医院建筑医疗街的暖通设计难点分析

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摘要：随着医疗技术的不断发展，人们对医院建筑的设计要求越来越高，患者的心里治疗作用，日渐凸显。门诊是医院人员密集、拥挤、交叉感染、情绪烦躁的高发区，作为门诊前厅延伸空间的医疗街，可以为患者创造一个宽敞、明亮、温馨、愉快、亲切、方便、简洁的就医空间，为近来大型、超大型现代医院所广泛采用。作为医院建筑的第一印象，医疗街设计水平的高低对医院整体设计成败具有重大影响因此，其暖通设计方案的选择就至关重要。本文将以西安市第三人民医院医疗街的设计为例，对其设计难点、重点进行详细归纳及分析：

关键词：医院暖通设计医疗街

中图分类号：S611文献标识码： A

近些年来，在新建的大型综合医院中，医疗街以其方便、快捷、温馨、顺畅的优势被频频采用，西安市第三人民医院（位于西安市城北区，总建筑面积约12万平米，地上13层，地下1层，总床位数1000床，现代三甲级综合医院）也不例外，其医疗街更是长达120米，宽33米，高25米，并与一半径达60米的扇形门诊大厅相连，如此宏伟、高大、教堂式的医疗街非常少见。在向西安市委作方案汇报时，中国西北建筑设计院张锦秋大师就提出：本医疗街属于高大空间，顶棚又采用全玻璃屋顶，要能看见蓝天白云，它不同于体育馆、候机厅等普通民用建筑的高大空间，其人员的活动范围仅在两米以下，可以采取分层空调的方式，本医疗街上空与二至四层相连接，医疗街两侧的回廊仍然要确保空调效果，暖通设计难度极大。

这里必须首先解决两个突出问题：冬季热压作用产生的烟囱效应，夏季太阳辐射热产生的温室效应。

该医疗街高度25米，而且为拱形玻璃穹顶，西安地区冬季空调室外计算温度：-12.3℃，室内设计温度要求21-23℃，热压梯度很大，若单独采用中央空调送热风，烟囱效应将非常明显：热气迅速上浮，从室外大量吸入穿堂风，处理不好，底部医疗街将寒风凛冽，无法使用。为确保医疗街的使用效果，我们采取了建筑隔断和地板辐射采暖的办法：对各层与医疗街相连的科室候诊厅，均采用玻璃隔断：对于各层，由于层高有限，可几乎不受热压的影响，按常规设计风机盘管加新风的中央空调系统；对与医疗街及周边回廊构成的独立共享大厅----长120米，宽33米，高25米的大厅，各层回廊下设置中央空调送热风，解决回廊下人员的采暖问题，但由于与共享大厅相连接，随着空气的循环、外溢，由于热压作用，三、四层空间会逐步过热，一层医院疗会过冷，而一层恰恰是医院人员流动最密集的区域。为了克服热压的影响，我们在首层医疗街采取地板辐射采暖方式，地面遍敷地暖管道，热媒为65/55℃热水。这样作可以解决三个问题：1.由于低温地板辐射采暖是利用辐射进行加热，因此空气温度并无明显升高，不受热压影响，特别适合于本项目中的高达空间。2.本医疗街净宽33米，中心区空调送风难以达到，若采取体育馆或机场常用的喷口送风，其吹风感对体弱的病人非常不利。而地暖管遍敷医疗街时，不用送热风，没有吹风感，解决了这一难题。3.西安属于寒冷地区，患者身体本来就弱，其感受温度与常人不同，即使温度达到正常值，患者在医疗街排队、挂号、等候期间仍然可能感到寒冷，但若一味用空调升高室温，烟囱效应更加明显，热空气快速上浮，能耗非常大，而地板辐射采暖是向人体辐射热量，可消除‘寒从脚下起’的冷感，在不增加过多能耗的前提下，提高患者整体舒适度。

冬季热压的难题我们利用地板辐射采暖予以克服，采暖季节，大面积的玻璃屋顶可以让阳光照射进来，对地板辐射采暖构成有利补充，暖融融，患者可以沐浴在阳光中，营造出一个温馨的候诊空间。可到了夏季，这一点完全反过来了，整个大厅会变成一个阳光下的玻璃房子，我们知道，玻璃对阳光是透明体，可完全穿透，但太阳辐射热穿过玻璃后反射不出去，这就是温室效应，处理不好，医疗街夏天将变成烘炉，如何冬夏季兼顾呢？我们考察了国内数个大型候机楼，多数都是天窗玻璃局部透光（如：北京T3航站楼），有些采取室内拉布条挡光（如：天津机场候机楼），但对于医院建筑，开天窗局部透光的方式，会有‘一线天’的感觉，对病人会构成心里压力，远不如全面玻璃顶棚；内部拉布条或装饰品挡光的方式，在医院要求清洁、健康的设计要求下，也不合适。基于上述各种考虑，我们设计了水幕外遮阳的方式，即在夏季屋面辐射较强时，开启屋顶喷水系统，在玻璃顶外形成水幕，阻挡、反射阳光，减少辐射热进入室内，其他季节无水幕，阳光投射进医疗街。

解决了太阳辐射难题，医疗街的制冷状况会明显好转，但还不够，其中心区仍然存在为避免吹风感，周边不能用喷口，中心区制冷效果不如周边区的问题。为此，我们考虑，既然地板辐射采暖可以解决中心区供热的问题，是否可以解决中心区供冷问题呢？众所周知，地板辐射制冷涉及到的问题远比地板辐射采暖复杂得多，而且技术远不成熟，主要是以下几个方面：1.地板结露问题：地板辐射采暖在国内已经非常普遍，遍布南北方，而地板辐射制冷由于可能会产生地面结露现象，在国内目前还是没有大面积推广，采用地板辐射采暖与地板辐射制冷合为一个系统的工程就更少。对于此问题，在其他项目中尝试过，结露的部位主要出现在大门出入口，即室外湿负荷侵入较多的部位，中心区反而较少，因此我们利用地板采暖管道的不同分区，采取分区控制，仅对中心区采用地板辐射制冷。同时通过控制冷冻水的流量，进而控制地表面温度，使其高于室内露点温度，从而避免结露现象的产生，使地板辐射制冷成为医疗街制冷的一个有力补充手段。2.材料选择问题： 对于有地板辐射制热、制冷双态的系统，为了防止影响系统使用寿命，不能选择仅用于辐射制热的常规管材，必须是可以在地板采暖与制冷系统中使用的加热供冷管材。可以选择PE-Xb管材、PE-Xa管材、PE-RTⅠ型管材、PE-RTⅡ型管材和PB管材，这几个品种的合格管材都是可以使用的，但性能指标有所差异，相关的主要性能指标见下表：

表一 几种加热供冷管材的主要性能对照

由表1可以看出几种管材的承压强度的差异与导热系数的高低差别，还有管材壁厚轴向均匀度的差别，根据产品的价格与性能综合考虑，我们选择PE-Xb型管材。克服了地面结露问题和管材老化问题，地板辐射制冷的方案就使医疗街夏季温室效应问题就迎刃而解。

结语：

综上所述，医疗街的暖通设计有着其重要性、特殊性和复杂性，通过上述措施的使用，为确保医疗街的设计参数，达到医院建筑的整体使用效果奠定了坚实的基础。

作者简介：赵波（1970-），男，陕西西安市人，暖通高级工程师，国家注册设备工程师，国家注册监理工程师，佛山市土木工程学会暖通空调学会主任委员，现任广东启源建筑工程设计院有限公司总设备师