寫在前面：
醫(yī)療建筑能耗的不斷上升，使得能耗占比較大的空調(diào)采暖系統(tǒng)受到了更多的關(guān)注。醫(yī)院建筑空調(diào)冷熱源系統(tǒng)的設(shè)計和使用應(yīng)當(dāng)以保證醫(yī)療工作的正常開展，控制院內(nèi)感染為前提，以當(dāng)?shù)毓┠芮闆r和環(huán)境能源為基礎(chǔ)，綜合考慮建筑整體能源需求，選用合適的能源供應(yīng)方式進(jìn)行組合供能，確保各功能區(qū)的室內(nèi)環(huán)境要求，提高醫(yī)療環(huán)境控制質(zhì)量，真正降低醫(yī)院能耗。
隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及醫(yī)療改革的不斷推進(jìn)，全國范圍內(nèi)各等級醫(yī)院的建設(shè)得到了前所未有的發(fā)展。在此同時，醫(yī)療技術(shù)的快速發(fā)展以及醫(yī)療設(shè)備的不斷更新促成了醫(yī)院功能的不斷完善，
新建醫(yī)院也從過去的單體建筑集群式向大體量建筑一體式轉(zhuǎn)變。
新建及改擴(kuò)建醫(yī)院建筑大多為全空調(diào)環(huán)境，新興醫(yī)療學(xué)科、高科技醫(yī)療技術(shù)及診療設(shè)備對室內(nèi)環(huán)境提出了更高的要求，就診人員與醫(yī)護(hù)人員對室內(nèi)環(huán)境也給予了給多的關(guān)注，這使得醫(yī)院建設(shè)費用以及運行費用大大提高，而空調(diào)系統(tǒng)長久以來就是公共建筑能耗大戶，空調(diào)采暖能耗占公共建筑能耗的50%~60%。
醫(yī)院作為公共建筑，空調(diào)系統(tǒng)能耗的降低在冷熱源的選擇、系統(tǒng)分區(qū)及管路輸送、控制系統(tǒng)上都有可以發(fā)掘的潛力，而冷熱源運行能耗約占空調(diào)系統(tǒng)運行能耗的50~70%。
但是作為易感人群及病菌集中的醫(yī)療場所，節(jié)能不能夠作為系統(tǒng)設(shè)計的唯一依據(jù)，而應(yīng)當(dāng)在滿足醫(yī)療需求和衛(wèi)生要求的前提下進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計和節(jié)能措施的選用。本文在分析醫(yī)院建筑各區(qū)域多種需求的基礎(chǔ)上，嘗試探討醫(yī)院建筑冷熱源配置方式的多種可能性。
壹
醫(yī)院建筑對冷熱源的要求
醫(yī)院建筑冷熱源系統(tǒng)設(shè)計方案必須滿足使用要求，其中不僅僅包括人員需求，更要滿足醫(yī)療設(shè)備的要求，保障醫(yī)療工作的正常開展，因此系統(tǒng)設(shè)計需要綜合考慮當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、相關(guān)政策、能源供應(yīng)情況等條件。
醫(yī)院建筑在冷熱源的選用上應(yīng)當(dāng)安全可靠。“安全”有兩重含義，一是我們常說的設(shè)備安全，即在日常使用過程中能夠穩(wěn)定持續(xù)的運行，不對人員產(chǎn)生危害。另一個含義是指“衛(wèi)生安全”，醫(yī)院建筑要求空調(diào)系統(tǒng)能夠通過過濾等手段隔絕外界空氣中的有害污染物，并且細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)不能夠通過空調(diào)系統(tǒng)在醫(yī)院內(nèi)傳播。因此醫(yī)院建筑選用冷熱源應(yīng)優(yōu)先考慮技術(shù)成熟、穩(wěn)定性較高的設(shè)備，在系統(tǒng)分區(qū)上應(yīng)當(dāng)充分考慮院內(nèi)感染控制。
在滿足安全性和功能需求的基礎(chǔ)上，冷熱源配置還應(yīng)當(dāng)兼顧經(jīng)濟(jì)性?？臻g功能的復(fù)雜性要求在設(shè)計階段對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的劃分，集中系統(tǒng)的覆蓋面到底有多大，對于有特殊要求的區(qū)域是否獨立設(shè)備冷熱源，冷熱源配置的容量等，都是需要進(jìn)行全生命周期費用的仔細(xì)考量的。
最后一點是我們常常容易忽略的，是冷熱源系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性。醫(yī)院建筑由于受到政策法規(guī)、醫(yī)療技術(shù)發(fā)展等影響，在使用中經(jīng)常有功能區(qū)的調(diào)整與變更，在調(diào)整過程中，空調(diào)系統(tǒng)必須跟隨建筑變化而做出相應(yīng)的變更?？照{(diào)系統(tǒng)末端以及管路的變化是顯而易見的，而這些調(diào)整對終端的影響常常不被重視，因此，冷熱源的組合應(yīng)當(dāng)具備一定調(diào)整空間，以應(yīng)對空間功能變化而帶來的系統(tǒng)變化。
貳
醫(yī)院建筑中需要特別關(guān)注的區(qū)域
醫(yī)院建筑與其他公共建筑的區(qū)別，在于醫(yī)院建筑特有的功能區(qū)域，在此筆者做了一些梳理，將需要特別關(guān)注的區(qū)域做了大致的分類。醫(yī)療工藝設(shè)計日漸成為醫(yī)療建筑設(shè)計的一個關(guān)注點，在建筑平面設(shè)計中，對特殊區(qū)域的位置、功能分布應(yīng)當(dāng)有合適的規(guī)劃，有利于后續(xù)空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)及冷熱源設(shè)置。
1潔凈手術(shù)部
根據(jù)醫(yī)院的規(guī)模以及專科側(cè)重不同，潔凈手術(shù)部的大小不一，完整的潔凈手術(shù)部包含潔凈手術(shù)室、輔房、術(shù)后重癥監(jiān)護(hù)室、隔離病房等。這一區(qū)域獨立成區(qū)，對溫濕度控制精度要求高、無菌度要求高，為了保證室內(nèi)壓差梯度送風(fēng)量大送風(fēng)溫差小。我國潔凈手術(shù)部的長期實踐證明獨立冷熱源對無菌環(huán)境的控制、造價和運行能耗的降低十分有效[3]。其他有潔凈度要求的空間，比如消毒供應(yīng)室、無菌實驗室等，也建議獨立設(shè)置冷熱源。
2設(shè)備散熱量大，需要精確控制溫濕度的區(qū)域
CT、MRI、DSA、直線加速器這一類設(shè)備用房，室內(nèi)熱量主要來源于設(shè)備本身的散熱，要注意的是掃描間與設(shè)備間相鄰但是室內(nèi)溫濕度要求不同，MRI更是要求通過機(jī)房專用空調(diào)來精確控制。
3同一空間有不同溫度要求
B超室在醫(yī)院中是個比較特別的功能用房，設(shè)備本身散熱量較大，要求室內(nèi)溫度不能過高，但是患者在檢查過程中袒露大面積皮膚，涂抹耦合劑后體表溫度更低，在冬季這個矛盾更加突出。直線加速器機(jī)房也存在同樣的問題，設(shè)備要求較低的工作溫度，而患者在治療過程中衣著單薄并且均為抵抗力低下的腫瘤患者。怎樣在確保設(shè)備在較低的溫度下正常工作的同時使患者有一個比較舒適的檢查環(huán)境，是一個值得探討的問題。
4有污染物產(chǎn)生的空間
病理科在日常工作中使用大量試劑、浸泡液等，有大量有害物質(zhì)揮發(fā)，室內(nèi)需要大量的新風(fēng)補(bǔ)充不斷被排出的空氣，在切片取材等關(guān)鍵部位，還應(yīng)當(dāng)安裝凈化裝置分解有害物質(zhì)。
5新風(fēng)量需求大的空間
隨著潔凈技術(shù)在醫(yī)院應(yīng)用的理念的不斷發(fā)展，醫(yī)院設(shè)計已經(jīng)不再一味追求室內(nèi)潔凈度，衛(wèi)生學(xué)也同時指出，對于一些重點部位全新風(fēng)空調(diào)更加有利于患者的治療以及感染控制。急診ICU、專科ICU等監(jiān)護(hù)病房建議采用經(jīng)過濾后的全新風(fēng)空調(diào)。
需要注意的是，新建醫(yī)院大多為一體式大體量建筑，存在著大面積的內(nèi)區(qū)，盡管空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計過程中新風(fēng)量、換氣次數(shù)等按照設(shè)計規(guī)范執(zhí)行，但是實際表明系統(tǒng)在空調(diào)規(guī)范指標(biāo)下運行，內(nèi)區(qū)人員感受不佳。同時，建筑內(nèi)區(qū)在冬季仍存在供冷的可能，這在系統(tǒng)劃分時應(yīng)當(dāng)充分考慮。
叁
醫(yī)院建筑冷熱源選擇
醫(yī)院傳統(tǒng)的冷熱源供應(yīng)方式是冷水機(jī)組加上熱水鍋爐，為了保證重點區(qū)域的室內(nèi)濕度，冷水機(jī)組出水溫度在7℃左右，不同區(qū)域的溫度要求通過調(diào)節(jié)冷（熱）水流量來滿足。
對于功能完全的大型醫(yī)院，水冷機(jī)組加熱水鍋爐的組合并不能滿足所有區(qū)域的供能要求，需要其他形式的冷熱源作為補(bǔ)充。風(fēng)冷熱泵機(jī)組在系統(tǒng)規(guī)模適中并且有常年同時供冷熱水的區(qū)域應(yīng)用較多，模塊化風(fēng)冷熱泵較常作為潔凈手術(shù)部的冷熱源，但是在夏熱冬冷地區(qū)，風(fēng)冷熱泵的冬季制冷效果表現(xiàn)不盡如人意。
在國家相關(guān)政策推進(jìn)下，有具備條件的醫(yī)院采用地源熱泵作為冷熱源的一部分，但是不論是采用地埋管、地下水還是地表水作為控溫介質(zhì)，地源熱泵的容量一般以冬季熱負(fù)荷為計算依據(jù)，通常不能滿足建筑全部的冷熱負(fù)荷要求，在冬季以及夏季必須配備輔助設(shè)備作為補(bǔ)充。
同樣受到節(jié)能政策以及能源供應(yīng)影響較大的是燃?xì)鈾C(jī)組，直燃式溴化鋰機(jī)組的應(yīng)用逐年增加，對于天然氣供應(yīng)穩(wěn)定并且價格具有一定優(yōu)勢的地區(qū)，直燃式機(jī)組不失為一種好的選擇。但是現(xiàn)代醫(yī)院就醫(yī)、住院的改進(jìn)大大提高了生活熱水用量，尤其是在冬季，生活熱水負(fù)荷大，生活熱水完全由直燃式機(jī)組供應(yīng)需要進(jìn)行能耗的進(jìn)一步估算。
在醫(yī)院建筑中，變制冷劑流量空調(diào)機(jī)組也是常見的空調(diào)形式，對于體量較小的單體建筑，或需要獨立控制開關(guān)及調(diào)節(jié)溫度的區(qū)域，這也是比較合適的方式。
為了滿足醫(yī)院建筑各個功能區(qū)域溫濕度以及運行時間的要求，新建醫(yī)院設(shè)計應(yīng)當(dāng)做好系統(tǒng)分區(qū)，在平面布局上應(yīng)將特殊需求科室相對集中，與量廣面大的一般科室區(qū)分開來，再根據(jù)不同功能科室的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)以及運行時間，將系統(tǒng)合理分區(qū)，在空調(diào)設(shè)計中采用多種冷熱源形式組合供能。
以上海某醫(yī)院為例，該醫(yī)院采用冷熱電三聯(lián)供，搭配水冷機(jī)組和熱水鍋爐作為用能高峰時的補(bǔ)充，同時采用地源熱泵及冷卻塔處理冷卻水。在多種功能方式組合使用時，運行模式及控制系統(tǒng)顯得尤為重要。各設(shè)備單獨運行均不能負(fù)擔(dān)全部符合，在冬季、夏季以及過渡季節(jié)，運行模式必須通過計算確定，并實時關(guān)注末端溫度，這樣才能真正達(dá)到節(jié)能的目的。
肆
結(jié) 語
醫(yī)療建筑功能的不斷完善對室內(nèi)環(huán)境提出了更多更高的要求，建筑能耗的不斷上升，使得能耗占比較大的空調(diào)采暖系統(tǒng)受到了更多的關(guān)注,傳統(tǒng)的空調(diào)冷熱源系統(tǒng)設(shè)計方式已經(jīng)不能夠完全滿足使用要求。但是醫(yī)院建筑節(jié)能措施不能盲目投入，保證醫(yī)療工作的正常開展，控制院內(nèi)感染是最重要的前提?？照{(diào)冷熱源系統(tǒng)的設(shè)計和使用也應(yīng)當(dāng)以此為前提，以當(dāng)?shù)毓┠芮闆r和環(huán)境能源為基礎(chǔ)，綜合考慮建筑整體能源需求，合理統(tǒng)籌，選用合適的能源供應(yīng)方式進(jìn)行組合供能，確保各功能區(qū)的室內(nèi)環(huán)境要求，提高醫(yī)療環(huán)境控制質(zhì)量，真正降低醫(yī)院能耗。
參考文獻(xiàn)
Reference Documents
[1] 劉金平,文建良,劉雪峰.空調(diào)冷水系統(tǒng)變頻調(diào)節(jié)節(jié)能效果的實驗研究[J].暖通空調(diào),2010(3):68-72
[2] 江億,等.中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告2009[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社.2008(3):37
[3] Shen Jinming. Controlled clean operating room area[G//.ASHRAE Trans,2004,110(2):776-780
[4] 沈晉明,俞衛(wèi)剛.醫(yī)院冷熱源及其系統(tǒng)設(shè)計淺談[J].暖通空調(diào),2009(4):10-14
[5] 張偉程.上海奉賢中心醫(yī)院空調(diào)冷熱源節(jié)能設(shè)計與運行策略[M].第5屆全國建筑環(huán)境與技術(shù)交流大會文集:52-54
作者簡介About the Author
馬恬蕾
蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院基建辦
副主任
北京建筑大學(xué)碩士，2010年起就職于蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院基建辦。先后參與了院本部血液凈化病房、制劑室等工程新建及心內(nèi)科病房樓等改擴(kuò)建項目的基建管理工作；參與總院異地新建項目的基建管理，2015年完成一期工程；2017年負(fù)責(zé)行政辦公、教學(xué)培訓(xùn)及配套功能的綜合樓項目建設(shè)，現(xiàn)已投入使用；在目前正在進(jìn)行的二期項目中負(fù)責(zé)醫(yī)療工藝設(shè)計配合相關(guān)工作。
當(dāng)前位置：
