泊头市医院迁建项目暖通空调系统设计

本工程为泊头市医院迁建项目，建设地点位于泊头市裕华路以南，永安大街西侧。项目总用地面积65000m ² ，总建筑面积70000m ² ，整个项目包括门诊病房综合楼，综合服务楼，传染楼，二期病房楼；其中门诊病房综合楼为院区最高建筑，建筑面积58624m ² ，，建筑高度为81.65m。该综合楼地下1层，地上20层，设计病床600张，属一类高层民用建筑。本建筑地下1层是库房、配电室等，战时为核五级人防；1层为急诊、儿科、放射、磁共振和高压氧等科室；2层为外科、内科、电声理课、检验科和ICU等；3层为皮肤科、眼科、超声科、内窥镜科、血库和手术室；4层为病理科、办公区和预留发展区；6层～19层为各科室病房。20层为会议室及病房；综合服务楼建筑面积7022m ² ，建筑高度为17.15m，属于多层公共建筑；传染楼560m ² ，建筑高度4.65m，共一层，为诊室、抽血室和挂号室等，属于多层公共建筑。该项目空调工程投资概算为2100万元，空调系统单方造价为300元/m ² 。设计时间为2009年～2011年。工程于2013年年底竣工并投入运行。

2.1  供暖通风空调设计要求

3.1  冷热源设计方案比较及确定

目前医院类建筑的空调冷热源方案主要为：a夏季冷水机组+冬季城市热网（或锅炉房供热）；b多联热泵式空调系统。本项目因地处新区，周边无集中热网及燃气管道，这就使得冬季供热热源成了问题，同时又要考虑到业主提出的节能环保的要求。因此在做了土壤热物性试验，并通过技术经济分析比较之后，确定本工程采用地源热泵作为空调系统冷热源。通过对本项目进行全年动态空调负荷计算分析，夏季蓄热量小于冬季取热量，由地源热泵机组承担夏季全部空调热负荷，以便充分把夏季空调得热量蓄到地下土壤供冬季使用。冬季取热不足部分由院区燃油热水机组提供。（因医院为重要公共建筑，为防止地埋管出力不足现象，在设计时也预留了冷却塔作为夏季备用冷却水源，但实际未安装）

地源热泵机房设在院区综合服务楼地下一层制冷机房内。根据表1院区总冷热负荷值，确定冷热源设备选型为：3台高温型地源热泵机组，夏季提供7/12℃空调冷水，地源水温度25/30℃（根据土壤热物性试验报告确定），冬季提供45/40℃空调热水，地源水温度10/5℃（根据土壤热物性试验报告确定）。地源热泵机组单台制冷量2146kW，单台制热量2002W。地源热泵机组采用内部四通换向阀转换机组，在内部进行夏季供冷工况及冬季供热工况的转换。

在地源热泵机房集水器处设置各路空调水系统冷热量计量装置，进行总冷热量及各路空调水系统冷热量的计量。

3.2  空调输配系统设计

3.2.1  空调水系统形式

空调冷源侧采用一级泵系统末端变流量系统，冷水机组定流量运行；空调负荷侧水系统采用变流量两管制系统，室外干管、室内立管、水平干管均采用异程布置。新风机组、空调机组的回水管上设置动态平衡电动两通调节阀，风机盘管回水管上设置动态平衡两通电磁阀，以自动平衡各末端设备水力不平衡度。

3.2.2  空调水系统分区及回路

本工程空调水系统竖向不分区。根据各区域使用功能及用能规律，医疗综合楼空调水系统分成9路；门诊部分按不同科室及使用时间不同分成6路；ICU，手术室等需要提前供暖的病房或科室单独设置一路。主楼病房区根据不同护理单元分成两路。

3.3  空调风系统设计

3.3.1  舒适性空调系统及气流组织

医疗综合楼及后勤楼等的舒适性空调方式为风机盘管加新风系统；空调新风采用分层、分区的供给方式，同时，考虑与水系统的分区基本一致，有利于分层、分区运行管理，每一个新风系统尽量不跨越不同医疗科室或护理单元，以避免或减少交叉感染的机会；病房、诊室及办公等用房，采用风机盘管加新风系统。风机盘管装于房间吊顶内，采取上送上回方式；新风机组采用额定热回收效率不低于60%的显热旁通型热回收式空气处理机组，分层设置在专用的机房内。

3.3.2  洁净空调系统

a  洁净手术部

Ⅰ级洁净手术室，独立设置净化专用空调系统，室内横断面风速为0.20m/s～0.25m/s，气流组织为顶送双下侧回，采用平铺式层流送风天花，送风口集中布置的面积不小于6.24m ² ，净化空调机组内设进风段、过滤段、热水盘管段、冷水盘管段、洁净干蒸汽加湿段、送风机段、出风段；

Ⅱ级洁净手术室，室内换气次数24次/h，气流组织为顶送双下侧回，采用平铺式层流送风天花，送风口集中布置的面积不小于4.68m ² ，按一一对应方式设置净化空调系统，净化空调机组内设进风段、过滤段、热水盘管段、冷水盘管段、洁净干蒸汽加湿段、送风机段、出风段；

Ⅲ级洁净手术室，室内换气次数18次/h，气流组织为顶送双下侧回，采用平铺式层流送风天花，送风口集中布置的面积不小于3.64m ² ，均按一一对应方式设置净化空调系统，净化空调机组内设进风段、过滤段、热水盘管段、冷水盘管段、洁净干蒸汽加湿段、送风机段、出风段；

洁净手术部采用集中新风系统；利用新风支路所设置的双位机械式定风量阀、每间手术室送风管上的机械式定风量阀以及每间手术室独立设置的排风系统满足手术部的正、负压控制和手术室正常使用时的新风量要求；新风机组采用变频运行，新风过滤器采用三道过滤器串联组合形式。

夏季运行时采用湿度优先控制模式，冬季新风直接送到各净化空调机组。

洁净区走廊及洁净辅助用房：室内换气次数为12次/h，按洁净手术部分区分别设计净化空调系统，净化空调机组内设进风段、过滤段、热水盘管段、冷水盘管段、洁净干蒸汽加湿段、送风机段、出风段；

每间手术室设独立排风系统，在每间手术室顶部设置门铰式排风口，排风系统顺气流方向设置高中效过滤器、排风机和止回阀，排风机选用低噪音型。

b  ICU

洁净等级为Ⅲ级洁净辅助用房，设计换气次数12次/h，气流组织为顶送下侧回，选用一台净化空调机组，机组内设进风段、过滤段、热水盘管段、冷水盘管段、洁净干蒸汽加湿段、送风机段、出风段，送风口采用高效过滤送风口，分散布置。

4.1  通风系统设计

制冷机房、热交换站、变配电室、水泵房、柴油发电机房等设备用房，设置机械送排风。制冷机房设置事故排风，换气次数按照相关规范执行；公共卫生间及污洗设置专用排风竖井和带有止回装置的通风器；各病房卫生间及处置、换药室设置机械排风系统；屋顶电梯机房设置机械排风设施。

4.2  防排烟系统设计

空调风系统按防火分区设置风道系统。消防机械排烟系统横向按防火分区设置；地下一层库房设机械排烟系统，同时设置专用的机械补风系统，补风量为排烟量的50%；防烟楼梯间及合用前室分别设置正压送风系统；地下室的内走道和各房间总面积超过200m ² 或一个房间面积超过50m ² ，且经常有人停留或可燃物较多的房间，设置机械排烟和机械补风系统；地上部分不具备自然排烟条件的内走道和面积超过50m ² 的无窗房间分别设置独立的排烟系统；中庭设置机械排烟系统。

5.1  监控原则

本工程为大型公共建筑，暖通空调系统采用集散型集中监控系统，下位机采用DDC控制，设于现场被控设备或系统附近；上位机采用计算机，设于中央监控室。控制内容包括参数检测、参数与设备状态显示、自动调节与控制、工况自动转换、能量计量以及中央监控与管理等。

5.2  冷热源

5.2.1  参数检测

冷、热水温度、压力、流量、冷却水温度等参数显示、记录；软化水箱液位显示及报警。

5.2.2  设备状态显示

热泵机组（冷水机组）、水泵、冷却塔等设备的状态显示、事故报警。

5.2.3  能量计量

计量内容包括：热泵机组（冷水机组、冷却塔）耗电量；补水量；空调循环泵、地源水（冷却水）循环泵等用电设备耗电量分项计量。

5.2.4  设备联锁启停控制

开机顺序：地源水电动阀(冷却水电动阀)－空调水电动阀－地源水循环泵（冷却水循环泵-冷却塔）－空调循环泵－地源热泵机组（冷水机组）。

停机顺序与开机顺序相反。

地源热泵机组（冷水机组）空调水电动阀、地源水电动阀（冷却水电动阀）应缓慢启闭，全行程时间不宜小于2分钟，不得小于1分钟。

5.2.5  冷水机组群控

由主机厂家配套供应冷水机组群控软件，实现出水温度控制、负荷调节、机组群控等功能，并预留楼宇控制接口。

5.2.6  冷却水系统控制

根据冷却塔出水温度控制冷却塔风机的变频调速。

5.2.7  水处理及补水定压

全自动软水器、物化全程水处理器、气压补水定压装置均由设备自带控制柜，并预留楼宇通讯接口。

5.3  空气处理设备

5.3.1  组合式空调机组、柜式空调机组、新风机组

a  风机启停控制及状态显示、故障报警；

b  送风温度、湿度等参数的控制、显示、超限报警；

c  风过滤器堵塞报警；

d  过渡季、冬季调节新风比的焓值控制。

5.3.2  通风系统

a  风机的启停控制；

b  风机运行状态显示、故障报警；

c  热回收机组的旁通控制。

5.3.3  防排烟系统控制

a  加压送风系统：合用前室，火灾时由消防中心远距离打开着火层及其上一层的电动格栅式加压送风口，同时联动开启加压风机；防烟楼梯间，火灾时由消防中心远距离开启相应区域的加压风机。

b  内走道排烟系统：火灾时，由消防中心远距离开启或就地手动打开着火层的排烟口，联动开启排烟风机。当烟气温度超过280℃时，排烟风机入口处的排烟防火阀自动关闭，并联动排烟风机停止运行。

c  地下各层的排烟及补风系统：火灾时，由消防中心远距离开启相应防火分区相应防烟分区内的排烟口，同时联动开启排烟风机、补风机。当烟气温度超过280℃时，排烟风机入口处的排烟防火阀自动关闭，并联动排烟风机和补风机停止运行。

6.1  绿色建筑设计

（1）采用符合节能设计标准的设备。地源热泵冷水机组额定工况下夏季COP＝9.08，冬季COP=6.08，均满足公共建筑节能设计标准的要求。

（2）在建筑热源入口处，设置热量计量装置。

（3）空调冷水采用冷水机组定流量的变流量一级泵系统，所有空调末端设备均设置动态平衡电动两通阀，空调热水循环水泵采用变频变流量控制。

（4）设置空气-空气能量回收装置，回收空调排风中的能量，同时对新风进行预冷预热。

（5）大空间全空气定风量一次回风系统可达到的最大新风比为70%，过渡季工况可以增大新风比运行，有效改善空调区内的空气品质，节省空气处理所需能耗。

6.2  地源热泵系统特点

本工程采用了地源热泵系统这种绿色节能环保能源。它是利用地下常温土壤相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。其主要特点为：

（1）环保：供热时可代替锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染，供冷时省去了冷却塔，避免了冷却塔噪音及霉菌污染，使环境更加洁净优美。

（2）节能：地温一年四季基本稳定，使得热泵无论在制冷或制热工况中均处于高效率。系统的高效率，压缩机的低能耗，使运行费用大幅减少，只有传统方式的2/3。

（3）运行安全可靠：由于土壤温度一年四季相对稳定，其波动范围远远小于空气温度的波动，主机吸热和放热不受室外气温影响，因此运行工况比较稳定，优于其它类空调设备。

6.3  热泵机组实际运行记录及运行费用分析

根据对2015年度全年的运行工况分析可知热泵机组年用电量为2442302kW·h，制冷季平均每天用电量约为8502kW·h，整个制冷季平均运行费用为12.3元/m ² 。供暖季平均每天用电13144kW·h，整个供暖季平均运行费用为25.2元/m ² 。

泊头地区当地电费为1元/m ² ，市政供热收费为30元/m ² ，热力管道开户费为70元/m ² ，若冬季采用市政热力供暖，1年的运行费用为30×65000=195万，开户费为70×65000=455万。采用地源热泵供暖，1年运行费用为25.2×65000=163.8万，分析可知采用地源热泵机组经济性是比较明显的。

主要图纸

工程外景