醫(yī)院建筑特點(diǎn)與節(jié)能

1、醫(yī)院空調(diào)節(jié)能
適用于醫(yī)院的節(jié)能方法、運(yùn)行的可能性以及可能存在的問題見下表：

2、醫(yī)院特殊科室節(jié)能
院內(nèi)感染控制中最難控制的是氣溶膠傳染與手術(shù)部位感染，因此像手術(shù)室、無菌病房、ICU、隔離病房等特殊場合，室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)相比舒適性空調(diào)必須是有效、安全、冗余，靠實(shí)現(xiàn)完善的保障理體系來最大限度的控制院內(nèi)感染，保障醫(yī)療過程實(shí)施。
要實(shí)現(xiàn)醫(yī)院這些特殊科室節(jié)能，首先要了解其通風(fēng)空調(diào)特點(diǎn)與技術(shù)措施，尤其是無菌環(huán)境控制的手段，這樣才能有針對性的提出合適的節(jié)能技術(shù)與措施。實(shí)現(xiàn)無菌環(huán)境控制一般需要做到：
（1）過濾空氣，將送風(fēng)空氣中所有的微生物及其代謝物清除掉；
（2）采用氣流技術(shù)使室內(nèi)維持無菌無塵；
（3）控制壓力使整個控制區(qū)域壓力梯度有序分布；
（4）設(shè)定合理的溫濕度，抑制細(xì)菌繁殖，降低人體的發(fā)菌量；
（5）排除室內(nèi)污染氣體，保持室內(nèi)良好的空氣質(zhì)量。
以上要求常常給實(shí)施常規(guī)節(jié)能技術(shù)與措施增添了很大的難度，為此必須要考慮：
（1）因此系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)完善的過濾除菌，必須設(shè)置粗、中、高三級過濾器。在定風(fēng)量系統(tǒng)中，為能滿足在過濾器終阻力下也能達(dá)到設(shè)計(jì)風(fēng)量，必須設(shè)置高壓頭的風(fēng)機(jī)，同時又必須設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置以保持在三級過濾器不斷積塵使系統(tǒng)阻力隨之上升時維持系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量不變；如采用變頻風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置時，要注意其對醫(yī)療儀器儀表的電磁干擾。
（2）高度無菌空間的氣流技術(shù)不僅僅是高換氣次數(shù)，而且要求的氣流流型為置換流甚至是單向流流型，而不是通常的湍流流型。其斷面風(fēng)速取決于所抑制污染的特性，難以將風(fēng)量降低。因此無法采用變風(fēng)量系統(tǒng)等節(jié)能措施依據(jù)室內(nèi)負(fù)荷來降低送風(fēng)量。
（3）要實(shí)現(xiàn)整個控制區(qū)域的有序壓力梯度，必須造成區(qū)域內(nèi)各空間的壓差滲漏氣流形成一股定向氣流。對于既有圍護(hù)結(jié)來說，空間壓差控制值越大，滲漏風(fēng)量越大。這樣為了維持正壓，新風(fēng)補(bǔ)充量很大。一旦實(shí)施變新風(fēng)量調(diào)節(jié)的節(jié)能運(yùn)行，區(qū)域有序正壓控制就難以維持。
（4）無菌空間的溫濕度調(diào)節(jié)強(qiáng)調(diào)濕度優(yōu)先控制，因?yàn)楦邼穸纫渍T發(fā)微生物污染。但與溫度優(yōu)先控制相比耗能多，且濕度控制要求難于實(shí)現(xiàn)變新風(fēng)量運(yùn)行調(diào)節(jié)。
（5）無菌空間也常有排風(fēng)，由于正壓控制要求室內(nèi)向外的滲漏風(fēng)量很大，使得系統(tǒng)的新、排風(fēng)量差異很大，不利于采用全熱交換器，即使采用也要特別注意全熱交換器中污染空氣的滲漏。對烈性空氣途徑傳染的隔離病房是不允許采用全熱交換器的。
另外，由于無菌環(huán)境的室內(nèi)微生物控制要求，必須采用全空氣系統(tǒng)，因此不能用水系統(tǒng)、冷媒系統(tǒng)替代全空氣系統(tǒng)以減少輸送能耗。醫(yī)院空調(diào)必須依據(jù)功能科室對致病菌控制的要求、致病菌對患者傷害程度或?qū)λ伺c環(huán)境危害程度、醫(yī)療保障程度來確定系統(tǒng)的冗余度。
針對以上問題，總結(jié)有特殊要求醫(yī)療科室的節(jié)能途徑與措施，分析如下。
（1）降低送風(fēng)量
對高度無菌空間來說，合適流型與有效氣流組織是抑制、稀釋與排除室內(nèi)發(fā)菌*的措施之一。傳統(tǒng)做法是將過濾除菌與層流技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)高度無菌的必要條件，這是造成凈化空調(diào)系統(tǒng)要壓頭、大風(fēng)量的根源?！兑?guī)范》根據(jù)生物潔凈室的特點(diǎn)采用低湍流度的置換流技術(shù)來替代層流（單向流）技術(shù)，大大降低了斷面風(fēng)速與送風(fēng)量。為了更有效的將微生物濃度控制在可接受水平，《規(guī)范》認(rèn)為*的氣流分布形式應(yīng)是送風(fēng)氣流從頂棚垂直下送，經(jīng)兩側(cè)墻上均布的回風(fēng)口排出?？捎幂^小的風(fēng)量達(dá)到較好的效果。
（2）采用局部凈化
《規(guī)范》認(rèn)為整個手術(shù)室只有手術(shù)切口是關(guān)鍵部位，采用局部低湍流的垂直置換流送風(fēng)，不僅大大降低了送風(fēng)量，而且能更有效的保護(hù)手術(shù)部位。《規(guī)范》還規(guī)定了與潔凈手術(shù)室級別相適應(yīng)的不同尺度的送風(fēng)天花，在室內(nèi)形成不同無菌程度的核心區(qū)與周邊區(qū)。在送風(fēng)天花周邊加氣幕或圍擋可以在工作面達(dá)到所要求的斷面風(fēng)速而降低送風(fēng)量，這也可以用在無菌病房。但要對圍擋每天進(jìn)行擦洗消毒，對手術(shù)醫(yī)生有壓抑感。采用氣幕感到不舒適。目前已有更為有效、節(jié)能的送風(fēng)天花替代。
（3）提風(fēng)稀釋效應(yīng)
無菌空間不僅送風(fēng)量大，而且新風(fēng)量也不小，但實(shí)際效果并不好，室內(nèi)醫(yī)護(hù)人員往往感到氣悶，要求提風(fēng)量，這會大大增加系統(tǒng)能耗。因此提高入室新風(fēng)的質(zhì)量，加大新風(fēng)的稀釋效應(yīng)，而非單純增加新風(fēng)量就顯得十分重要。《規(guī)范》推薦新風(fēng)集中處理，在實(shí)際工程中常將集中處理后的新風(fēng)送入循環(huán)機(jī)組送風(fēng)側(cè)，然后注入室內(nèi)，以減少新風(fēng)的空氣齡，提風(fēng)質(zhì)量，效果很好。
（4）合適的系統(tǒng)分區(qū)
無菌區(qū)域中不同空間無菌要求不同，為了降低造價(jià)與運(yùn)行能耗，*方法是根據(jù)無菌程度將系統(tǒng)合適分區(qū)。如《規(guī)范》規(guī)定潔凈手術(shù)室應(yīng)與輔助用房分區(qū)，不同潔凈度手術(shù)室分區(qū)等?！毒C合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》修訂版還要求將一般手術(shù)部與潔凈手術(shù)部分區(qū)?？s小高精度空調(diào)或潔凈區(qū)域面積，盡量避免整個區(qū)域只采用一個系統(tǒng)。不僅有力的降低了運(yùn)行能耗，也有利于運(yùn)行調(diào)節(jié)。
潔凈手術(shù)部常采用雙走廊布局形式，常常會使手術(shù)室處于內(nèi)區(qū)。將處于內(nèi)、外區(qū)的空間分區(qū)十分有必要。但有時又不是十分典型的內(nèi)區(qū)卻需要長期供冷。在冬季手術(shù)尚未開始室內(nèi)熱負(fù)荷很小時還需要供熱，隨著手術(shù)進(jìn)程熱負(fù)荷積累、增大，又需系統(tǒng)供冷，迫使越來越多的大型手術(shù)部采用四管制空調(diào)系統(tǒng)，造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用很高。有的僅利用新風(fēng)自然冷源供冷往往是不夠的，有些工程采用冷卻塔非電供冷取得很好節(jié)能效果。
（5）采用二次回風(fēng)
對于高度無菌（潔凈度）區(qū)域，由于送風(fēng)量很大而送風(fēng)溫差小，加大回風(fēng)（循環(huán)）量、減少再熱損失是*的節(jié)能手段。條件合適應(yīng)盡量采用二次回風(fēng)系統(tǒng)，但應(yīng)用時具體情況需具體分析。無菌空間不同于工業(yè)潔凈室，相對來說室內(nèi)發(fā)濕量較大、發(fā)熱量較小，二次回風(fēng)使得機(jī)器露點(diǎn)下降，如醫(yī)院夏季冷水系統(tǒng)的供水溫度往往達(dá)不到7℃，常使各室濕度超高。對于需要高精度溫濕度控制的大型診療設(shè)備室，單靠調(diào)節(jié)二次回風(fēng)風(fēng)閥難以控制室內(nèi)狀態(tài)。常采用固定比例的一、二次回風(fēng)，輔以再熱器作微調(diào)，控制穩(wěn)定，效果也不錯。

（6）在室內(nèi)設(shè)置自凈機(jī)組
在無菌空間，高效過濾器設(shè)置在自凈機(jī)組送風(fēng)口上，室內(nèi)空氣靠自凈機(jī)組不斷循環(huán)而提高了潔凈程度；在隔離病房內(nèi)，高效過濾器設(shè)置在自凈器排（回）風(fēng)口，以盡快、就地排走傳染病人的呼吸產(chǎn)物，可大大降低系統(tǒng)送風(fēng)量，有效減少系統(tǒng)輸送能耗。與采用傳統(tǒng)全新風(fēng)系統(tǒng)相比，大大降低了能耗。但要注意自凈機(jī)組送風(fēng)氣流對系統(tǒng)的送風(fēng)氣流的干擾而影響控制效果。因此對氣流分布要求很嚴(yán)的高度無菌空間不宜在室內(nèi)設(shè)置自凈機(jī)組，應(yīng)將循環(huán)機(jī)組設(shè)置在室外。 《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》修訂版允許在一般手術(shù)室內(nèi)設(shè)置自循環(huán)機(jī)組，因此對一般手術(shù)而言懸浮菌對術(shù)后感染已影響不大太了。
（7）最佳系統(tǒng)設(shè)計(jì)與配置
最佳系統(tǒng)設(shè)計(jì)與配置是指投入材料與設(shè)備最小的節(jié)能技術(shù)?！兑?guī)范》強(qiáng)調(diào)手術(shù)部是一個受控環(huán)境，即要求無論何種運(yùn)行狀態(tài)，手術(shù)部內(nèi)有序正壓梯度不變。由于手術(shù)室同時使用系數(shù)較小，為降低運(yùn)行能耗，希望各潔凈手術(shù)室系統(tǒng)可以根據(jù)需要靈活開停。只有整個手術(shù)部有序的壓力梯度分布不受某潔凈手術(shù)室的停開而影響，才有可能維持各房之間的正壓氣流的定向流動，避免交叉感染的危害。為了達(dá)到這一點(diǎn)，過去*靠壓力傳感器來控制回風(fēng)管的變風(fēng)量閥開度以維持各室正壓，整個區(qū)域控制系統(tǒng)龐大、復(fù)雜。但實(shí)際運(yùn)行時系統(tǒng)難以穩(wěn)定，引起新風(fēng)進(jìn)入量的波動。為此《規(guī)范》推薦了一套系統(tǒng)形式，其原理是靠獨(dú)立輸入各空間的固定新風(fēng)量來保證整個區(qū)域梯度壓差，從系統(tǒng)上保證了正壓控制，節(jié)能、控制穩(wěn)定。這種系統(tǒng)十分簡單，但能有效保障整個手術(shù)部處于受控狀態(tài)。
《規(guī)范》強(qiáng)調(diào)手術(shù)室要有合適的溫濕度控制，提出濕度優(yōu)先控制理念。高濕度不僅增大人體發(fā)菌量而且還會引起微生物繁殖，而相對濕度控制在50%左右是各種微生物生長的最不利環(huán)境。因此可以說高濕度就是引發(fā)感染的主要因子，或者說實(shí)現(xiàn)無菌環(huán)境關(guān)鍵就是濕度優(yōu)先控制。但濕度優(yōu)先控制常被理解為自控概念，認(rèn)為當(dāng)室內(nèi)溫濕度傳感器偏離設(shè)定值時，自控系統(tǒng)優(yōu)先處理濕度傳感器信號，先調(diào)節(jié)機(jī)器露點(diǎn)，再由溫度傳感器控制再加熱量以達(dá)到室內(nèi)溫度，這種耗能的控制成為濕度優(yōu)先控制的典型方法。其實(shí)《規(guī)范》提出的濕度優(yōu)先控制理念是一個系統(tǒng)概念。由于手術(shù)過程中人員幾乎沒有變化，但手術(shù)電動器械與設(shè)備使用時間與數(shù)量變化很大。這反映了手術(shù)室負(fù)荷特點(diǎn)：濕負(fù)荷相對穩(wěn)定，熱負(fù)荷變化較大。如果輸入所需要的新風(fēng)量與送風(fēng)狀態(tài)保持不變，室內(nèi)濕負(fù)荷就能優(yōu)先被新風(fēng)帶走，再靠循環(huán)機(jī)組控制室內(nèi)顯熱負(fù)荷，這樣就能從系統(tǒng)層面上實(shí)現(xiàn)濕度優(yōu)先控制。循環(huán)機(jī)組不僅在夏季等濕降溫，而且冬季也不加濕，對無菌環(huán)境控制十分有利。由于各級手術(shù)室新風(fēng)量較大，機(jī)器露點(diǎn)不低，且存在一個對各手術(shù)室均合適的新風(fēng)集中處理的終狀態(tài)點(diǎn)。因此“濕度優(yōu)先控制"較為節(jié)能。以上控制理念不適用室內(nèi)濕負(fù)荷變化很大的場所。
當(dāng)然，隔離病房室內(nèi)有空氣途徑傳染的病菌，為*消除盤管表面和凝水盤等處的滋菌隱患，必須強(qiáng)調(diào)末端機(jī)組無凝水。為了保證末端機(jī)組干工況運(yùn)行，必須隨時控制盤管表面溫度高于室內(nèi)露點(diǎn)溫度。對于無菌程度較高的手術(shù)室或其它場所沒有必要采用無凝水空調(diào)，反而給水系統(tǒng)布置、控制及運(yùn)行帶來許多困難。
（8）合適的室內(nèi)控制冗余度設(shè)定
室內(nèi)控制冗余度設(shè)定取決于醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)與防感染控制要求，控制冗余度常常表現(xiàn)在室內(nèi)控制參數(shù)上。根據(jù)冗余度要求合理設(shè)定醫(yī)療所要求的的無菌水平、溫濕度、壓力控制值、換氣次數(shù)等參數(shù)對降低整個系統(tǒng)能耗至關(guān)重要，因?yàn)橄到y(tǒng)的送風(fēng)量與新風(fēng)量，空氣過濾級數(shù)與過濾器效率，系統(tǒng)配置與控制要求均取決于這些參數(shù)設(shè)定。