医疗建筑暖通空调节能与室内环境品质协同研究

一、引言

医疗建筑具有功能复杂、人员密集、环境要求高且能耗大等特点。其中，暖通空调系统是医疗建筑的重要组成部分，其能耗占医疗建筑总能耗的 40% -60% 。同时，医疗建筑的室内环境品质直接关系到患者的治疗效果和康复速度，也影响着医护人员的工作效率。然而，在实际运行中，节能与室内环境品质往往存在一定矛盾，如何实现两者的协同优化，成为医疗建筑领域亟待解决的问题。

二、医疗建筑暖通空调节能与室内环境品质的关联性

（一）节能对室内环境品质的影响

合理的节能措施并不会降低室内环境品质，反而可能通过优化系统运行提升环境质量。例如，采用变频技术调节空调机组的运行频率，可根据室内负荷变化精准控制送风量和冷热量，避免能源浪费的同时，维持室内温湿度的稳定。但如果过度追求节能而减少必要的通风量或降低空调设备性能，则会导致室内空气污染物积聚、温湿度波动过大等问题，影响室内环境品质。

（二）室内环境品质对节能的影响

良好的室内环境品质需要合理的空调系统运行参数支撑，若室内环境品质要求过高，如过度严格的温湿度控制范围、过高的新风量等，会增加空调系统的能耗。反之，适宜的室内环境品质标准可减少不必要的能源消耗，为节能创造条件。

三、医疗建筑暖通空调节能与室内环境品质的矛盾点

（一）新风量控制

医疗建筑为防止交叉感染，通常需要较大的新风量。但新风处理能耗较高，增加新风量会直接导致空调系统能耗上升，如何在保证室内空气品质的前提下合理控制新风量，是两者协同的一大难点。

（二）温湿度控制精度

不同科室对温湿度的要求不同，如手术室、ICU 等区域要求较高的控制精度。为满足高精度控制，空调系统需频繁调节，可能增加能耗；而若降低控制精度，又可能影响医疗流程和患者舒适度。

（三）设备运行效率

部分节能措施可能影响空调设备的运行效率，进而影响室内环境品质。例如，为减少能耗而降低风机转速，可能导致送风量不足，影响室内空气循环和污染物排除。

四、医疗建筑暖通空调节能与室内环境品质协同的关键技术

（一）空调系统优化设计

1. 分区空调设计：根据医疗建筑不同科室的功能需求和环境要求，进行分区空调设计。如将手术室、ICU 等对环境要求高的区域作为独立分区，采用独立的空调系统，精确控制其温湿度、洁净度和新风量；而普通病房、走廊等区域可采用集中式空调系统，在满足基本环境要求的前提下实现节能。

2. 气流组织优化：合理设计送风口和回风口的位置、形式和数量，确保室内空气均匀分布，避免出现死角和局部温差过大的情况。例如，手术室采用顶送下回的气流组织形式，可有效控制手术区域的洁净度和温湿度。

（二）先进节能设备应用

1. 变频技术：在空调水泵、风机等设备上采用变频技术，根据室内负荷变化自动调节设备转速，减少能源消耗。同时，变频技术还能提高设备的运行稳定性，延长设备使用寿命。

2. 热泵技术：利用热泵技术回收空调系统排放的余热，用于加热新风或生活热水，提高能源利用效率。在医疗建筑中，可采用地源热泵、空气源热泵等技术，降低对传统能源的依赖。

3. 高效过滤设备：采用高效过滤设备，如高效空气过滤器（HEPA），在保证室内空气洁净度的同时，减少因过滤阻力过大而增加的能耗。高效过滤设备可有效去除空气中的细菌、病毒和颗粒物，降低交叉感染的风险。

（三）智能控制系统

1. 实时监测与调控：通过安装温湿度传感器、二氧化碳传感器、空气品质传感器等设备，实时监测室内环境参数，并将监测数据传输至智能控制系统。系统根据预设的环境标准和实际监测数据，自动调节空调系统的运行参数，如送风量、冷热量等，确保室内环境品质稳定的同时实现节能。

2. 联动控制：将空调系统与照明、电梯等其他建筑设备进行联动控制，实现整体节能。例如，当室内人员数量减少时，智能控制系统可自动降低空调负荷和照明亮度，减少能源消耗。

五、医疗建筑暖通空调节能与室内环境品质协同的策略

（一）制定合理的室内环境品质标准

结合医疗建筑的功能特点和实际需求，制定科学合理的室内环境品质标准，避免过度追求高标准而增加能耗。在满足医疗要求的前提下，适当放宽部分区域的温湿度控制范围，减少空调系统的运行负荷。

（二）加强运行管理

1. 定期维护保养：定期对空调设备进行维护保养，如清洗过滤器、检查风机和水泵的运行状态、更换老化部件等，确保设备处于良好的运行状态，提高设备的运行效率，减少能源消耗。

2. 优化运行策略：根据不同季节、不同时间段的室内负荷变化，制定优化的运行策略。例如，在过渡季节，充分利用自然通风，减少空调系统的运行时间；在夜间，降低空调系统的运行负荷，实现节能。

（三）推广可再生能源利用

积极推广太阳能、地热能、风能等可再生能源在医疗建筑暖通空调系统中的应用。例如，在医疗建筑屋顶安装太阳能光伏板，为空调系统提供电力；利用地源热泵技术为建筑供暖和制冷，减少对传统能源的消耗，降低碳排放。

六、结论

医疗建筑暖通空调节能与室内环境品质的协同是一个系统工程，需要在设计、设备选型、运行管理等多个环节进行统筹考虑。通过优化空调系统设计、应用先进节能设备、采用智能控制系统、制定合理的环境标准和加强运行管理等措施，能够有效实现两者的协同优化，在保证良好室内环境品质的前提下，最大限度地降低能耗。未来，随着技术的不断发展和创新，医疗建筑暖通空调系统的节能与环境品质协同水平将进一步提高，为医疗事业的可持续发展提供有力支持。

参考文献

[1] 陆耀庆 . 实用供热空调设计手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,2008.

[2] 江亿 . 建筑环境与能源应用工程导论 [M]. 北京 : 中国建筑工业出版社 ,2016.

[3] 全国勘察设计注册工程师公用设备专业管理委员会 . 全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试复习教材 [M]. 北京 : 中国建筑工业出版社 ,2020.

[4] 赵荣义 , 范存养 , 薛殿华 , 等 . 空气调节 [M]. 北京 : 中国建筑工业出版社 ,2009.

[5] 刘金祥 . 医疗建筑空调设计[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,2011

[6] 黄翔 . 空调工程 [M]. 北京 : 机械工业出版社 ,2013.

[7] 陆亚俊, 马最良, 邹平华. 暖通空调[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,2017.

[8] 付祥钊 . 流体输配管网[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,2016.

[9] 何耀东, 何青. 高层建筑空调设计[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,2009.

[10] 狄洪发 . 建筑环境学 [M]. 北京 : 中国建筑工业出版社 ,2016.