ICU 中的 HVAC 设计
综合重症监护病房的种类很多，包括外科重症监护病房（SICU）、内科重症监护病房（MICU）、急诊重症监护病房（EICU）等。因为进入ICU的患者大多是高-风险患者，需要实时监测和护理治疗。不仅需要高端医疗设备，对暖通空调设计也有特殊要求。
重症监护病房分为多种类型，综合ICU包括：外科重症监护病房（SICU全称care unit）、内科重症监护病房（MICU全称care unit）、急诊重症监护病房（EICU全称care unit） ） 等等。专科ICU主要包括：烧伤重症监护病房（BICU）、呼吸重症监护病房（RICU）、肾病重症监护病房（UICU）、新生儿重症监护病房（NICU）、产科重症监护病房（OICU）、儿科重症监护病房（ PICU)、麻醉重症监护室 (AICU)、移植重症监护室 (TICU) 等。 (NSICU)。
本章以ICU与NICU病房一体化洁净工程为例，讨论HVAC设计，其他可参考ICU病房。
1.室内设计参数
索引
ICU室内设计参数包括室内压力、换气次数、温湿度、最小新风量、噪音等，都有一定的要求，根据专科分类不同而不同。详情请参考下表：
ICU室内设计参数
1）TICU（移植重症监护室）收治刚刚接受移植手术的患者，
2）ICU对噪音的要求很高。如果ICU噪音过高，不仅会刺激人体的交感神经，增加心率和血压，还会加重疼痛患者的同理心，严重影响睡眠，严重影响患者的康复和康复。医务人员对患者的护理和治疗。治疗。
2.室外设计参数
索引
根据《民用建筑采暖通风空调设计规范》（-2012）），采用主要城市室外空气计算参数。
3.空调系统
空调系统的形式
1)ICU应按III级和IV级洁净辅助室设计。新建项目重症监护室，应采用集中净化空调系统；改造项目重症监护室可采用高效或更高过滤效率过滤器的净化空调系统和独立新风或净化系统的净化空调系统。立式柜式空调。
2)TICU（移植重症监护室）应使用中央净化空调系统。
3)对于办公区等非洁净区，可按照《民用建筑采暖通风空调设计规范》-2012规范的舒适型空调设计。
4)ICU的洁净室不允许使用暖气片和地暖系统，但可以通过墙壁辐射散热器板加热。辐射板表面应平整、光滑、无任何装饰、可水洗。四级洁净辅助室需要安装采暖散热器时，应选用表面光滑的辐射板散热器。散热器的热介质温度应符合《民用建筑采暖通风与空调设计规范》-2012的相关规定。
系统分区
ICU洁净区空调系统与非洁净区空调系统应分开设置，洁净空调系统应24小时连续运行。
当空调房面积满足条件时，隔离病房应采用独立空调系统，新风应采用直流空调系统。净化空调系统应有利于风量调节控制和保持稳定的措施。
对于隔离病房，由于此类病房含有可通过空气传播的病原微生物，为防止污染物扩散，隔离病房应配备独立的净化空调系统，并保持负压状态，避免与其他区域接触。共享空调系统造成的交叉污染。
4.空气处理及空调设备选型
空气处理过程
1)ICU空气处理工艺的种类和特点可以参考洁净手术部的HVAC设计。
2)新鲜空气处理
由于ICU的洁净度比手术室低，空调机组数量少，ICU净化空调系统的新风处理一般采用分散式处理方式，即新风每个净化空调系统的空气分别从外部引入。 , 新风的热湿负荷由循环机组承担。
当室外温度低于5℃时，应预热新风。当新风温度低于5℃时，可在新风机组入口处加装一组预热盘管或加装电加热装置将其预热至5℃。根据《绿色医院建筑评价标准》GB/-2015第5.1.3条的规定，建议使用热水或蒸汽预热新风。
空气处理设备选择
ICU净化空调机组选型请参考洁净运营部洁净专项工程暖通章节。
隔离病房配备独立空调系统时，应选择新风净化空调机组。
1)风机盘管净化
改造项目ICU项目，当原系统为风机盘管加新风系统时，可将原风口更换为超低阻力高效风口，无需大改造需要原装空调系统。 ，可以大大降低项目成本。
空调房
ICU净化空调机组应安装在空调室内，并应与其服务区域相邻。空调机房应设置在有外墙的区域或机房内设置进风井，空调机房应设置在空调水管井附近。
ICU净化空调机组包括风机、过滤、表冷、制热、加湿等功能部分。与舒适型空调机组相比，具有风量大、功能分区多、体积大、重量重的特点。因此，安装净化空调机组有利于空调房的日常维护和噪音控制。移植重症监护室空调房面积不小于净化区面积的6%，其他类型ICU净化空调房面积不小于净化区面积的4%，空调房的地板荷载不小于300kg/m2。
净化空调机组安装在与其服务的空调区域相邻的机房内，可降低送风能耗和风机总压，有效降低机组噪音空调房设有外墙或进风井，便于就近收集新鲜空气。同时，空调房与管道井的距离短，可以降低空调水系统的能耗和成本。
在空调房内，应考虑加湿水或蒸汽管道的连接，同时设计排水和地面防水。
5.通风空调系统
空气
空气组织
1)ICU病房气流组织
ICU病房应采用上下送风的气流组织。送风不宜直接送至床面，可设于床尾上方。每张床不应位于其他床的下风侧。排气（或回流）出口应位于床头附近。
由于ICU患者身体虚弱，长期被限制在室内，他们对室内气流非常敏感，尤其是在夜间。布置出风口时，要避免有气流的感觉，空气直接吹过病人的头顶。因此，ICU出风口应设置在床尾上方的天花板表面。
ICU病房的尘埃颗粒和细菌主要在病床床边产生。因此，在病床床头附近设置回风口或出风口，可以减少病房内颗粒物的分散，使分散的颗粒物尽快消除。
图ICU气流组织形式
2)其他洁净辅助室气流组织。
无菌储藏室、洁净走廊等房间的空气分布设计，请参考洁净手术室洁净辅助室章节。
出风口选择
1)出风口选择
ICU洁净室在天花板上散布着送风口，送风口的大小和数量根据负责区域的送风量确定。
洁净室末端送风过滤器或装置的最低过滤效率应满足下表要求。
对于净化风机盘管和独立新风的系统形式，新风系统末端送风装置也应满足下表要求。
最终过滤器或设备的效率
2)回风口选择
参考营业部洁净辅助室回风口的选择。
为保护室外周边环境，防止污染物外泄造成院内外感染，隔离病房应保持负压，并在室内排风口安装高效过滤器.
3)出风口选择
ICU病房应设置上部排气口，该排气口应位于患者头顶。对于室内的污浊空气，出风口应位于上部，靠近病床的头部。排气口吸气速度不大于2m/s。
安装排风系统的洁净室排风系统的入口或出口应设置中效过滤器。
隔离病房应采用新风系统，床头附近应安装下风口，出风口应安装高效过滤器。
4)新风口选择
ICU新风口选择参考洁净手术部相关章节。
管道和阀门、配件
ICU风管、阀门及配件的设计参考洁净手术部的相关章节。
配电室、UPS室
配电室、UPS 机房等发热量大的房间应配备独立的通风系统。排风温度不应高于40℃。当通风不能保证室内设备的工作要求时，应安装空调制冷系统。
排气系统联锁设计
送风、回风、排风系统的开闭应联锁。正压洁净室联锁程序应先启动送风机，后启动回风机和排风机；关闭时应将联锁程序反转。
负压洁净室联锁程序应与上述正压洁净室相反。
空调区冷（热）湿负荷的性质及形成机理
2022-08-04 08:59·清园
空调系统
洁净手术室不是工业洁净车间，它不是一个连续的过程，手术室开闭时必须满足医疗需求。整个运营部门已经在掌控之中。如果手术室随意开关，很容易导致整个手术室的有序梯度压差失控。
这就要求无论手术室采用什么净化空调系统，都不能因为某个手术室的停工而影响整个手术室有序的梯度压力分布，正向的方向手术室之间的压力气流不会被破坏。流动，造成交叉感染。
所以，在灵活使用洁净手术室的同时，手术室必须时刻保持在控制之下，不能被破坏。要实现这一目标，还要考虑节能，需要采取技术和设计措施，因地制宜地选择暖通空调系统的通风采暖。我们先来看以下两个概念，以便更好地理解以下内容： 冷负荷是指通过连续保持空调房间的恒温恒湿，在一定时间供给房间的冷量；房间提供的热量；湿度负荷是为了保持房间内恒定的相对湿度而需要从房间中去除的水分量。
太阳辐射对建筑物的热效应
01太阳辐射基础知识
太阳不断向地球辐射热量。在地球大气层的上部，这种辐射强度的平均值为1368W/m2（也称为太阳常数）。当太阳辐射穿过大气层时，其强度会减弱，大部分紫外和长波红外被吸收，到达地面的太阳辐射主要是可见光和近红外，波长0.@ >32~2. 5μm。在地球表面，太阳辐射有两种形式，直接辐射和散射辐射。穿过大气层直接到达地面的太阳辐射称为直接辐射，直接辐射的方向取决于太阳的位置。大气对太阳辐射的散射使整个天空成为辐射源，同时也向地球散发辐射热。这种辐射热没有方向性，称为散射辐射。直射太阳辐照度和通过面向建筑物垂直和水平面的标准窗户玻璃的散射辐照度可根据或附录 D 使用。
通过玻璃窗进入室内的太阳辐射分为两部分：直接通过玻璃窗进入室内的太阳辐射热量和玻璃窗吸收太阳辐射后进入室内的热量。以3mm厚的普通平板玻璃为“标准玻璃”，室内表面放热系数αn=8.7W/(m2.K)，室外表面放热系数αw=1 8.@在>6 W/(m2. K)的条件下，得到夏季（以7月为代表）通过这块“标准玻璃”两部分获得的日照热量之和，即称为日射热增益系数DJ。经过大量的统计计算工作，得到了我国40个城市夏季9个不同方向的小时太阳得热因子DJ，同时得到了每个方向各方向太阳得热因子的最大值DJmax。城市（空调冷负荷的计算）得到。方法专刊），附录H。0.@>4给出了我国36个城市的东、南、西、北四个方位的DJmax）。
02 建筑围护结构的传热
造成室内外热传递的因素有两个：一是太阳辐射，二是室外和室内空气的温差。太阳辐射对建筑物的影响有两种：一种是太阳辐射通过玻璃窗直接进入室内，室内在冬天或夏天总能得到太阳辐射引起的热量；另一种是外墙或屋顶暴露在阳光下。外表面的温度在辐照下升高。夏季，由于室外空气温度高于室内温度，热量从室外通过外墙或屋顶传递到室内。当外表面受到太阳照射时，温度较高，增加了室外向室内的热量传递；在冬季，由于室内空气温度高于室外，空气温差形成的热量从室内传递到室外，但当外墙或屋顶受到阳光照射时，外表面的温度增加，从而减少向室外的热传递。
热负荷和冷负荷
01 热负荷和冷负荷的定义
热量是指一定时间进入室内的热量和室内产生的热量。根据性质不同，房间的热量可分为显热和潜热两大类，而显热又包括对流热和辐射热。通过围护结构的传热和灯具、设备的散热都是显热增益，而室内人体或设备有水的散热既有显热增益，也有潜热增益（空气中带入空气的热量）。排放的水蒸气）。 )。
为了节省投资和运行成本，在计算得热量时，只计算来自空调区域的热量（包括空调区域本身的热量和来自空调外的热量）面积，例如分层空调中的对流换热）。和辐射传热等），空调区外的得热量不计算在内。
有两种不同的显热传递模式：对流和辐射。比如通风、渗透等引起的显热，属于对流热；而直接通过玻璃进入室内的太阳辐射热是纯辐射热；热量通过对流和辐射传递到室内。表3.2-11是一组对流和辐射热分量的参考数据。
冷负荷是指在保持室温恒定的条件下，单位时间内室内空气所获得的总热量，即空调设备利用通风换气的单位时间内从室内空气中获取的热量（或其他制冷）方式（为此需要在单位时间内为室内空气提供相应的制冷量）。
显然，得热量与空调系统本身无关，而冷负荷与空调系统有直接关系。换句话说，热量增益是一个自然发生的参数，而冷负荷是一个人为干预的参数。
02 冷负荷形成机制
瞬时得热量中的潜热得热量和显热得热量中的对流得热量是直接散发到室内空气中的热量，它们立即构成瞬时冷负荷，因此，这个得热与冷负荷相等。热增益中的辐射成分不能直接被空气吸收。进入室内的辐射热（长波或短波）通过空气被室内各种物体吸收和储存。这些物体的温度会升高。一旦表面温度高于室内空气温度，它们将通过对流方式储存。热量散发到空气中，释放的对流热成为冷负荷。
可见，辐射热通过室内物体的吸热和放热过程，间接转化为冷负荷。这种间接转化过程的快慢与室内物体的蓄热能力、室内空气的流动等因素有关。同时也可以看出，由于室内物体的蓄热能力对转换过程的速度有影响，所以在转换过程中必然存在衰减和延迟，使得冷负荷峰值为小于得热峰值，冷负荷峰值出现较晚。关于热增益峰值的发生。建筑蓄热能力越强，冷负荷衰减越大，延迟时间越长。围护结构的蓄热能力与其热容量有关。热容量越大，蓄热能力越强。
瞬时太阳得热量与实际冷负荷的关系
图3.2-1显示了当房间朝西的温度保持恒定且空调连续运行时，瞬时进入房间的太阳辐射热与冷负荷的关系。由该图可以看出，实际冷负荷峰值比太阳辐射热峰值低约40%，出现时间也晚于太阳辐射热峰值出现的时间。 图中左侧的阴影部分代表结构中储存的热量。由于室温保持恒定，所以两部分的阴影面积相等。
图3.2-2显示了不同重量的围护结构蓄热能力对冷负荷的影响。材料的热容等于重量和比热的乘积，一般建筑结构材料的比热值大致相同，所以材料的热容与其重量成正比，即重型结构的蓄热能力远大于轻型结构。 ，冷负荷的峰值更小空调楼宇自控，延迟时间更长。
热量、冷负荷和散热的关系
因此，热增益不一定等于冷负荷。建筑围护结构的热性能和热增益的类型和组成决定了热增益和冷负荷之间的关系。如果热源只是对流散热，每个建筑围护结构的内表面如果与每个室内设施表面的温差很小，则冷负荷基本等于得热量，否则就会不同。热转化为冷负荷的计算比较复杂，目前主要采用经验或实验近似的方法。
另外，在空调系统间歇运行的情况下，室内温度有一定的波动，造成室内物体（包括围护结构）的蓄热和放热，空气-空调设备也会从房间里带走更多的热量。在这种不稳定的工作条件下，空调设备从房间带走的热量称为“散热”。
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