空调设计范例6篇

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空调设计

空调设计范文1

关键词:医院建筑 暖通空调设计

Abstract: in the hospital buildings, hvac aim not only is to provide comfort and the needs of medical treatment thermal environment, more important is to cross infection, pollution sources of emissions control, and also to meet fire, energy saving and special medical equipment requirements, etc. In this paper, the hospital of all hospitals hvac design way is discussed.

Key words: hospital building hvac design

中图分类号:TU96+2文献标识码:A文章编号:

引言:

医院内的患者大部分系对于感染抵抗力较弱者,医院空调在一般健康者无影响之病原微生物或粉尘微粒子污染下,皆可能成为医院院内感染的主要原因,继而引起住院伤患的二次感染。由于空气感染与空调设备的设计有密切的关系,良好的空调系统及室内建筑环境,有利于患者的治疗与康复,在特定情况下,还是保证诊疗过程顺利进行必不可少的条件,由此可见"医院空调设计的重要性。

1.医院空调设计的特点

1.1针对医院中各单位的功能不一样,对空调的要求也不一样,医院空调系统复杂、方式繁多,在设计、施工和办理时难度也较大。

1.2医院是一个特殊的公共场所,空气常会被污染,病人及医护人员除了必要有一个安宁的空气环境外,更必要的是有一个洁净的空气环境。

1.3医院的部分特殊功能用房,空调设计时就一定注意防止这些有害物质的泄漏和扩散。

1.4用于医院的空调其积极的作用在于预防及治疗疾病,并避免医护人员受到病毒感染,因此对空气品质有特定要求。针对医院不同类型、等级和功能的房间,空调系统必须慎重分区。

1.5对室内空调的设计参数、设备布置、卫生要求、使用时间、空调负荷等进行详细调查研究,反复比较,才能进行合理的系统分区,以便能够确保各室要求的参数,减少不同区域间的不利影响,也便于管理和维护、降低运行费用。高洁净要求或严重污染的房间,或者独立的自成体系的区域等最好单独成为一个系统。

1.6医院各房间通风空调运行时间也有不同的要求。门诊部(急诊除外)、诊疗中心、管理部门、洗衣房、厨房餐厅按作息时间运行;住院部、新生儿室、早产儿室、康复室、特别护理室夜间需要运行;紧急手术室、急救室、分娩室需要随时运行;值班室(医生、护士、药房、检查部门)要求独立运行;检查室(细菌)、X光室、同位素室、洁净病房、解剖室、太平间、动物房有阶段性运行的需要。

1.7医院空调系统的标准较高。手术室的空调系统要求控制室内温度、湿度、洁净度、细菌总数、有害气体浓度以及气流分布,保证室内人员所需的新风量。其中最为重要的是控制室内细菌总数,以防止在手术过程中对手术伤口的感染,提高手术成功率。与一般建筑物的空调要求相比,系统应该具有以下特点:

1.7.1空气的净化和除菌;

1.7.2控制各区域的气流和风速;

1.7.3保证不同区域之间合理的气流流向和压力分布;

1.7.4保证医疗上必要的温度及湿度;

1.7.5排出废气和有害气体,保证室内空气新鲜。

1.7.6对排出的废气进行处理,防止污染室外环境。

2.医院各科室的空调设计方式

2.1门诊部

医院的门厅直接联系候诊大厅等区域,要尽量减少室外空气流入门厅,维持室内合适的空气流动和热环境。由于门诊大厅患者集中、流动量大,多为不定因数的带菌者,要注意避免交叉感染,候诊走廊的空调系统宜采用上送上回方式,将送风口和回风口分散部署在吊顶面上,在化验室,处置室等污染较严重的地方设排风,防止污染空气回到干净系统,避免局部污染影响到别的地方。新风机组的新风经粗效、中效两级过滤;风机盘管设回风箱,并配抗菌过滤器。隔离诊室与隔离候诊前室,应采用单独的空调设备。当与别的诊室为同一系统时一定有单独排气,一定维持室内负压。

2.2急诊部

急诊部有的是24h 运行,也有仅夜间接受急诊患者,均希望空调设备能随时运行,需要采用独立的空调系统。急诊单位的诊室和处置室,为了应付发生的紧急情况,常常位于急救入口附近,所以要求诊室和处置室的空气压力高于家属等候区;家属等候区域的空气压力高于室外,防止室外空气流入。

2.3 住院部普通病房

2.3.1风机盘管加独立新风系统

现在病房空调多采用风机盘管加独立新风的供给系统。该系统与病房要求的隔离性、灵活性、可调性和安全性相适应。可是风机盘管系统并不睬想,由于它常处于湿工况,在盘管的湿表面很容易滋生细菌,常常成为室内的细菌源、尘埃源和气味源。

2.3.2 定风量全空气空调系统

定风量空调系统既然起初投资较低、卫生条件也比力好,因此在医院工程中应用较多。但采用定风量系统也存在着部分缺点,如:较难实现对各个房间的温度控制,房间安宁性差,此中,直流式定风量空调系统的卫生条件最好,但耗能也较大。为此,设计可采用低温送风,可经过减少送、排风量来减少输送动力,还可经过减少排风量来降低排风能量损失,实践证明采用了排风能量回收后,其运行能耗还是可以接受的。

2.3.3变风量空调系统

为了包管各个房间的温度控制,设计时可采用全空气变风量空调系统。一般有全新风直流式和设回风节能式两种方式,前者适用于对空气质量要求高或应用回风会造成室内空气污染的场所,后者运行较经济。减小风管尺寸,宜选用低温送风,送风温度在 10℃以下。普遍可选用带风机的变风量末端装置,用以提升送风温度、防止风口结露并满足房间总风量的换气次数。在设回风变风量空调系统中,普通病房的末端空调装置常用无风机变风量末端装置,根据负荷、新风换气和房内总风量的换气次数的要求选用。变风量风箱带有再热盘管,用以控制室内温度。

2.3.4住院病区其它房间的排风控制

病区洗涤机室、干燥机室、公用厕所、处置室、污物室、换药室、配膳间等应设排风,排气口的部署不该使局部空气滞留。排风量为10~15 次/h 换气,应能24h 运行。且夜间可以设定小风量运行。

2.4 隔离病房

隔离病房一般均采用全新风直流系统,原则上要求设置独立的空调送风和机械排风,室内 6 次/h 换气,且要求可以 24h 连续运行。当条件允许时应考虑采用带有热回收的全新风空调系统,但热回收方式应为新、排风互不接触,对单人病房或单一病种病房一般可采用回风设高效过滤器的空调末端机组,换气次数不低于 8 次/h,此中新风换气不低于 2 次/h。隔离病房一般要求风机 24h 运行,在每个房间的送、排风管上,都设置密闭阀且与风机联锁。排风需要有消毒滤毒对策,不该直接排入大气,可以采用紫外线消毒方式。设粗、中效过滤,还要在粗、中效过滤设置前置和后置紫外线消毒。

2.5洁净手术部

2.5.1洁净手术部的净化空调系统形式

洁净手术部宜采用集中式净化空调系统。相比大面积的洁净区域,可采用多个净化空调系统。易引起交叉感染的隔离手术室,应为独立的净化空调系统。为有少量或分散的洁净手术室,才可采用别的方式的净化空调系统。分散式系统可以在每间手术室附近设空调机房,室外新风直接进入机组,经过独立的净化空调机组向室内送风。这种方法运行费用较低,系统的维护、办理简单易行,适用于单间门诊手术或手术室改造。可是难以实施(实际的行为)区域控制,设备的具体选用主要依据规范。

2.5.2手术室负荷特征与送风量的确定

手术期间的负荷特征是热负荷变化较大,而湿负荷比力稳定,从而引起室内热湿比变更较大。这是造成室内相对湿度超标的主要原因。所以手术室空调系统冷量配备应考虑高峰冷(热)负荷,但系统设置更必要考虑到热湿比的变化。

2.5.3手术室新风和排风系统设计

2.5.3.1新风系统 :在手术期间,设计的新风送入量:I 级手术室为 1000m3/(h・间),II、III 级手术室均为 800m3(h・间);在非手术期间,空调箱与排风系统将停止运行,此时送入室内的新风量便是各自的正压风量。为确保两个不一样新风量的转换,设计在各手术室的送新风支管上设电动双位定风量阀。

2.5.3.2排风系统:各手术室均设独立的排风系统,在手术期间与该手术室的净化空调系统并且投入运行,排除手术室内的气体及多余的新风,维持室内正压值不变。排风机应与其办事的手术室的自动门连锁,当自动门收到开门信号时应并且关停排风机,当自动门重新关闭后,排风机须延时运行,直到手术室内达到设定的正压值时再排风。为维持手术部压力梯度稳定,设计在手术室的排风管上可设置电动风量调节阀,该调节阀的阀板开启角度受控于手术室的正压值。排风口设在病人头部的右上方,其构造与回风口相同。

2.6医学检验科设计的通风排气

相比处理各种查验体的检查室,应有单独的排气系统,对验体和试剂等产生的污染一定进行适当的排气处理:

2.6.1有部分检查室要排出福尔马林和有机溶剂等污染物质,为减轻排气对周围环境的影响,一定由屋顶立管排出,并且一定设置排气洗净装置和脱臭过滤器等装置,防止污染扩散;

2.6.2相比有生物安全要求的检查室,要执行国家标准的有关规定。危险性细菌检查须在生物安全柜中进行,三级以上应采用全新风系统,排风在彻底撤除病毒等有害物后才气排出。

2.6.3室内检查设备的发热对策

对检查设备的发热一定设置相应的通风空调设备:查验室内设备的发热量、散湿量、气味、通风柜设置等基础资料往往缺乏,设备应用情况也不明,所以,设计者应透彻了解,尤其应注意自动化查验室等显热量较大的房间。自动研究装置等检查设备放热量大,有大概在冬季也要供冷。有条件时应设置局部排风装置,将设备发热量直接排出室外,尽力减少对室内的影响。

2.7生理功能检查室的空调环境

在生理功能检查室内,由于各种检查条件不一样,一定进行适当的温湿度控制。在超声波检查室内,因要脱衣进行检查,其室温设定较一般检查室高。

2.8病理检查室的空调环境

解剖室、标本制作室等一定进行充实通风换气,排风口须设置在地面附近。为可行地排出解剖室和标本制作室的臭气,希望在房间四周均匀部署排风口。解剖室的空调应采用全新风全排风的独立系统。

3.医院空调节能措施

3.1 洁净室节能

3.1.1 合理计算和利用新风量节能

3.1.2 采用节能消毒杀菌方式节约能量

3.1.3 减少和利用排风

3.1.4 自动控制

3.1.5 尽量减少能耗大的房间和设备的数量或者规格。

3.2 其它节能方式

3.2.1 严格执行行业规范

3.2.2 加强管理和节能意识培养

3.2.3 设计和系统、设备选择的节能

3.2.4 能量回收,重复利用。

4.结 语:空调系统的设计方式决定了它的合理性及今后运行的经济性,因而怎样给医院提供一个定位适当、经济、可行的空调系统,是需要慎之又慎的。医疗建筑的使用功能十分复杂,不同于普通民用建筑,如果空调系统设计不合理,会有害于患者身心健康,加重病情,甚至成为疾病的传染源。因此,在医院的空调设计中,既要充分考虑我国国情,因地制宜地确定空调系统型式及冷热源,又要以人为本,满足不同类型病人的舒适性要求,并注意空调系统的节能设计,为病人提供一个舒适、优美的就医环境,共同促进我国医疗事业发展。

参考文献:

[1]GBJ19-87,采暖通风与空气调节设计规范[S].2001.

[2]JGJ49-88,综合医院建筑设计规范[S].

[3]梅自力.医疗建筑空调设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1991.

空调设计范文2

中央空调能耗包括冷热源、空调机组及末端设备、空气及水输送系统三部分。控制好这三部分的能耗即可达到运行经济节能的目的。其中,冷热源能耗约占总能耗的一半左右。目前以冰蓄冷、水源热泵等形式的冷源技术日益成熟具有很大节能优势。

冰蓄冷系统是:建筑物空调时所需冷负荷的全部或者一部分在非使用空调时间制备好,将其能量蓄存起来供空调时使用。该系统主机所耗的总能量变化不大,但是可以在用电低峰时用电,而在高峰时少用或不用。采用蓄冷系统时,有全部蓄能系统和部分蓄能系统两种负荷管理策略可考虑。

水源热泵系统是应用地球表面浅层水源如江、河、湖、海水和地下水吸收的太阳能和地热能而形成的低位热能,通过少量的高位电能输入,经过逆向热力循环,品位热能的一种热力系统。水源热泵系统在夏季将建筑物种的热量转移到水源中,而冬季通过逆向热力循环,从水源中提取热量。水体的温度一年四季相对稳定,其波动的范围远远小于空气温度,特别是地下水温度保持常年恒定,是很好的空气冷源和热泵热源。

空调水系统的用电,供暖期间约占整个建筑动力用电的1/4;供冷期间约占1/6,因此水系统节能也具有重要意义。目前,空调水系统存在着许多问题,如水力、热力失调现象严重;大流量、小温差现象普遍存在,设计中供、回水温差一般均取5℃,但经实测夏季冷冻水系统供回水温差较好的为4℃,较差的只有2-2.5℃,造成实际水流量比设计水量大1.5倍以上,使水系统能耗大大增加。 设计时认真进行水系统各环路的设计计算,并采取相应措施保证各环路水力平衡。认真核对和计算空调水系统相关系数,积极推广变频调速水泵,冬、夏两用双速水泵等节能措施

整体设计上应首先考虑方案可行性。这是设计的首要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法规和规范包括有关环境保护的要求,并满足如供电、供气、供水、供热等有关方面的要求,并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目,应对设计方案进行全年工况分析,以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。

对系统方案应进行经济性比较。在经济性比较时首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较,这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。一次投资不仅包括各种设备、管道、材料及安装、调试等投资,而且应包括各种相关收费(如热力入网费、用电设备增容费、天然气的气源费等),相应室外管线、相关水处理和配电与控制机房土建投资与的费用。除直接费用外在一些情况下间接效益也应综合考虑。如宾馆、饭店、写字楼的空调机房节省的面积,作为商业用房可产生的效益。如果采用贷款进行建设,全面的经济性比较还应考虑贷款利率和还贷期限等动态因素。

运行能耗和运行费用是暖通空调设计方案技术经济性比较必须考虑的重要参数。运行能耗除应考虑在全年季节变化的情况下,建筑物实际负荷的变化,同时应考虑设备非标准状态下的效率。办公楼、教学楼、写字楼和游泳馆等建筑物的暖通空调设备通常间歇运行,其运行时间应为扣除停机时间后的实际运行时间。在计算过程中应注意不同地区、不同时期、不同时段各种能源的价格可能不同。

在经济性比较时还应综合考虑投资、运行费用以及设备的使用寿命,以相同的使用周期为基准,进行综合经济性的计算比较,而不能简单地根据设备报价进行比较。对于冷暖两季工况要求的空调系统,应考虑冬季和夏季设备综合利用问题,进行冬夏季综合经济性比较。对于可以兼供生活热水的工程,应综合考虑生活热水供应的投资和能耗。

暖通空调系统的设计负荷是以接近全年最不利工况确定的,因此拥有较好的调节性能,以适应全年负荷的变化,对全年能耗的降低具有极大的作用。调节性能好的系统方案,如采用VAV空调系统和VRV变频空调系统的方案,其一次投资通常较高,但运行能耗较小,在经济性计算和比较时应综合考虑这些因素。对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼,该设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。

暖通系统管理方便是用户十分关心的问题。自动化水平的提高,可以减少管理用工和劳动强度,从而使人工费减少,但增加一次投资,同时操作人员素质的要求提高。空调系统是否采用自动控制,应根据实际情况和要求,经技术经济性比较来确定。对于大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程,宜采用自动控制,以减少操作管理的工作量。但自动控制系统应尽可能简化,以提高系统的经济性和可行性。对有不同使用单位的商业建筑,系统设置应考虑分别管理控制和运行费用分别统计交纳的要求。

设计方案的安全性是以往考虑较少的问题,随着SARS的出现和迅速蔓延,暖通空调系统的安全性问题已经成为公众关注的焦点。暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。防火安全问题是按相关防火设计规范设计,设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全保护、冬季防冻、空调系统联锁保护等问题。在设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响。人员环境安全主要包括暖通空调系统对人体的危害、防止恐怖袭击和防止传染性疾病扩散这3个方面的问题。另外在表冷器、蒸发器和冷却塔等结露积水、病菌容易繁殖的地方应采取可靠的排水和消毒措施。

空调设计范文3

1喷雾冷却技术研究成果

自Maclaine-cross和Banks建立间接蒸发冷却计算模型以来,国内外专家学者以此为基础对喷雾间接蒸发冷却技术进行了大量的研究。杨强生等人基于Merkel方程,实验研究了喷雾空气冷却器的传热传质过程,通过回归的方法得到容积散质系数的关联式[1]。梅国晖等人研究了高温表面喷雾冷却传热系数、气水雾化喷嘴最佳气水比和喷射方向对喷雾冷却换热的影响,研究表明,喷雾冷却过程存在最佳气水比,但最佳气水比不是固定不变的,它随着水压的增加而减小;在低水流密度下,喷射角90°处喷雾传热系数最大,其他喷射角度的传热系数大致以喷射角90°处对称,在高水流密度下,随喷射角度增加而显著增加[2-4]。刘振华通过数值计算方法讨论了液滴与空气速度比和喷雾条件之间的相互关系,认为在自由射流情况下,速度比的变化使流体形成在喷嘴附近的非稳定区和下游的稳定区,在均一流情况下则不存在非稳定区,在稳定区内速度比与模型类别、喷雾距离和初始速度无关;在喷雾距离大于0.5m后,可认为速度比进入稳定区,其大小取决于液滴直径和空气冲击速度,空气冲击速度越大,速度比越接近1,液滴直径越小;液滴直径小于100μm,可认为速度比等于1,对工程计算没有影响[5]。JunghoKim详尽研究了喷雾冷却的传热机理和目前喷雾冷却模型的优缺点,研究了物体表面形状、喷雾倾斜角度和重力对喷雾冷却的影响[6]。最近,美国国家航空航天局的EricA.Silk等人研究了3种强化表面的喷雾冷却效果和喷射倾斜角度(喷射轴向与物体表面法向夹角)对喷雾冷却的影响,在喷雾温度为20.5℃时,分析了冷却水管采用3种不同肋片表面对冷却效果的影响,研究表明,相对于平表面而言,直肋片表面热流密度最大,且喷射倾斜角度为30°时,热流密度可提高75%[7]。

2喷雾冷却与淋水冷却的比较

2.1能耗比较

开式喷雾通风冷却塔由于采用喷雾装置,改变了机械通风冷却塔的工艺结构,不需要淋水填料,所需的风机功率很小甚至不需要风机,因此,节省设备的初投资和运行维护费用,表1是一种喷雾冷却塔与机械通风冷却塔能耗比较[8]。

2喷雾冷却与淋水冷却的比较

2.1能耗比较

开式喷雾通风冷却塔由于采用喷雾装置,改变了机械通风冷却塔的工艺结构,不需要淋水填料,所需的风机功率很小甚至不需要风机,因此,节省设备的初投资和运行维护费用,表1是一种喷雾冷却塔与机械通风冷却塔能耗比较[8]。

从表1可以看出,当冷却水量从75m3/h增加到700m3/h时,在没有考虑普通冷却塔配套设施能耗和运行费用的基础上,喷雾冷却塔与相应规格的机械通风冷却塔相比,综合节能效率在30%~50%之间,喷雾冷却效益显著。

喷雾冷却器设置在地铁排风通道内,水雾与冷却器表面的换热量最终必须由通道内排风带走,因此,空气的温湿度决定了冷却器的换热效果,而通道内空气的温湿度与室外空气温湿度差别很大,因此,实现相同排热量所需冷却器的体积相对会大一些,相应设备功率会增大,这样,不可避免地要增加部分能耗和初投资及运行费用。

由于冷却塔设置在地铁排风通道内,必然会造成通道的排风断面减小,排风阻力增大,由局部阻力计算公式可知,局部阻力与通道的局部阻力系数和速度的二次幂的乘积成正比,当通道排风断面减小一半时,则局部阻力将为原来的4倍,因此,要实现相同排风量,排风机的功率可能会增大。

2.2费用比较

假定某地铁制冷站冷却塔选用横流式冷却塔,型号为DBHZ2—600,9.6万元/台,设计进、出口水温分别为37℃/32℃,湿球温度为28℃,占地面积43m2,高度为3.61m,风机功率为12kW,风量为351m3/h,A声级噪声为56.6dB;循环水泵选用1台轴流泵,流量为400m3/h,功率为7.5kW,凝结水泵选用1台轴流泵,流量为750m3/h,功率为3kW,水泵费用为0.75万元;循环水泵运行费用为5.58万元/a,凝结水泵运行费用为2.23万元/a(电费为0.85元/(kWh),水费为2.8元/t,水、电价来自于重庆市自来水公司和重庆市电力公司;冷却塔和水泵信息来自阿里巴巴网2007-3-15报价)。

摘要针对地铁空调冷却水系统的特殊要求,提出了喷雾间接蒸发冷却器与喷雾间接蒸发冷却冷凝器两种方案,简要分析了两种方案的工作原理和节能效果,计算表明,采用喷雾冷却设备替代1台600m3/h机械通风冷却塔时,在不考虑冷却塔运行费用的基础上,仅冷却塔补水水费一项每年就可节约17万元。

空调设计范文4

关键词:医院;净化空调;设计

中图分类号:U260.4+3 文献标识码:A 文章编号:

1 手术室概况

本洁净手术部由八间手术室、中央洁净大厅、麻醉室、苏醒室等附属房间组成,手术部位于医技楼二层,手术室无护结构,手术室净化级别要求分别为千级(I级)1间、万级(II 级)4间、十万级(III 级)3间,手术室设计温湿度考虑到儿童生理特点,全年控制在Tn=24~28℃,在手术室内就地可调,手术室设计相对湿度Фn=50%~60%。

2 手术室空调风系统的划分

2.1 高级别手术室空调系统宜独立设置。所谓高级别手术室是指千级以上手术室,其原因是高级别手术室空调送风量大,如同样面积的手术室,百级手术室的空调风量是十万级的3.4倍,是万级的2.25倍。另外高级别手术室的使用频率远低于低级别手术室,这样无论是一个空调系统负担多个高级别手术室,或是一个空调系统负担一个高级别手术室和多个低级别手术室,都会使空调系统长时间处于"大马拉小车"的运行状态。例如一个空调系统负担1间百级手术室和2间万级手术室或4间十万级手术室,只要高级别手术室不使用,则系统设计风量至少大于此时所需风量的112%和84%,亦即此时系统所需风量仅为系统设计风量的47%和54.3%,而且此种因手术室使用与否引起的风量变化,不宜采用变频调速方式进行调节,只能用调节总风阀的方式调节风量以适应系统风量变化,然而此种方式显然不节能。所以无论从节约能源的角度,或是从使用可控性、灵活性的角度,高级别手术室都应"按间"独立设置空调系统,即一个净化空调系统对应一间手术室。

2.2 对于低级别手术室,尽管与高级别手术室相比空调风量小的多,但一个空调系统所负担的手术室间数也不宜过多,因为医院手术室的使用情况具备不确定性。愈是高等级医院,手术室为满足特殊繁忙情况,设置愈多。手术室多,正常情况下的同时使用系数低,这样当一个空调系统所负担的手术室间数较多时,系统常处于"供大于求"的状态,其运行能耗势必较高,就象有的医院所反映的"建的起,用不起"。笔者认为,对于低级别手术室一个空调系统所负担的手术室不宜多于四至五间,而且一个系统负担手术室过多,也会造成使用上的不可控。

2.3 中央清洁大厅、清洁走廊、高级别手术间的准备区、无菌室等应由一个单独的空调系统负担,目的是保证手术室外部空气环境时时处于"临战"状态,那种将以上部位空调合在低级别手术室空调系统中的做法显然不合理。因为合在一起的空调系统,或是在手术室停止使用时系统送风能耗过大,或是无法保证手术室外部气候环境处于受控状态。

总之,手术部空调风系统的划分原则应该是运行可控、调节灵活、各司其责、节约能源。

3 送风量确定和气流组织

该医院手术部进行空调设计时,国家尚未出版有关医院手术室洁净空调设计标准/规范,并且当时国内已有医院手术室洁净空调设计,基本上囿于工业洁净室的设计思路,然而将工业洁净室设计思路照搬到医院手术室洁净空调设计中会带来两个问题:

3.1 高级别洁净室风量过大,如按照《洁净厂房设计规范》(以下简称规范),百级手术室应在顶棚满布高效过滤器风口,则一间36m2手术室的送风量为32400m3/h~45360m3/h(对应断面风速为0.25m/s~0.35m/s),如此大的送风量,送风功耗达17.0kW~19.0kW,送、回风管道占用建筑空间大,风系统噪声控制困难。

3.2 对于千级以下手术室,在相同风量下手术室关键区域污染度控制不理想,原因是套用《规范》千级以下手术室可采用乱流形式的气流组织。通常的做法是在全室顶棚均匀设置高效过滤器风口,此气流组织形式的理论依据是"全室稀释和净化",然而根据德国标准DIN1946/4中关于污染浓度的概念,此种"全室稀释和净化"的气流组织形式,在理想情况下可以使室内达到相同的细菌浓度,此时污染度为1,而如果突破"全室稀释和净化"的工业洁净室气流组织方式,会在手术室关键区域获得更低的污染度。针对以上问题,设计者参考德国Weiss手术室卫生空调系统的经验,在手术室风量计算和气流组织方面,突破工业洁净室设计思路,引入降低总风量,强化局部送风,重在手术床及器械桌区域的设计概念,具体做法如下:

A.对于所有级别的手术室,均突破了全室稀释和净化的概念,引入局部强化净化观点,将所有手术室的送风口均集中布置在手术床的上方,即以无影灯吊杆为中心设置"层流送风箱",根据级别不同采用不同送风断面尺寸。

B.对于百级或千级手术室,采用洁净气流覆盖区域面积乘以此送风区域断面风速的方式确定风量。如本工程的千级手术室所采用送风层流箱覆盖面积为2.4m×2.4m,断面流速0.35m/s,因此送风量为7258m3/h,如果为百级,则采用送风层流箱覆盖面积为3.0m×3.0m,断面流速仍为0.35m/s,则送风量11340m3/h,仅为前述工业洁净室计算方法的40%。虽然此设计思路借鉴了德国Weiss手术室卫生空调系统的经验,但本工程并未采用德国学者介绍的大面积、小送风量(即大面积、低风速)的方式,因为根据国内医院的具体情况,采用小风速时对客观条件要求过于苛刻,且小风速时气流没有足够的动量保持送风的单向流,很难达到理想的空调和净化效果。

C.对于万级、十万级手术室采用换气次数法确定送风量,万级取n=30次/h,十万级取n=20次/h。尽管此换气次数取值为《规范》规定的下限值,但由于采用了全部送风量由手术床部位上方的"层流送风箱"送出,其手术区达到的细菌浓度为室内其他区域的50%,即手术区域空气的污染度由全室稀释和净化方式的1降为局部强化送风方式的0.5。本工程万级与十万级手术室的"层流送风箱"送风面积分别为2.4m×1.2m和1.5m×1.5m,送风断面风速均为0.35m/s。

总之,采用以上设计思路的该医院手术室,在投入使用后效果良好,达到了用较小的风量,在手术室关键区域(手术床及器械桌区域)形成一个比手术室其他区域更洁净、更卫生的气候环境。

4 设置初效+中效新风过滤机组

一些手术室的净化空调系统设计中,新风的过滤问题未能引起充分的重视,新风常常是不经过独立的过滤处理而直接与空调回风混合,其结果导致中效、高效过滤器寿命缩短,更换频繁,系统的运行维护成本加大,甚至影响手术室的正常使用。这是因为新风与回风混合前,两者的空气含尘浓度相差过大,新风即便经过初效处理,其处理后的含尘浓度也比十万级空调回风在同粒径范围内的含尘浓度大70倍左右,是百级空调回风同粒径范围内含尘浓度的几万倍,从而使中效乃至高效过滤器没有足够的保护。为解决此问题,我们在新风通路上安装了独立的初效+中效新风过滤机组,使新风经过两级过滤后再与回风混合,此时混合前的新风与回风在同粒径范围(30.5mm)的含尘浓度比较接近,真正起到了保护中效、高效过滤器的作用,而且新风过滤机组的初、中效过滤器清洗、更换方便,与更换高效过滤器相比投资少,维护简便。在新风通路上设置新风过滤机组的另一优点是确保了新风量,因为定风量的新风过滤机组本身就相当于一台"计量泵"。

5 结束语

医院手术室净化空调设计概括如下:手术室净化空调对手术室空气途径的感染控制有效且不可替代;一个净化空调系统所负担的手术室间数宜少不宜多;引入污染度概念,在降低手术室关键区域污染度的同时,减少高净化级别手术室的送风量;引入局部强化送风的概念,即采用置换气流送风吊顶,在手术室关键区域形成单向流型气流组织,降低手术室关键区域的空气污染度;新风系统采用独立的初、中效两级过滤;采用定风量阀,以保证室内的正压分布。

参考文献:

空调设计范文5

【关键词】大空间 暖通空调设计节能 防排烟设计

Abstract: With the improvement of the quality of human life, people's lives content has become increasingly diverse, a variety of sports, leisure facilities and other public buildings came into being, this type of building most of the large, complex structures, functional flexibility (the building functional diversification), HVAC design, operation and management that meets the comfort of the construction of large space requirements but also to save energy, is a research direction worth exploring. In this paper, talk about the large space air conditioning design and energy saving, and smoke control design of large space and the difficulty and focus are discussed.

Key words: space HVAC design for energy-saving and smoke control design

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

一、大空间暖通空调设计

大空间暖通空调设计的重点主要体现在以下四个方面:

(1)大空间建筑设计往往需要有单独的热源,以满足空调、采暖、制冷、热水供应等方面的需求。由于用地紧张和其他一些原因,很多大空间建筑需要在地下室或屋顶上设置锅炉房,这使得大空间建筑的热源设计变得更为复杂。

(2)大空间建筑往往高度较高,这也加重了采暖系统的垂向失调,同时由于系统水静压力较大,直接影响到室外管网的水力工况,其系统的形式及与室外管网的连接与多层建筑有较大差异。

(3)大空间建筑的空调设计气流组织因温度梯度较大,需采用合理的送风方式。上送下回方式为从顶棚送风下部回风,现工程多采用可调节风量和射程的风口,提高冬季的送风风速;侧送下回方式送风口高度大多在3m左右,需要结合建筑装修设计布置风口位置以达到室内美观,同时需要精确的空调气流组织计算。

二、大空间空调节能设计

1、合理选取设计参数是基础

空调室内计算温、湿度的确定应取合理值,不能过 低(夏季)或过高(冬季)。新风量的计算与取值,在保证卫生要求、生产工艺要求、符合规范要求的前提下尽量节省。

(1)室内温、湿度从节能的角度来确定其标准是节能的重要因素。空调系统能耗大小除与当地室外气象参数、建筑物的护结构及室内发热散湿量有关外,室内设计温、湿度标准也是直接影响负荷大小的重要因素。在保证生产工艺和人体健康的条件下,夏季将室内空气的设计温度每提高1℃,约可减少热负荷11.2%,节省量是极为可观的。同样,在夏季如将室内空气湿度由60%提高到70%,则可节约能量17%左右。据资料测算,仅仅将夏季室内空气的设计温度提高1℃,就可使空调初投资总额减低约6%,运行费用减少8%左右。

(2)新风量新风负荷占空调总负荷的20%~40%,对其标准值高低的取舍,与节能关系重大,不可忽视。引进新风主要是为了满足人员的卫生需求及部分工艺空调所需维持的室内外压差。而新风量的多少直接影响空调的负载,从而影响空调系统的主机、冷却塔、水泵、风机盘管等的耗电。

2、应尽量使用配有能量回收装置的空调器

工程设计中,经常由于空调房间某些工艺要求将空调系统设计成直流系统(如制药厂此类房间很多),其排风和室外新风之间的温差在冬夏季很大,而这部分排风又带有一些污染物,所以不能直接进入空调系统,此时应对排风进行显热回收。

室内回风在排至室外以前,先和室外进入的新风经显热回收器进行显热交换,经能量回收后再排到室外。而室外进入的新风则经过显热回收器后夏季温度降低,冬季温度升高,而达到能量回收目的。新风应有二个入口,并在空调器排风出口处设一温度传感器,调节二新风入口处的电动阀开度,以保证排风出口处的温度高于50C。否则显热回收器排风侧有结冰的危险,影响系统正常工作。带能量回收装置的空调器在其他排风量较大的空调系统也适用,如果排风无交叉污染问题,则可以用转轮式的全热回收器代替显热回收器,这样能量回收效率则更高。一般来讲,显热回收器最大能回收50%左右的能量,而全热回收器则最大能回收80%左右的能量。

3、从节能角度总体审核设计方案

(1)考虑逐时系数和同时使用系数。采用全空气系统时,空调机组应按负担房间的情况考虑各朝向房间的逐时系数(定风量系统为各房间逐时最大值之和,变风量系统为各房间逐时之和的最大值),对水系统而言,还应考虑各风系统的同时使用系数。

(2)根据建筑物的功能划分,对空调区域采取不同的空调方案在设计时将功能相近的各功能区采用一套空调系统,这样可以在提高系统的同时使用系数和空调负载率,有利于空调设备的高效运行。

三、大空间的防排烟设计及难点和重点

随着建筑技术的发展,建筑占地面积也是越来越大,很多大空间建筑的面积均已超过1万平方米。在这类建筑物中很多情况下都涉及经营餐饮、服装等小铺面,可燃物多,人员流动密度大,一旦发生火灾极易引起大量群伤群死的恶性事件。在实际工程中,大部分省市的消防部门要求这类建筑必须要有防排烟设施;众所周知在火灾事故中,浓烟对人的危害远远大于明火,只有将浓烟排除或是隔离才能实施人员疏散和安全灭火,因此必须加大落实防排烟设计在大空间建筑中的实际应用。

面对大的工程,防排烟设计在其中的应用必不可少:首先,要在地下广场的屋顶增设大量的采光天窗,在采光天窗内设有自动排烟的百叶,一旦发生火灾,浓烟可以通过自动排烟系统迅速的排至室外;其次,要设计无顶的敞开空间,敞开空间的宽度在一定程度上可以抑制火势的蔓延,同时可以起到排烟散热的作用,有利于人员的疏散;再次,要设计了防烟楼梯间;最后在部分安全分区不能满足安全疏散的要求,且无法增加防烟楼梯间时,可以通过增加排烟量的方法来尽快疏散人员,排烟量往往按60m3/m2.h或是6次/h来进行计算。

1、大空间建筑防烟设计难点

由于建筑结构的特殊性和使用功能的具体需要,大空间建筑消防措施与普通建筑有着明显的差别,主要有以下几个方面:

(1)不能有效设置防火防烟分隔,在建筑物内设置防火防烟分区是控制烟气扩散 的主要方法,但大空间往往追求宽敞 通透的效果并且由于使用功能的限制,难以按照传统的方法进行防火防烟分隔。

(2) 普通火灾探测技术无法及时发现火灾,目 前在普通建筑中广泛使用的火灾探测器大都是以烟气浓度或温度为信号进行探测的,且大多为顶棚安装。在大空间建筑火灾时,由于受到空气的稀释,火灾烟气到达十几米或几十米高处时,其浓度和温度往往都大大降低,因此,普通的火灾探测装置无法有效发挥作用。

(3) 常用的喷水灭 火装置不能有效发挥作用与火灾的探测问题相似,大空间建筑由于内部空间高大,普通的喷头喷出的水滴往往到达不了燃烧物表面,失去有效的灭火作用。

(4) 火灾危险性大大空间建筑使用功能趋于多样化,比赛文艺演出及各种展览,因此,电气设备多用电量大,可燃物多发生火灾的概率增大。

2、大空间建筑防烟设计重点

设置烟气控制系统的目的是为了减缓烟气的沉降速度,为人员的疏散赢得时间,方便消防人员搜寻起火位置,开展救援和灭火行动,并减少热烟气对建筑物内物品以及建筑物本身造成的破坏 在建筑防排烟工程中,常用的三种方式是: 自然排烟,机械加压送风防烟和机械排烟。但自然排烟系统的结构简单,容易操 作,也比较经济,在顶棚能够开设排烟口的建筑,其自然排烟效果好。下面介绍自然排烟的设计。

建筑中的高大空间具有较强的蓄烟功能;且大空间建筑通常顶棚或侧墙设 置大面积采光或通风带,可与自然排烟结合使用,采用自然排烟时,烟气和周围空气之间的温差排烟口和进风口之间的高差 室外风力和风向以及高层建筑热风压作用等都会对自然排烟的效果产生影响,自然排烟口可以采用屋顶排烟口或高侧窗的形式,如果采用高侧窗的形 式,当建筑物的排烟口设在迎风面时,其排烟量在室外风的作用下会发生变化; 当室外风的作用力小于烟气的浮升力时,则排烟量减少;当室外风的作用力等于烟气的浮升力时,则不会有烟气排出; 当室外风的作用力大于烟气的浮升力时,则室外风会通过排烟口进入建筑内从而加剧烟气在建筑内的流动,导致自然排烟的失败。所以,设计时,要根据地形、该地常盛行风来进行具体的建筑设计。

结语

总之,随着大空间建筑的发展,其中很多大空间建筑内的空气需要保持一定的温度湿度、清洁度,许多大空间建筑内需要设置较为完善的通风、空调设备。因此,暖通空调设备如何适应这种需要也是现代大空间建筑暖通空调设计中值得注意和探讨的问题。

参考文献

[1]公共建筑节能设计标准中国建筑工业出版社.2005.5

[2]陆耀庆.HVAC暖通空调设计指南.中国建筑工业出版社.2006

[3]李强民.置换通风原理设计及应用.2000

空调设计范文6

关键词:大空间 负荷特性 气流组织 空调方式 节能

前言:

20世纪以来,随着人类生存和发展的需求,各国竞相建造了规模宏大的公共建筑电影院、剧场、体育馆、展览馆、空港航站楼、高层建筑内的中庭等的建筑内的建造越来越引起人们的兴趣和关注。为了充分发挥这些建筑的功能,创造优质的环境,暖通空调技术必须也要不断的进步。传统的大空间建筑体型结构、功能变化较少,工程上已积累了丰富的经验。现代的大空间建筑造型奇特,尺寸庞大,依靠传统的经验难以满足各方面的要求,需要借助计算机的模拟来进行设计预测。下面对大空间建筑的空调设计做一简要概述。

一、大空间建筑的特征

(1)大空间高度高。这是形成温度梯度的主要原因。

(2)大空间的外墙面积与地板面积之比大(图1)。这形成了外界界面对室内空间的自然对流影响很大,冬季易在四周造成下降气流。

(3)居留区人均占有空间体积大(图1)。从卫生角度看是良好的,可采用较小的换气次数。

(4)多功能的使用要求。要求空调满足多环境,控制灵活

二、负荷特性

各种大空间建筑的符合因素所占的比例并不一样。图2表示了它们之间的差别。

三、空调风量和换气次数

空调风量的确定因素可按:1.冷热负荷的处理要求;2.室内清洁度的保持;3.换气次数的确保;4.满足法规的要求。1、2、3三者是通过常规计算可确定,但3项有时缺少实践的经验作依据。对于常规的电影院、会堂,人均容积比较一致。通过室内负荷计算及送风温差所得的人均风量是相似的,相应的换气次数一般在4~6次/之间,但对于体型复杂、空间大小不规则、居留密度偏高的场合,这些指标不一定能套用。例如对于体育建筑的情况,其换气次数最大为4.5次/,最小为1.2次/。这是由于:1.这类建筑体积庞大,赛场内人数少;2.设计对负荷的处理和计算考虑不同,因而有计算确定的换气次数有较大的区别。但只要采取有效的气流组织,即使换气次数小,亦能满足空调的要求。

四、空调方式、气流组织及有关问题

1.空调方式和气流组织对室内环境和负荷的影响。

空调采用不同的空调形式或气流组织对室内温度的垂直方向的分布有很大的影响(如图3所示)。另外,空调送回风方式对负荷率也有很大的影响(如图4所示,宫川保之的研究),因此在设计中气流组织与负荷计算是相互联系的。

2.居留区(工作区)空调和诱导通风的应用。

对于一般的电影院、会场等的空调和气流组织,由于高度有限,一般都采用全面空调方式,辅以比较常规的气流组织形式。但高大空间室内温度分层现象非常严重。实践证明,可以在不同的场合采用不同的分层空调方式来实现。对居留区(工作区)空调的基本原则是:(1)供冷时,冷风只送到工作区。此外利用室外空气或回风以分隔形成上部非空调房间,或用于满足消防排烟之需。(2)在供暖时,送风温差宜小,且应送到工作区。有条件时与辐射供暖结合。采取这些措施后,空调负荷可减少30%~40%。采用诱导方式(诱导封口的诱导比和为4~5倍),从而可使上下温度分布均匀。对大空间空调来说,最重要的是气流的控制。

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