隨著社會的飛速發(fā)展,醫(yī)療需求急劇增加,醫(yī)療技術的革新至關重要,醫(yī)療建筑的新建、擴建及改建導致了醫(yī)療建筑造價與能耗進一步上升。因此,去除醫(yī)院建筑建設與運營中的不合理部分,節(jié)約能源、減少污染,使之成為“綠色醫(yī)療建筑”,乃是醫(yī)療機構及醫(yī)療建筑設計人員的重要課題。

綠色醫(yī)療建筑內(nèi)涵

透徹理解綠色醫(yī)療建筑的概念是做好設計的前提。國內(nèi)外還沒有適用于綠色醫(yī)療建筑的完整統(tǒng)一的定義。從內(nèi)涵上,綠色醫(yī)療建筑屬于“綠色建筑”范疇,體現(xiàn)綠色建筑的基本特點。而且,醫(yī)院有其自身的特殊性,不僅包括優(yōu)雅舒適、安全可靠、無害化的綠色環(huán)境,還包括綠色發(fā)展戰(zhàn)略、綠色醫(yī)療與診治服務、綠色人文理念、綠色管理等方面的內(nèi)容,即節(jié)能和環(huán)保并不是以犧牲病患的恢復和醫(yī)護人員的工作效率為代價的,而是以保證醫(yī)療安全,防止疾病傳播和提高衛(wèi)生健康水平為最根本宗旨的建筑群體。

節(jié)能技術理論和微氣候設計

什么是低功率和低能耗的節(jié)能建筑?要使設計的建筑在沒有使用任何采暖或制冷設備的前提下,讓一年四季的室內(nèi)氣溫盡可能地維持或接近在舒適范圍內(nèi)。只考慮在氣候條件影響下的建筑室內(nèi)氣溫稱作室內(nèi)自由溫度或室內(nèi)自然溫度。室內(nèi)自由溫度處在舒適范圍外的時間越少,能耗越小,所需調(diào)整溫差的幅度越小。這也清楚地表明了采暖和制冷設備的主要任務,即輔助調(diào)整室內(nèi)自然溫度達到舒適范圍之內(nèi)。只要擁有當?shù)厝昝啃r的氣象數(shù)據(jù),就能計算出任何建筑的室內(nèi)自由溫度,得出全年必要的室內(nèi)溫度修正時間和幅度。

在醫(yī)院的建筑設計的任務書及各種競賽文書中,均可以看到要求節(jié)能的內(nèi)容。不僅如此,方便維修也常常被列入要求之中,實際上,有很多方法已被運用得非常有效。例如盡可能使用外墻隔熱法、使用遮陽板、雙層玻璃和不結露的玻璃新產(chǎn)品也廣泛的被宣傳。除設備和材料因素以外,建筑物本身也能產(chǎn)生節(jié)能效果,這就是肺胃的“自我調(diào)節(jié)之微氣候”。利用建筑本身的自我調(diào)節(jié)力,設計良好的小氣候環(huán)境,涉及到醫(yī)院合理的選址、總圖規(guī)劃、平面布局、體型構思、剖面設計、立面設計、細部構造、綠化和水面景觀處理等各個方面,如多層醫(yī)院的平面布局結合室外庭院,可以大大增強醫(yī)院建筑自身的氣候調(diào)節(jié)能力,形成良好的自然采光與通風。

暖通節(jié)能專業(yè)設計的要點

1加強設計人員管理,加快推行設備工程師注冊制度暖通空調(diào)工程項目,應有較詳細的冷熱負荷計算書和采取了一些節(jié)能措施

目前很多設計人員都是用概算指標一再加大,使冷、熱源主機長期在低負荷、低效率下。

2暖通空調(diào)室內(nèi)設計溫度的確定

經(jīng)重慶、上海、廣州等地區(qū)的實踐證明,夏季室內(nèi)溫度低1℃或冬季高1℃,除暖通空調(diào)工程的投資增加6%,耗能增大8%外,加大室內(nèi)外溫差也不符合衛(wèi)生學要求。舒適性空調(diào)夏性空調(diào)夏季比較理想的室內(nèi)溫度是比室外環(huán)境溫度低5℃為好。

3空調(diào)冷熱源

中央空調(diào)能耗一般包括三部分,空調(diào)冷熱源;空調(diào)機末端設備;水或空氣輸送系統(tǒng)。這三部分能耗中,冷熱源能耗約占總能耗的一半左右,是空調(diào)節(jié)能的重要內(nèi)容。單從能耗角度考慮夏季制冷:離心式、螺桿式冷水機組最高,蒸氣兩效LiBr吸收式冷水機組最。欢竟幔郝輻U式、活塞式熱泵冷熱水機組最高,電熱水機組最低,即能耗最高。

4空調(diào)機組和末端設備

應該選用機組風機風量、風壓匹配合理,漏風量少,空氣輸送系統(tǒng)數(shù)大的機組。風機盤管從總體水平看與國外同類產(chǎn)品相比差不多,但與國外先進水平比較,主要差距是耗電量、盤管重量和噪聲方面。

5空調(diào)水系統(tǒng)

一般空調(diào)水系統(tǒng)的輸配用電,在冬季供暖期間約占整個建筑動力用電的20-25%;夏季供冷期間約占12-24%,因此水系統(tǒng)節(jié)能具有重要意義。選擇水泵時要對每個水環(huán)路應進行水力平衡計算,對壓差相差懸殊的回路采取有效借施,避免出現(xiàn)水力、熱力失調(diào)現(xiàn)象。設計人員應重視水系統(tǒng)設計,積極推廣變頻調(diào)速水泵,冬、夏兩用雙速水泵等節(jié)能措施。

6冷卻塔

制冷系統(tǒng)冷卻水進水溫度的高低對主機耗電量有著重要影響,一般推算,在水量一定情況下,進水溫度高1℃,電壓縮主機電耗約增加2%,溴化鋰冷水機細能耗高6%。目前國產(chǎn)玻璃鋼冷卻塔主要存在如下問題:冷卻效率低,達不到產(chǎn)品樣本規(guī)定的冷幅。漂水嚴重,它不僅污染環(huán)境,而且浪費水源。噪聲大,噪聲影響周圍居民生活的環(huán)境。

7加強中央空調(diào)的管理

加強對空調(diào)操作人員的培訓,提高管理人員素質(zhì),實行空調(diào)操作人員操作證制度。中央空調(diào)系統(tǒng)實行獨立耗電核算制。克服用電吃“大鍋飯”,做到浪費電罰,節(jié)約電獎的制度。此外,還應根據(jù)具體工程情況。積極推廣水環(huán)路熱泵,采用熱回收、變風量、變水量系統(tǒng)等節(jié)能技術。

綠色醫(yī)療建筑暖通設計的綠色策略

1合理采用天然冷熱源

地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源既能供熱又能制冷的高效節(jié)能環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)。它通過輸入少量的高品位能源,即可實現(xiàn)能量從低溫熱源向高溫熱源的轉移。采用地源熱泵系統(tǒng),一方面省去了鍋爐房,沒有燃燒和廢氣,減少了溫室氣體的排放,保護環(huán)境;另一方面以可再生的地熱作為冷熱源,冬季供熱夏季制冷,大大減小了傳統(tǒng)冷水機組的耗電量,是一項低碳節(jié)能的綠色技術。另外,空氣源熱泵、污水源熱泵、太陽能制冷也是不可忽視的綠色措施。但是這些系統(tǒng)并非適合于每個工程,必須根據(jù)工程實際特點加以權衡、比較,在條件允許的前提下方可采用。

2合理利用冰蓄冷技術

冰蓄冷技術可降低城市夏季高峰用電負荷,配合低溫、小風量的高速送風,在一般公共建筑中應用已經(jīng)很普通,是一項優(yōu)化資源配置、保護生態(tài)環(huán)境的技術革新,能產(chǎn)生良好的社會效益和經(jīng)濟效益。隨著城市供電的電價政策改革,對醫(yī)院電價也開始實行峰谷電價,蓄冷技術逐漸在醫(yī)療建筑中實行。己有工程實例將蓄冷技術應用在醫(yī)院病房樓中,并將可調(diào)新風量與之關聯(lián),實踐證明此綠色策略效果非常明顯,可大幅度節(jié)約運行費。而且,利用冰蓄冷系統(tǒng)送到空調(diào)器的0℃-3℃低溫水,采用低溫送風方式,擴大送風溫差,減小送風量,同時降低輸送介質(zhì)所消耗的水泵能量,從而彌補蓄冷系統(tǒng)較高的初投資,提高全系統(tǒng)的性能系數(shù)。

3合理利用自然通風

合理的自然通風是實現(xiàn)建筑綠色化的策略之一,它可以在過渡季節(jié)提供新鮮空氣并實現(xiàn)降溫,并在空調(diào)供冷季節(jié)也可以利用夜間通風,降低圍護結構和家具的蓄熱量,減少第二天空調(diào)的啟動負荷。在室內(nèi)外風壓和熱壓作用下,利用自然通風可減少風機系統(tǒng),節(jié)省電能。沒有風機噪聲的污染,病房樓顯得更加綠色宜人、更利于患者靜養(yǎng)康復。

4合理采用新型節(jié)能設備

在條件適宜的情況下,采用新型節(jié)能設備亦可起到事半功倍的效果。新疆某醫(yī)院,空調(diào)使用面積40000㎡,工程采用了干工況風機盤管+獨立新風空調(diào)系統(tǒng),新風采用三級蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng);冷源采用間接蒸發(fā)冷水機組;獨立新風,新風承擔潛熱負荷和部分顯熱負荷,出風溫度可達16℃,降低了冷水機組的冷量:由于新風量的加大,進而提高室內(nèi)的空氣品質(zhì),更宜于病人療養(yǎng)恢復。同時,間接蒸發(fā)冷水機組提高了冷源的COP值,風機盤管的干工況運行,避免了凝結水的產(chǎn)生,免去了冷凝除濕所花的代價,并減少了細菌的滋生。因此,將此薪型節(jié)能設備應用于此,是實現(xiàn)綠色醫(yī)院的不錯選擇。

5合理進行空氣熱回收

在普通公共建筑的空調(diào)負荷中,新風負荷約占20%-30%,而醫(yī)療建筑對空氣品質(zhì)要求較高,新風負荷也相對更大。因此,在醫(yī)療建筑中利用排風中的余冷或余熱處理新風,降低新風負荷、減少新風處理的能耗,提高空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性成為綠色醫(yī)療建筑節(jié)能的重要途徑。醫(yī)院里不同的功能區(qū)域,發(fā)生交叉污染風險的程度也不一樣,從風險大小來說,門診的最大,醫(yī)技的較小,病房的最小。針對不同風險的功能區(qū),選擇合理的空氣熱回收裝置十分重要。因此,在設計醫(yī)療建筑的空氣熱回收系統(tǒng)時,不僅要嚴格控制熱回收裝置的熱交換效率,還要對它的結構、材料、泄漏率、清潔面、迎面風速等嚴格要求,并利用壓力控制降低交叉污染的風險。只要設計合理、恰當,利用空氣熱回收技術是實現(xiàn)醫(yī)療建筑節(jié)能的一項綠色策略。

結語

綠色醫(yī)療建筑兼具醫(yī)療建筑和綠色建筑雙重身份,建設綠色醫(yī)院有著極為深廣的內(nèi)涵和外延,遠遠超出了建筑室內(nèi)外景色的相融、自然采光通風、太陽能利用等思路。設計手段和設計策略的進一步革新,需要各專業(yè)設計人員的不斷努力,暖通設計在綠色醫(yī)療建筑前進的路途中任重而道遠。