医院建筑暖通空调节能改造设计方法分析

作为一种医疗结构，医院是指根据行业规范及相关法律规定，是以救死扶伤为目的的，为病人提供检查、治疗、护理、救治等服务的场所。医院建筑内部人员数量庞大，包括病人、陪护人员、工作人员、医生及护士等，人员流动性强。

为保障医院建筑内部环境舒适，避免通风效果不佳引起集中感染，暖通空调系统运行时间较长，运行能耗较高，这就对暖通空调系统节能性提出了更为严格的要求。 因此，要重视医院建筑暖通空调系统节能改造设计，保障系统运行的稳定性和节能效果。

医院建筑暖通空调系统可为医院建筑内部提供稳定、舒适的环境，医院建筑暖通空调系统特征体现在以下几点。

第一，医院建筑建设规模大，暖通空调系统覆盖面积及服务面积广，不同功能区对暖通空调系统运行要求也有所不同。 此外，医院建筑功能不仅局限于疾病治疗，还拓展至科研及教学等领域，医院建筑功能愈加丰富，逐渐演变为大型综合建筑。在此过程中，暖通空调系统结构愈加复杂，暖通空调系统运行能耗随之增加。

第二，较其他建筑相比，医院建筑具有明显的特殊性，对内部环境要求十分严格。 例如，手术室、病房及办公室等空间均对内部环境质量有不同要求。此外，医院建筑内部设置有大型医疗设备及信息机房，这对暖通空调系统运行稳定性提出了更高的要求。如暖通空调系统出现运行故障，不仅会影响室内环境，还会威胁设备运行，阻碍医疗工作的展开，为此，医院建筑对暖通空调系统运行要求更严格。

本项目为温岭市高端医学中心项目，位于XQ040307地块南端，为温岭市第一人民医院三期，南侧为阳光大道，东侧为川安路，西侧为城市河道前洋河。本项目总建筑面积60332.21m2，其中地上共十层，地上建筑面积约30333.52m2，主要功能为邵逸夫诊疗中心、影像中心、微创中心、关节脊柱中心、心脏中心、医美整容中心、内镜中心、手术中心、生殖医学中心、精准医学中心、高端体检中心、院士工作站、国内知名专家(团队)工作室、重症监护病房、标准VIP病房等，地上第四层设连廊与医疗综合楼连通；地下共三层，建筑面积约29998.69m2，主要为平战结合停车库及设备用房等。

本次所设计的为温岭市第一人民医院三期， 因此除满足自身的医学运行需求外，还需要考虑与整个院区的融合与联系，整体规划设计理念为“生命之树” ；通过整体设计思维，保证了院区建筑群体的整体感和韵律感。建筑造型延续了原设计大气与流畅、典雅与精致的设计理念，与一期项目无缝衔接，同时又加入了特别的折线和分段曲线元素，增加了识别性。

本项目作为高端医学研究中心，充分考虑了医学研究中心的总体布局及医疗流程，是原一期设计理念的延续与补充，目标在于更加完善和强化温岭医疗中心在医、教、研一体化方面的行业领先地位。同时，在满足总体规划的前提下，充分考虑功能布置的灵活性，最大限度的满足各种使用功能的要求。

第一，人性化原则。随着健康产业概念的发展，医院不仅仅是治疗的场所,还是公众聚集、交流情感、休闲养身的场所。 在医院建筑暖通空调节能改造中，应秉持以人为本原则，从病人、病人亲友、医护及工作人员等各类使用者的角度出发来考虑， 提高医院建筑暖通空调节能改造可行性。

第二，专业性原则。医院建筑内部功能分区明确、流线清晰，可实现医患分区、洁污分区、动静分区、有特殊要求的功能块能独立成区等。随着新的医疗技术的应用、交叉学科的产生，医院建筑的专业性要求越趋重要。 应秉持专业性原则展开医院建筑暖通空调节能改造，确保改造完成后的医院建筑暖通系统满足医院运行需求。

第三，生态性原则。在医院建筑暖通空调节能改造中，应秉持生态性原则降低环境负荷，不仅需要从设备运行角度出发展开优化设计，还可在内外环境中引入“植物、水、新鲜空气和阳光”等自然元素，形成健康舒适的园林化空间，促进医疗康复环境的可持续发展，减少医院建筑暖通空调系统使用，降低医院建筑暖通空调系统运行消耗。

第四，低碳性原则。 传统医院建筑暖通空调系统运行环节中存在着高能耗、高污染的特征，在医院建筑暖通空调系统节能改造中，应秉持低碳性原则，尽可能的减少能源消耗，降低污染物排放。

第五，协调性原则。医院建筑暖通空调系统由多个子系统共同组成，各子系统又可细分为多个管道、设备及零件等，结构复杂繁琐。在医院建筑暖通空调系统节能改造中，应秉持协调性原则兼顾各子系统，在保障各子系统运行稳定的基础上，提高节能改造设计科学性及可行性，设计出运行更加可靠、运行能耗更低、节能优势更为显著的医院建筑暖通空调系统。 此外，不仅需要保障医院建筑暖通空调系统内部协调，还应使医院建筑暖通空调系统与外部环境相协调，降低医院建筑暖通空调系统对外部环境造成的影响，确保医院建筑暖通空调系统与周边生态环境相协调。

第六，可循环性原则。随资源紧缺问题不断加剧，设计人员应秉持可循环性原则，加强资源回收利用。在医院建筑暖通空调系统阶段，设计人员应掌握暖通空调系统运行环节特点与资源供应状 况 ，探索可回收利用资源，依托多种技术方法转换暖通空调系统运行过程中产生的废料，使资源得到最大化利用。

（1）供暖系统节能改造设计要点

本项目热源选用2台真空热水锅炉，均为燃气型真空热水机组，每台锅炉供热量均为1745kW，均为2回路系统，每台提供350kW生活热水辅助热源。选用1台700kW燃气型真空热水机组供生活热水，提供供回水温度60℃，真空热水机组燃用低位发热量为8500kca/m3市政天然气。特殊机房区域选用小型多联机系统，总冷负荷为230kW，总热负荷为178kW。

在本项目中，设计人员选择增设气候补偿器系统的方式进行节能改造，以提高控制精度，降低供暖系统运行能耗。供热设备选择过程中考量最大热负荷，但硬件设施运行过程中的最大热负荷时间短，资源难以得到充分利用。在应用气候补偿器系统后，可使温度调节更为精确，当空气温度发生变化后，即可快速进行调节。可利用调整电动调节阀开度的方式控制供回水混合比，进而使换热站的运行状态达到最佳化，避免供水温度调节不合理或不准确引起资源浪费。

（2）空调系统节能改造设计要点

本工程空调冷热源由设置在地下室的冷冻机房及真空热水机组提供，空调冷源采用2台1758kW离心式水冷冷水机组和1台912.2kW螺杆式水冷冷水机组；空调冷冻水供回水温度7℃/12℃。

在本项目中，设计人员从变频水泵应用、温差控制改造、管道保温改造的角度出发展开优化。

第一，设计人员根据最大负荷设计中央空调系统，选择相关硬件设备，但医院建筑空调系统实际负荷低于设计负荷 。在传统改造中，设计人员可借助调整调节阀开度的方式实现流量控制，但能源消耗量较高的问题仍未得到解决，难以实现节能降耗。因此可根据医院建筑空调系统实际负荷，借助应用变频水泵方式降低空调系统运行能耗。

第二，可将温度传感器安装至供回水管及回水管，实时掌握供回水管及回水管温度，掌握供回水管及回水管温差，将实际温差与标准温差进行对比，再根据对比结果调整水泵流量，减少不必要的能源消耗。

第三，在管道保温改造环节中，可将厚度为0.2cm的保温层设置在管道表面，以减少热量流失。

（1）室内温湿度测试

在本项目中，当医院建筑暖通空调节能改造完成后，技术人员展开医院建筑内部温度及湿度监测，各监测点位的监测时间均为1d以上，最长监测时间为4d。监测结果显示，除病房区域温度低于设计标准外，其他区域温度均高于设计标准，室内湿度参数也基本与设计标准一致，满足改造要求。而针对未达标准的监测结果表现为夏季温度低、冬季温度高，在经分析后，导致问题出现的原因主要为两点。首先，冷热源设备装机容量较高，操作人员未按标准操作。其次，医院建筑内部人员节能意识薄弱，参数设置不当。由此可见，医院建筑温度及湿度控制环节中仍存在着一定的管理问题，应提升操作人员专业能力，提高内部人员节能意识，或借助智能化方法加以辅助控制，以实现节能目标。

（2）室内空气质量测试

在本项目中，当医院建筑暖通空调节能改造完成后，技术人员将二氧化碳浓度作为室内空气质量测试指标。测试结果显示，各点位二氧化碳浓度均符合设计标准，但病房区域个别时间段中二氧化碳浓度较高，平均二氧化碳浓度也略高于其他区域。在经分析后，导致问题出现的原因为上述区域通风效果较差、新风系统运维管理不合理。针对这一问题，应适当提升医院建筑内新风系统通风效果。

第一，在节能改造设计前， 设计人员应加强医院建筑所处区域气候温度、地理条件等分析，充分掌握医院建筑所处区域自然条件，提高节能改造方案合理性，提升节能改造效果，为医院建筑暖通空调系统稳定运行打下坚实基础。 例如，设计人员需根据医院建筑所处区域不同季节气温变化情况，选择暖通空调系统能耗控制策略。第二，不仅需要从宏观角度出发展开前期规划，还应从微观角度出发加强医院建筑内部结构、分区等分析，进而完善节能改造方案，加强温度控制，使室内空气保持最佳流动状态，提升室内环境舒适度。综合考量医院建筑朝向、楼层高度等，提升节能改造方案可行性。此外，还应综合考量经济成本及节能效果等因素，在降低能源消耗的基础上降低改造成本。

第一，加强清洁能源利用，例如太阳能、地热能等，减少传统电能消耗，实现冷热源系统节能目的。例如，可借助太阳能发电装置将太阳能转化为电能，满足用电需求。还可借助太阳能集热器获取热水，减少热水生产过程中的电能消耗。可应用地下水或地表水进行换热，降低冷热能消耗。但需要注意的是，也应根据不同区域自然条件状况，选择不同节能手段，例如太阳能热泵技术、地源热泵技术等，提升能源利用效率。

第二，为保障室内空气质量良好，应积极引进多种检测装置或传感器，借助检测装置或传感器捕捉的信息控制暖通空调设备运行时机与开启关闭。例如，可利用二氧化碳浓度监测装置掌握医院建筑内部空气质量，调节暖通空调设备运行，使医院建筑内部人员获取最佳就诊体验及工作体验。还应借助智能控制系统调整送风方式，降低送风系统运行能耗。另外，应科学调整送风系统结构设计，避免冗余设计，降低能量损失，保障系统高效运行。

第三，应加强暖通空调系统运行监督，掌握能源结构，科学配置及协调各类能源。为实现这一目标，可建设复合能源站的监测系统，准确掌握能源供需状况，再采取对应措施。此外，还应建设系统完善的监督管理机制，包括能源巡检制度、能源利用规范等，使能源得到更为高效、安全、可持续的利用。

综上所述，较传统建筑相比，医院建筑对内部环境要求更为严格，这就对暖通空调系统运行提出了更高的标准。 但目前，医院建筑暖通空调系统运行中仍存在着能耗较高的问题。

针对这一现象，设计人员应结合医院建筑暖通空调系统运行状况及具体改造要求等，从多角度出发展开设计。 此外，还应加强医院建筑暖通空调系统运节能改造分析，明确注意事项，提高医院建筑暖通空调系统节能改造可行性。