)量，對(duì)于降低新風(fēng)及運(yùn)行能耗，是有顯著效果的。另外，新風(fēng)系統(tǒng)上的過(guò)濾凈化裝置應(yīng)該定期清洗更換，保持清潔，以維持其正常的工作效率和較低的流通阻力，達(dá)到降低運(yùn)行能耗的目的。4.3 過(guò)渡季取用室外空氣作為自然冷源當(dāng)供冷期間出現(xiàn)室外空氣比焓小于室內(nèi)空氣比焓時(shí)（過(guò)渡季），應(yīng)該采用全新風(fēng)，這不僅可以縮短制冷機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間，減小新風(fēng)能耗，同時(shí)也可以改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。采用此項(xiàng)節(jié)能措施時(shí)，應(yīng)設(shè)置最小及最大新風(fēng)閥，既能保證冬夏季的最小新風(fēng)量，又能保證過(guò)渡季全新風(fēng)運(yùn)行

10、。4.4 降低空氣和水輸送過(guò)程中的能耗從風(fēng)機(jī)和水泵的軸功率計(jì)算公式N=LP/不難看出，要減少功耗（N），就應(yīng)該從三個(gè)方面入手：減小流量（N），降低系統(tǒng)阻力（P），提高風(fēng)機(jī)、水泵效率（）。為了減小流量，通常采用加大送風(fēng)、供水溫差的做法。大溫差不僅能減少輸送過(guò)程的能耗，同時(shí)減小了管路的斷面，從而降低了管路的初投資。當(dāng)然一味的加大溫差也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的性能受到影響，使冷源能耗增加，所以應(yīng)綜合系統(tǒng)總能耗、輸送能耗和冷源能耗，選擇合理溫差。而降低系統(tǒng)阻力是通過(guò)采用低流速實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)樗?、風(fēng)機(jī)的功耗基本與管路中流速的平方成正比，因此要想達(dá)到節(jié)能效果就不要選用高流速。另外，輸送設(shè)備的效率也是值得關(guān)注的。風(fēng)機(jī)、水

11、泵的最佳工作點(diǎn)不僅有自身的因素，而且也取決于所在管路的阻力特性。在設(shè)備選型時(shí)應(yīng)該同時(shí)研究管道的阻力特性及在部分負(fù)荷時(shí)阻力的變化情況，使所選設(shè)備與之相匹配，達(dá)到節(jié)能效果。4.5 醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)中采用的節(jié)能技術(shù)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)種類很多，大多數(shù)也比較成熟，主要有熱回收、冷卻塔供冷、蓄冷技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)等。這些技術(shù)在特定的地域、特定的時(shí)間、特定的建筑負(fù)荷條件及特定的部位被選用，可充分發(fā)揮其作用，達(dá)到節(jié)能的目的。醫(yī)院建筑節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及各個(gè)相關(guān)專業(yè)。而暖通空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)施主要取決于設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理的正確性、合理性和規(guī)范性。但在現(xiàn)實(shí)工程中存在很多問(wèn)題，導(dǎo)致其系統(tǒng)不節(jié)能。在設(shè)計(jì)

12、過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員往往僅關(guān)注暖通空調(diào)本專業(yè)范圍內(nèi)的技術(shù)措施，而對(duì)于其他專業(yè)涉及節(jié)能方面的技術(shù)、指標(biāo)參與意見(jiàn)很少。例如：建筑專業(yè)對(duì)建筑的朝向和外形、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能、外窗的隔熱密封、遮陽(yáng)技術(shù)的選擇。建筑節(jié)能不但可以削減30%50%的空調(diào)負(fù)荷，減少在暖通空調(diào)系統(tǒng)上的投資，同時(shí)還可以節(jié)省大量的運(yùn)行費(fèi)用。另外，設(shè)計(jì)人員通常把注意力集中在系統(tǒng)中采取何種節(jié)能措施、節(jié)能技術(shù)，而忽視對(duì)基礎(chǔ)參數(shù)、設(shè)備型號(hào)的慎重選擇。例如采用保守的室內(nèi)溫濕度、風(fēng)速參數(shù)，不進(jìn)行逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算或者負(fù)荷計(jì)算取值偏離實(shí)際值較大，設(shè)備選型不按實(shí)際負(fù)荷選配，選型過(guò)大。室內(nèi)參數(shù)選擇、負(fù)荷計(jì)算、設(shè)備選型都是暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)、根本工作。如果取值均放大，將導(dǎo)致負(fù)荷、能耗層層放大，系統(tǒng)設(shè)備投資激增。在整個(gè)工程進(jìn)度中，工程管理者總是注重設(shè)計(jì)、施工過(guò)程，而對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)日常的調(diào)試、運(yùn)行管理重視不足。據(jù)資料顯示，醫(yī)院建筑的造價(jià)一般只占建筑物壽命周期內(nèi)總費(fèi)用的11 %左右,而運(yùn)行費(fèi)用則占50 %以上。良好的系統(tǒng)維護(hù)管理可延長(zhǎng)空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命,減少設(shè)備更換開(kāi)支,保持較高的系統(tǒng)運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)能目的。換句話說(shuō)，一個(gè)設(shè)計(jì)再好的節(jié)能系統(tǒng)，如果管理維護(hù)不善，一樣不節(jié)能。5、結(jié)語(yǔ)醫(yī)院是用能量較大的建筑，用能特點(diǎn)有其自身特殊的因素。而醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)用能約占整個(gè)醫(yī)院