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北京XX医院空调系统优化探讨

日(ri)期:2021年07月06日(ri) 编辑(ji):ad201107111759308692 作者(zhe):s11竞猜平台 点击次数(shu):194
论文价格:150元/篇 论文编号(hao):lw202106231019113297 论文字数:31256 所属(shu)栏目:工程(cheng)硕士论(lun)文(wen)
论文(wen)地(di)区:中国 论文语种:中文 论文(wen)(wen)用(yong)途:硕士毕业(ye)论文(wen)(wen) Master Thesis

本文(wen)(wen)是(shi)一篇工程硕士论(lun)文(wen)(wen),本文(wen)(wen)通过对(dui)北京 XX 医院(yuan)空调系统(tong)实(shi)际运行中存(cun)在的问(wen)题(ti)进(jin)行总结分析(xi)(xi),针对(dui)存(cun)在的问(wen)题(ti)提出技术层面和管理(li)(li)层面的优化方案,并将(jiang)优化方案付诸(zhu)实(shi)践,通过理(li)(li)论(lun)数据分析(xi)(xi)及问(wen)卷(juan)调研等方法评估实(shi)施效(xiao)果,为同侪医院(yuan)解决类似问(wen)题(ti)提供宝贵经验。


第 1 章 绪论


1.1 研究背景及意义

1.1.1 研(yan)究背(bei)景(jing)

医(yi)院(yuan)是(shi)集医(yi)护人员(yuan)(yuan)、行政(zheng)人员(yuan)(yuan)、患者、易(yi)感人群、陪护家属于一体的(de)特(te)殊场(chang)所,依据法律(lv)规范对病(bing)患开展检查、治疗、护理、康(kang)复等(deng)(deng)服务。服务对象按健(jian)康(kang)状况(kuang)可分(fen)为三类,第一类是(shi)有病(bing)症的(de)病(bing)患伤员(yuan)(yuan)、活动(dong)受限的(de)特(te)殊人员(yuan)(yuan),需要得到医(yi)院(yuan)的(de)医(yi)疗和护理。第二类是(shi)特(te)定情况(kuang)的(de)健(jian)康(kang)人,例如(ru)孕产妇、新生儿等(deng)(deng)。第三类是(shi)完全健(jian)康(kang)人,包括到医(yi)院(yuan)进行健(jian)康(kang)管理、口腔护理、美容(rong)护理的(de)人员(yuan)(yuan)。因此(ci)医(yi)院(yuan)具有门诊量大、人员(yuan)(yuan)流动(dong)性强(qiang)、功能分(fen)区多、管理复杂的(de)鲜明特(te)征[1]。

2002 年(nian)爆发的(de)(de) SARS 病毒和(he) 2020 年(nian)爆发的(de)(de)新型冠(guan)状病毒均对医(yi)(yi)(yi)院的(de)(de)感(gan)控带(dai)来(lai)了严峻的(de)(de)考(kao)验,医(yi)(yi)(yi)院作为救治场所,感(gan)染人(ren)员和(he)各(ge)种病原(yuan)聚(ju)集(ji)于(yu)此(ci)[2]。医(yi)(yi)(yi)院空(kong)调的(de)(de)送(song)排风系统在(zai)稀释病原(yuan)的(de)(de)同时也存在(zai)被感(gan)染风险(xian),近几(ji)年(nian)有关(guan)学者发现,空(kong)调系统造成的(de)(de)交(jiao)叉(cha)(cha)感(gan)染事件呈上升趋势[3],因此(ci)医(yi)(yi)(yi)院需(xu)要(yao)做(zuo)好感(gan)控方(fang)面(mian)的(de)(de)管理(li)。医(yi)(yi)(yi)院建(jian)筑与写字楼(lou)、酒店和(he)一(yi)般民用建(jian)筑不同,建(jian)筑内存在(zai)大量病菌(jun)及细菌(jun)源(yuan),因此(ci)需(xu)要(yao)较(jiao)高的(de)(de)洁(jie)净度(du)和(he)舒适度(du)要(yao)求(qiu)(qiu),如果室(shi)(shi)内空(kong)气存在(zai)交(jiao)叉(cha)(cha)感(gan)染,将对医(yi)(yi)(yi)护人(ren)员和(he)就医(yi)(yi)(yi)人(ren)员构成极大威胁。由于(yu)医(yi)(yi)(yi)院的(de)(de)特殊环境(jing)要(yao)求(qiu)(qiu),室(shi)(shi)内空(kong)气质量容易达不到标准,并且长时间充满各(ge)种异味,室(shi)(shi)内环境(jing)质量已经成为患者选择医(yi)(yi)(yi)院的(de)(de)重要(yao)标准之(zhi)一(yi)。

根(gen)据(ju)2018中(zhong)(zhong)国建(jian)筑能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)研究报(bao)告,2016年中(zhong)(zhong)国建(jian)筑总(zong)(zong)能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)占全(quan)国总(zong)(zong)能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)20.62%,其(qi)能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)达(da)到(dao)(dao) 8.99 亿吨标准(zhun)煤。其(qi)中(zhong)(zhong)公共建(jian)筑能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)占建(jian)筑能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)总(zong)(zong)量(liang)的(de)(de)(de) 38.53%,其(qi)能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)达(da)到(dao)(dao) 3.46 亿吨标准(zhun)煤[4]。而医(yi)(yi)(yi)院建(jian)筑是(shi)公共建(jian)筑里功能(neng)(neng)(neng)(neng)最复(fu)杂,用能(neng)(neng)(neng)(neng)种类(lei)最全(quan)面的(de)(de)(de)建(jian)筑之(zhi)一,其(qi)建(jian)筑能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)是(shi)其(qi)他公共建(jian)筑能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)两倍左右(you),能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)支出占医(yi)(yi)(yi)院总(zong)(zong)运行费(fei)用的(de)(de)(de) 10%以上[5]。空(kong)调系(xi)统是(shi)医(yi)(yi)(yi)院重要系(xi)统之(zhi)一,其(qi)在提(ti)供医(yi)(yi)(yi)院建(jian)筑内部新风的(de)(de)(de)同时增(zeng)加(jia)了(le)室内冷(leng)热负荷。研究报(bao)告表明(ming),山东省某(mou)大型综合医(yi)(yi)(yi)院医(yi)(yi)(yi)疗建(jian)筑能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)总(zong)(zong)指(zhi)标为 162.7kWh/(㎡·a),其(qi)中(zhong)(zhong)空(kong)调系(xi)统能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)所占比(bi)例(li)最大,达(da)到(dao)(dao)总(zong)(zong)能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de) 42.3%[6]。

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1.2 国内外研究现(xian)状

1.2.1 国外研究(jiu)现(xian)状

根据美(mei)(mei)国(guo)和其他发达国(guo)家(jia)的(de)(de)(de)统计(ji)[14],室内(nei)空(kong)气质量低劣不(bu)仅会(hui)(hui)给经济带来严重(zhong)的(de)(de)(de)损失(shi),也(ye)会(hui)(hui)引(yin)发一(yi)(yi)些病症,例(li)如“病态建(jian)(jian)筑(zhu)综合症”(SickBuildingSyndrome,SBS)、“化(hua)学物质过敏症”(Multiple Chemical Sensitivity,MCS)、“建(jian)(jian)筑(zhu)相关(guan)疾(ji)病”(BuildingRelated Illness,BRI)。在经济损失(shi)方面,美(mei)(mei)国(guo)环(huan)境保(bao)护署(shu)(U.SEnvironmentalProtectionAgency)分(fen)析(xi)总(zong)结出国(guo)内(nei)每年损失(shi)达 400 亿美(mei)(mei)金[15]。在引(yin)发病症方面,会(hui)(hui)引(yin)发皮疹、头痛、哮喘、呼吸(xi)道感染等(deng)(deng)疾(ji)病。为了解(jie)决(jue)这个全球范围(wei)内(nei)的(de)(de)(de)问题(ti),国(guo)际(ji)上进行了建(jian)(jian)筑(zhu)环(huan)境科学领域的(de)(de)(de)多项研(yan)究(jiu)。其中主(zhu)要包括国(guo)际(ji)会(hui)(hui)议和国(guo)际(ji)学术期刊,国(guo)际(ji)会(hui)(hui)议有 HealthyBuilding、Indoor Air 等(deng)(deng)等(deng)(deng),国(guo)际(ji)学术期刊有《Atmospheric Envimnmmt》、《ASHRAETransactions》、《Indoor Air》、《Building and Envimment》、《Environment Science mdTechnology》等(deng)(deng)[16]。美(mei)(mei)国(guo)还专门设立了一(yi)(yi)些室内(nei)环(huan)境质量委(wei)员会(hui)(hui),例(li)如 1992 年成立的(de)(de)(de)美(mei)(mei)国(guo)绿色建(jian)(jian)筑(zhu)委(wei)员会(hui)(hui),1995 年成立的(de)(de)(de)室内(nei)空(kong)气质量协会(hui)(hui)。法(fa)国(guo)自 2001 年开始每年选择监(jian)测(ce)点,对室内(nei)有害(hai)物质进行检(jian)测(ce),并公示检(jian)测(ce)结果。

随(sui)着“能(neng)源危机”的(de)(de)(de)出现,增(zeng)加围护结构的(de)(de)(de)密闭性和保温性等(deng)节(jie)能(neng)措(cuo)(cuo)(cuo)施被建(jian)设(she)单位所(suo)采(cai)用。为降(jiang)低产(chan)生病态建(jian)筑综合症(SBS)的(de)(de)(de)概率,提高(gao)建(jian)筑舒适度,欧美发达国家(jia)高(gao)度重视,很(hen)早就采(cai)取了相应(ying)的(de)(de)(de)措(cuo)(cuo)(cuo)施,从建(jian)筑设(she)计、规范修订、施工管(guan)理、新材(cai)料研(yan)发等(deng)方(fang)面(mian)做(zuo)了大量的(de)(de)(de)工作。不仅改善(shan)了建(jian)筑内部(bu)环境,还降(jiang)低了运行(xing)能(neng)耗(hao),取得(de)了可观(guan)的(de)(de)(de)成果。在医院空调设(she)计方(fang)面(mian),也研(yan)究(jiu)实(shi)施了相应(ying)的(de)(de)(de)措(cuo)(cuo)(cuo)施,并取得(de)了很(hen)好地(di)效果。

国(guo)际能源署(InternationalEnergyAgency,IEA)开展(zhan)了一些关于(yu)建筑环境的联合研究项目,目标是对(dui)建筑的低(di)能耗和(he)低(di)碳运行进行研发,取得了相应(ying)的成(cheng)果。例如Annex25[17]完(wan)成(cheng)了对(dui)建筑内空(kong)调系(xi)统常(chang)见异常(chang)及相应(ying)诊(zhen)断方(fang)法的研究,Annex34[18]发布了经过实践的 26 个异常(chang)检(jian)测和(he)诊(zhen)断的工(gong)具。Annex40[19]在空(kong)调系(xi)统适用性(xing)方(fang)面研究并验证(zheng)了相应(ying)的验证(zheng)工(gong)具。Annex47[20]在空(kong)调系(xi)统的运行特性(xing)方(fang)面取得了一些研究成(cheng)果。

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第 2 章 空调系统及室内空气质量相关理论


2.1 医院空调系统概述

2.1.1 空调系统(tong)类型

空(kong)调系统(tong)(tong)(tong)按(an)照负担(dan)室内(nei)负荷所用的介质种类可分(fen)为四类,分(fen)别是(shi):1.全空(kong)气系统(tong)(tong)(tong),2.全水(shui)系统(tong)(tong)(tong),3.空(kong)气-水(shui)系统(tong)(tong)(tong),4.冷剂(ji)系统(tong)(tong)(tong)。

(1)全空(kong)气(qi)系统全空(kong)气(qi)系统是(shi)由空(kong)气(qi)负担全部负荷。其优点是(shi),送风量大,换(huan)气(qi)充足;空(kong)调机组设置在机房内,运行(xing)维护方便,噪音传(chuan)播问题较少。缺点是(shi),空(kong)气(qi)量需求大,风管道(dao)断面大,占(zhan)用空(kong)间大。

按(an)照使用(yong)来源全空(kong)气(qi)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)可(ke)分为三(san)类,分别(bie)是:1. 全新(xin)风系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong),2. 再循环式(shi)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong),3. 回风式(shi)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)。按(an)照安装(zhuang)方式(shi)全空(kong)气(qi)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)可(ke)分为两类,中央新(xin)风系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)和单体新(xin)风系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong),两者(zhe)主要区别(bie)是前者(zhe)需(xu)要安装(zhuang)管道,后者(zhe)不需(xu)要安装(zhuang)管道。

(2)全(quan)水系统

全(quan)水(shui)系(xi)统是由水(shui)负担(dan)全(quan)部负荷。与(yu)空气相比(bi),水(shui)的比(bi)热大(da),因(yin)此该系(xi)统在相同条件(jian)下(xia)具(ju)有管道所占空间(jian)小的优点。缺(que)点是不能满足新风要(yao)求。

(3)空气-水(shui)系统

空气-水(shui)系统(tong)使用较为广泛,两种介(jie)质共同(tong)承担空调房间负荷,既满足了(le)室内(nei)新鲜(xian)空气的(de)需求,又能对房间内(nei)温度(du)进行调节。本(ben)文北京(jing) XX 医院(yuan)空调系统(tong)主要为空气-水(shui)系统(tong)中的(de)空气-水(shui)风机盘管(guan)系统(tong)。

空气-风(feng)(feng)机盘(pan)管(guan)(guan)系(xi)统也(ye)被(bei)称为(wei)风(feng)(feng)机盘(pan)管(guan)(guan)+独立新(xin)风(feng)(feng)系(xi)统,这种系(xi)统在房间内(nei)(nei)设(she)置(zhi)风(feng)(feng)机盘(pan)管(guan)(guan),目前应用较为(wei)广泛[34],风(feng)(feng)机盘(pan)管(guan)(guan)和新(xin)风(feng)(feng)系(xi)统共同(tong)承(cheng)担(dan)着室内(nei)(nei)的冷、热负荷(he)和新(xin)风(feng)(feng)的冷、热负,新(xin)风(feng)(feng)系(xi)统同(tong)城承(cheng)担(dan)着室内(nei)(nei)换气次(ci)数的需求。

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2.2 空气质量评价标准

国外学(xue)者研究显示,每人(ren)每天(tian)约有 21.6h 在(zai)室(shi)(shi)(shi)内,占全天(tian)的 90%,室(shi)(shi)(shi)内空气质(zhi)(zhi)量(liang)与(yu)工(gong)作效率和身体健康(kang)有直接关系。在(zai)室(shi)(shi)(shi)内空气质(zhi)(zhi)量(liang)标(biao)准(zhun)(zhun)(zhun)方面,国外已经制(zhi)定了比较完善(shan)的标(biao)准(zhun)(zhun)(zhun)[39-44],我国也制(zhi)定了一些相关的规范。例如(ru)《公共建(jian)筑室(shi)(shi)(shi)内空气质(zhi)(zhi)量(liang)控制(zhi)设计(ji)标(biao)准(zhun)(zhun)(zhun)》(JGJ/T461-2019)、《环境空气质(zhi)(zhi)量(liang)标(biao)准(zhun)(zhun)(zhun)》(GB3095)、《民用建(jian)筑工(gong)程室(shi)(shi)(shi)内环境污(wu)染控制(zhi)规范》(GB50325-2010)、《室(shi)(shi)(shi)内空气质(zhi)(zhi)量(liang)标(biao)准(zhun)(zhun)(zhun)》(GB/T18883)等。

下(xia)文(wen)通过(guo)人体热平衡和舒适感、新风量、CO2浓度三个(ge)方面(mian)进行阐述室内(nei)空气质量的评价标(biao)准。

2.2.1 人体(ti)热(re)平衡和舒适感(gan)

1984年国际标准化组织(zhi)根(gen)据(ju)P.O.Fanger教授的研究成果,提出了(le)ISO7730标准,采用(yong)预(yu)(yu)期平均(jun)投票PMV(PredictedMeanVote)和预(yu)(yu)期不满意(yi)百分率(lv)PPD(PredictedPercentageof Dissatisfied)指标来描述和评价(jia)热环境。

热(re)舒适指数(shu)PMV表(biao)示(shi)同一环境(jing)中大多数(shu)人(ren)的(de)(de)冷热(re)感觉,因此PMV可用于预测人(ren)体在热(re)环境(jing)中的(de)(de)热(re)反应。由(you)于存在生(sheng)理(li)上的(de)(de)差(cha)别(bie),故采用PPD指标来表(biao)示(shi)对热(re)环境(jing)不(bu)(bu)满意的(de)(de)百分数(shu)。PMV指标热(re)感觉标尺如表(biao)2-1,PMV和PPD的(de)(de)关系如图(tu)2-1,由(you)于人(ren)们(men)的(de)(de)生(sheng)理(li)差(cha)别(bie),在PMV=0的(de)(de)室内环境(jing)最佳舒适度状态下,仍有(you)5%的(de)(de)人(ren)感到不(bu)(bu)满意。

表2-1 PMV与热感觉的关系

表(biao)2-1 PMV与(yu)热感觉的(de)关系

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第 3 章 北京 XX 医院空调系统运行存在的问题及原因分析........................15

3.1 北(bei)京(jing) XX 医院及其空调系统概况 .........................15

3.1.1 医院概(gai)况.................................15

3.1.2 北京 XX 医(yi)院空调系统介绍(shao)..............................15

第 4 章 北京 XX 医院空调系统优化总体方案...............................27

4.1 空调系统方面优(you)化方案................................27

4.1.1 管道及配件优化 ....................27

4.1.2 新风设备优化(hua).......................28

第 5 章 优化效果评价................................32

5.1 优(you)化后效(xiao)果量化比较分析...............................32

5.1.1 门诊区效(xiao)果分析 .....................32

5.1.2 病(bing)房(fang)区效果分析(xi) ...........................36


第 6 章 北京 XX 医院空调系统优化方案的推广建议


6.1 规划阶段全方(fang)位(wei)统筹(chou)

(1)注(zhu)入中庭设计元素,减少“黑房间”数量

在医院(yuan)场地、建设投资等背景条件允许情况下(xia),注入中(zhong)(zhong)庭(ting)设计元素(su),减少“黑房间(jian)”数量是(shi)提高室内空气品(pin)质的(de)(de)有效方(fang)法。医院(yuan)空调系(xi)统(tong)的(de)(de)设置(zhi)与医院(yuan)建筑特点(dian)(dian)密切相关,建筑特点(dian)(dian)决定了空调系(xi)统(tong)的(de)(de)难易程度,在新建医院(yuan)规划设计时,注入中(zhong)(zhong)庭(ting)设计元素(su),让更(geng)多的(de)(de)房间(jian)有对外的(de)(de)窗户,能够(gou)为医患提供(gong)更(geng)加温(wen)馨舒适的(de)(de)就医环境。在

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