淺談潔凈手術室的空調設計計算及設備參數選型

【摘 要】該文結合筆者的工程實踐，重點對空調負荷及設備的選型計算進行了分析，最后基于設計計算的結果，有了最終的設備的參數設計選型。以供同行進行參考借鑒。

【關鍵詞】潔凈手術室；空調設計；計算；參數；選型 

筆者通過進行的本次項目――上饒某醫院潔凈手術室凈化空調系統設計方案設計，筆者對空調系統的設計原理、設計思路、設計計算等過程有了一個很大的認識和提高，它使筆者于今后的設計過程中有一個清晰的設計思路、明確的設計原理及詳盡的設計計算的能力，從而能系統地完成暖通空調工程的相關設計工作。 

　　1.項目案例資料 
　　項目資料如下：根據建設單位的要求，潔凈手術部共需建設一間百級凈化手術室（40m2）、三間萬級凈化手術室（每間30m2）、十萬級凈化輔助用房若干間（50m2）；該項目的能源提供如下：只有電力供應，無其它能源供應；還需要了解潔凈空調計算參數；最后還要遵循《醫院潔凈手術部建筑技術規范》（GB50333-2002）、《潔凈室施工及驗收規范》（JGJ71-90）等相關的設計規范。 
　　2.工程設計負荷及設備參數選型 
　　2.1空調負荷及設備的選型計算 
　　2.1.1百級手術室空調系統的設計計算 
　　根據《醫院潔凈手術部建筑技術規范》（GB50333-2002）的規定，百級手術室的高效送風層流天花的尺寸為2600*2400mm；手術臺工作面高度截面平均風速達到0.3m/s，考慮到風速的衰減等影響，因此選定高效送風層流天花的送風口風速為0.45m/s。（空氣密度為1.2kg/m3）。 
　　百級手術室夏季計算參數（數據）： 
　　①室外空氣相對濕度?w=55%室外空氣焓值iw=89KJ/kg.干空氣。 
　　②室內空氣焓值iN=48KJ/kg。 
　　③考慮百級手術室的照明燈具、無影燈、醫用設備、圍護結構傳熱及醫護人員的散熱量等因素，百級手術室的熱負荷為：Q=40m2×225W/m2=9000（W）。 
　　④假定百級手術室在做手術時，共有10名醫護人員在室內同時工作。 
　　查《實用供熱空調設計手冊》得出：成人每人的散濕量=167g/h.人。 
　　因此，百級手術室的濕負荷為：d=10（人）×167g/h.人=1670g/h=0.464g/s。 
　　⑤百級手術室的熱濕比ε=19397（J/g）。 
　　⑥新風量 Gx=0.34kg/s。 
　　⑦百級手術室的送風量：G=10108.8m3/h。 
　　考慮風量的部份富余量后，實際選用的送風量為：G=3.5kg/s。 
　　另外就是百級手術室冬季計算參數（數據）： 
　　①室外空氣焓值iw=2.5KJ/kg.干空氣。 
　　②百級手術室的熱負荷為：Q=-5000（W）。 
　　③百級手術室的熱濕比ε=-10775 （J/g）。 
　　④其余計算參數（數據）與夏季的相同。 
　　新風負荷QX=5.8KW。 
　　空調表冷器負荷QK=9.8KW。 
　　經查焓-濕圖得：O點和O’點的含濕量為：do=9.2g/kg。 
　　do’=8.5g/kg。 
　　電加濕量D= 8.8kg/h。 
　　2.1.2萬級手術室空調系統的設計計算 
　　根據《醫院潔凈手術部建筑技術規范》（GB50333-2002）的規定，萬級手術室的高效送風層流天花的尺寸為2600*1400mm；單間萬級手術室的風量按換氣次數22次/h（考慮一定的富余量實按23次/h）、面積30m2、凈高2.8m進行計算。（空氣密度為1.2kg/m3）。 
　　萬級手術室夏季計算參數（數據）： 
　　①室外空氣相對濕度?w=55%室外空氣焓值iw=89KJ/kg.干空氣。 
　　②室內空氣焓值iN=48KJ/kg.干空氣。 
　　③考慮萬級手術室的照明燈具、圍護結構傳熱及醫護人員的散熱量等因素，萬級手術室的熱負荷為：Q=30m2×166.7W/m2=5000（W）。 
　　④假定萬級手術室在做手術時，共有8名醫護人員在室內同時工作。 
　　查《實用供熱空調設計手冊》得出：成人每人的散濕量=167g/h.人。 
　　因此，萬級手術室的濕負荷為：d=8（人）×167g/h.人=1336g/h=0.371g/s。 
　　⑤萬級手術室的熱濕比ε=13477（J/g）。 
　　⑥新風量 Gx=0.27kg/s。 
　　⑦萬級手術室的送風量： 
　　G=0.64kg/s 
　　萬級手術室冬季計算參數（數據）： 
　　①室外空氣焓值iw=2.5KJ/kg.干空氣。 
　　②考慮萬級手術室的圍護結構傳熱等因素，萬級手術室的熱負荷為：Q=30m2×-100W/m2=-3000（W）。 
　　③萬級手術室的熱濕比ε=-8086 （J/g）。 
　　④其余計算參數（數據）與夏季的相同。 
　　新風負荷QX=4.5KW。 
　　空調表冷器負荷QK=7KW。 
　　電加濕量D=5.3kg/h。 
　　因潔凈輔房的空調負荷及濕負荷與單間手術室的參數接近，所以也把潔凈輔助用房看作一間萬級手術室進行計算，因此，萬級手術室和輔房的潔凈空調循環機組的參數是單間手術室參數的4倍即可。 
　　萬級手術室和輔房的潔凈空調循環機組AHU-2的參數為： 
　　風量：1932m3/h*4=7728m3/h；制冷量：7.8KW*4=31.2KW；電加熱量：2.8KW*4=11.2KW；電加濕量：5.3kg/h*4=21.2kg/h；機外余壓：800Pa 　　2.1.3潔凈新風空調系統的設計計算 
　　百級手術室的新風量1000m3/h、萬級手術室和輔助用房的新風量800m3/h*4=3200m3/h。因此總新風量為4200m3/h=1.4kg/s。 
　　2.2風管以及水管的設計 
　　風管選用鍍鋅鋼板制作，風管保溫材料選用阻燃型的PEF板進行保溫。風管設置在吊頂夾層內；風管的尺寸以主風管的經濟風速控制在5―6m/s、支風管的經濟風速控制在3―4m/s為宜；風管的截面積（m2）=風管內的風量（m3/s）/風速（m/s）；矩形風管的截面長寬比不應大于4：1。 
　　另外就是，空調系統水管選用優質鍍鋅鋼管，水管保溫材料選用阻燃型的PEF管殼進行保溫。水管的管徑尺寸以水管的經濟流速控制在1-2m/s為宜，并結合水力計算表進行各管段的設計及水力計算。 
　　2.3空調設備的選型 
　　筆者基于上述設計計算的結果，進行如下設備的參數設計選型： 
　　（1）百級手術室的潔凈空調循環機組AHU-1 1臺。 
　　風量：10500m3/h；制冷量：38.5KW；電加熱量：29.4 KW；電加濕量：8.8kg/h；機外余壓：800Pa。 
　　（2）萬級手術室和輔房的潔凈空調循環機組AHU-2 1臺。 
　　風量：7728m3/h；制冷量：31.2KW；電加熱量：11.2KW；電加濕量： 21.2kg/h；機外余壓：800Pa。 
　　（3）潔凈新風空調機組PAU-1的參數為：1臺。 
　　風量：4200m3/h；制冷量：57.4KW；機外余壓：400Pa 
　　（4）空調制冷制熱主機（風冷熱泵冷熱水機組） 1臺。 
　　制冷量：120KW。 
　　（5）離心式管道泵 （一用一備） 2臺。 
　　流量：21m3/h；揚程：32mH2O 
　　3.總結 
　　總之，通過上饒某醫院潔凈手術室凈化空調系統設計方案設計，筆者對空調系統的設計原理、設計思路、設計計算等過程有了一個很大的認識和提高，其促使筆者能夠系統地完成暖通空調工程的相關設計工作。