某人防医疗救护站通风空调设计
现代化城市一旦遭到核袭击或大规模的空袭(包括强烈地震),会产生大量伤员,并且会造成地面建筑的倒塌、燃烧,油库起火,道路堵塞,电源、水源中断,食品、药品及生活必需品短缺,城市医疗机构瘫痪等。此时,只有具备预定防护能力的人防医疗救护工程,才能够承担起对伤员的医疗救治任务。然而战时医疗机构在医治对象、伤情特点、医疗环境等诸多方面,都与平时医院不同。
一般的人防工程只有一个密闭区,而人民防空救护工程有第一密闭区和第二密闭区。第一密闭区是指人防医疗救护站中具有防爆波和防辐射功能,该区域允许轻微染毒。在第一密闭区内设有急救观察室、诊疗室等房间,第一密闭区主要的出入口是第一防毒通道。第二密闭区是人防医疗救护站中具有集体防护功能的区域,属于清洁区,该区域设有手术室、病房、X光放射室、药房、麻醉室等区域。
本设计的人防医疗救护工程的地点位于江苏省泰州市。本工程平时为商业酒店的地下一层汽车库,战时为人防医疗救护站,属于独立的防护单元。建筑面积1476平方米,其中空调面积为910平方米,属于三等人防医疗救护工程(即救护站),战时承担对伤员的紧急救治任务,而本医疗救护工程设计的掩蔽人数为医护人员和病员共150人。
空调设计参数及冷热负荷的确定:
1、室内设计参数
根据相关行业标注设计规范,确定如下房间参数。
人防工程室内空调设计参数表
2、室外设计参数
查国标规范,参考邻近城市扬州的相关气象参数,地表面温度:年平均温度:14.8℃;最冷月平均温度:-4.3℃;最热月平均温度:30.6℃;⑷夏季通风干球温度:30.5℃;⑸夏季空调干球温度:34℃;夏季空调湿球温度:28.3℃;⑹夏季室外年平均不保证200h的含湿量:21.1g/kg。
3、室内负荷的确定
经过计算分析,该工程夏季的冷负荷如下:
人防医疗救护站区夏季空调冷负荷表 kW
该工程夏季的湿负荷如下:
人防医疗救护站夏季空调湿负荷表 kg/h
经分析得,因为人防地下工程围护结构周围是土壤层,土壤的温度全年基本恒定,且本工程围护结构散热量并不大,因而冬季工程内各项负荷数据变化不大,因此本医疗救护工程冬季的室内负荷为冷负荷,即室内还有一定量的余热量。故本医疗救护工程工程冬季仍需要降温。
空调方案的确定
经分析,该人防医疗救护站的空调系统采用全空气集中式空调系统。空气处理过程采用一次回风系统。一次回风处理过程焓湿图如下:
某人防医疗救护站一次回风焓湿图
本人防工程中并未设置内水源,所以空调只能采用风冷系统。考虑到人防建筑的湿负荷较大,工程空调主机采用除湿型空调。
本工程在冷热源选择时比较了两种机组,风冷组合式除湿空调机,型号ZCKF75-140;风量23000m3/h,制冷量138kW,除湿量75kg/h,主机功率46.9KW,室外机功率1.1×4=4.4kW,室外机风量44000m3/h;双冷高效热泵型地下工程专用除湿空调机ZCKF60-110FZR,风量21000m3/h,制冷量108kW,除湿量61kg/h,主机功率35.7kW,室外机功率0.75X2kW,室外机风量24000m3/h。与风冷机组相比,双冷高效热泵型地下工程专用除湿空调机,采用风冷加水蒸发冷却,冷凝效果好,机组COP大大提高。夏季制冷工况时,该机组在冷凝器侧采用热湿交换器,通过空气和水直接接触蒸发的方式,在热湿交换器表面形成一层冷凝水膜,水分子的蒸发器吸收气化潜热,使空气温度降低,大大提高空气冷凝器的效果。通过对比两个机组的数据,笔者发现,相比于常规的风冷机组,在相同的室内负荷下,双冷高效热泵型地下工程专用除湿空调机需要的进、排风量大大减小,故本工程选择双冷高效热泵型地下工程专用除湿空调机ZCKF60-110FZR。考虑到余量,通风量取27000m3/h。
空调冷热源的防护方式
人防救护工程在战时可能会受到空袭,而内部的人员救治是一个长期的过程,需要空调系统长时间、稳定的工作。设置在地面或非防护单元内的空调机组很容易受到武器等破坏,导致整个人防医疗救护站的空调系统失效。综合上述可能发生的问题,根据行业规范,人防医疗救护站战时使用的空调系统,应设置有防护的冷热源。解决空调冷热源防护问题的主要方法有:①若工程内部有内水源,且水源水量能够满足空调系统冷却需要,空调可以采用水冷系统;②若工程内部没有内水源,空调系统宜采用风冷系统。③把风冷室外机组设置在进、排风都有防护设施的防护室内。
根据国标要求,空调机房设置独立的进、排风系统和通风口防护设施。
在通风量确定后,需要根据通风量确定防爆波活门的型号、排风机的型号。进风扩散室、排风扩散室与各自风井相连的墙壁上设有2个HK1000(5)防爆波活门,可以满足空调机房的正常工作。
进风侧在进风扩散室和机房间的墻体上设有2根直径为1000mm的圆形风管,进风扩散室内,风管弯头向下,防止冲击波直接进入机房内。排风侧在排风扩散室和机房间安装有一台斜流排风机,风量约为30000m3/h,负责将室内的热空气排除。风机选择吊装形式,与进风侧风管的距离超过3米,避免了进排风短路的问题。同样,在排风系统的扩散室内,排风管向下弯曲。
防护通风设计
参考行业规范,本医疗救护工程的战时通风标准取如下数值,清洁式通风:20m3/人时;滤毒式通风:7m3/人时;隔绝通风:CO2容许浓度,C≤2.0%;工程超压值≥50Pa,人员主要出入口最小防毒通道换气次数≥50次/h;隔绝防护时间:≥6小时。
考虑到医疗救护工程的特殊性,部分房间对换气次数有严格要求,根据实际计算,该工程的排风量取4514m3/h。由此计算出的清洁式通风进风量为5416m3/h;为保证最小防毒通道的换气次数符合标准,滤毒式通风进风量为1463m3/h。进风系统中,清洁通风式与滤毒通风式的分设风机。
防护排风系统中,第一密闭区和第二密闭区各设有一套排风系统。第一密闭区的总排风量为1500m3/h,第二密闭区的总排风量为4400m3/h。因为第一密闭区属于轻微染毒区,所以,只在第二密闭区的出入口处设有洗消间。本设计中,应满第三防毒通道内的换气次数超过50次。
清洁通风时,打开进排风竖井内防护密闭门和密闭门,启动进风机、第一密闭区排风机和第二密闭区排风机。
滤毒通风时,通过阀门控制,让进气流通过滤毒罐处理后再进入滤毒通风机,将空气输送至空调内。排风采用超压排风的形式,关闭第三防毒通道和第二防毒通道间的密闭门,调整相应的阀体,使排气气流通过洗消间再进入大二防毒通道,以保证第二密闭区和第一密闭区间的防毒通道处,第二密闭区的相对高压。
隔绝式通风时,关闭竖井内防护密闭门和密闭门,使工程与外部隔绝。开启送风机进行内部空气循环。
进风排风系统阀门和风机控制要求如下表:
阀门和风机控制表
附:表中编号说明:
1、2、3、4、5、6、7-手动密闭阀,8-插板阀,9-超压排气活门,10-混流风机,11-离心风机,12-混流式风机,13-油网滤尘器,14-过滤吸收器,15-压差测量管,16-压差测量管17-放射性监测取样管,18-增压管,19-尾气监测取样管,20-换气堵头,21-蝶阀。
在工程设计中,考虑到地下工程湿负荷大、及空间狭小等特点,选用双冷高效热泵型地下工程专用除湿空调机,减少了空调室外机的冷却风量,更适合地下工程的使用。
室外机的防护方式,需单独设计。单独为室外机设计进风系统和排风系统,以达到去除余热余湿的设计。
人防医疗救护工程的通风系统设计应按照规范执行,救护工程分为第一密闭区和第二密闭区,分为三种通风形式,在设计时,要坚固考虑这些。