某医院病房、手术室洁净空调系统设计毕业设计

郑州轻工业学院

本科毕业设计（论文）

题 目 沧州某医院病房、 手术室洁净空调系统设计 学生姓名 刘庆功 专业班级 建筑环境与设备工程11-01 学 号 541102040120 院 （系） 建筑环境工程学院 指导老师（职称） 张文慧（讲师） 完成时间 2015年6月8日

郑州轻工业学院建筑环境工程学院

本科毕业设计任务书

题目 沧州某医院病房、手术室洁净空调系统设计 专业 建筑环境与设备工程 学号541102040120姓名 刘庆功 一、原始资料及技术条件

1. 建筑地点： 沧州 2. 建筑功能： 病房、手术室

3. 洁净室温度： 夏季24-26℃，冬季20-22℃ 4. 洁净室相对湿度： 夏季50-70%，冬季30-50%

二、主要内容

1. 设计计算：空调热湿负荷计算、管道阻力校核。

2. 设备选型：空调器选择、过滤器选择、其他零部件选择。

3. 设计图样：空调及通风平面图、空调系统流程图、风系统图、机房布置图。

三、基本要求

1. 认真进行实习(调研)、完成实习(调研)报告。 2. 阅读文献写出文献综述。 3. 按统一格式完成开题报告。

4. 阅读英文文献，并译成中文(不少于5000汉字)。 5. 规范绘制图样，绘图不少于五张零号图。 6. 英中文对照摘要，中文不少于400 字。 7. 按统一格式编制设计说明书，不少于 30000字。 8. 有全部设计的纸介质文档和电子文档。

四、主要参考资料

1 洁净度等级的国家标准和国际标准ISO 14644 2 洁净厂房设计规范 GB50073-2001 3 制药工业洁净厂房设计规范 4 实验动物环境及设施 GB14925-2001

5 采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003

6 微生物和生物医学实验室生物安全通用准则 WS233－2002 7 张吉光主编．净化空调[M]．北京：国防工业出版社，2003

8 赵荣义等编．简明空调设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1998 9 陆耀庆著；实用供热空调设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2000 10 赵荣义，范存养，薛殿华等.空气调节[M] .第三版.北京，中国建筑工业出版社，1996.11：4-10

完 成 期 限：2 015.03～2015.06 指导教师签章： 专业负责人签章：

2015年 3 月 2 日

沧州某医院病房、手术室洁净空调系统设计

沧州某医院病房、手术室洁净空调系统设计

摘 要

本设计为河北省沧州市某医院病房、手术室洁净空调系统设计。该医院共两层，第二层为手术部，第三层为设备机房。第二层层高为4m，吊顶3m，二层总面积为2856 m2，总冷负荷为670kw。拟采用洁净中央空调净化系统，既能满足手术区的洁净要求,又能满足办公区的手术要求。首先计算各房间的冷、热负荷；接下来是空调方式的选择确定和部分设备的选择。根据有关规定Ｉ～Ⅲ级洁净手术室必须使用全空气系统，Ⅲ级洁净辅助用房及Ⅳ级洁净手术室可采用带高中效及其以上过滤效率过滤器的净化风机盘管加独立新风系统。办公区采用风机盘管加独立新风系统。本系统分为洁净区和非洁净区，然后对各个分区系统进行设计计算，其中包括风管、水管管径的确定、水力计算、水力平衡等，根据设计计算的结果选择各种所需的设备并且绘制风管、水管的平面图、系统图。最后对冷热源机房进行了详细设计。

关键词 洁净区 非洁净区 空调系统 水力计算

I

沧州某医院病房、手术室洁净空调系统设计

CANGZHOU A HOSPITAL WARD, OPERATING ROOM CLEAN AIR CONDITIONING SYSTEM DESIGN

ABSTRACT

The design for the Cangzhou City, Hebei Province in a hospital ward, operating room clean air conditioning system design. The hospital a total of two, the second layer is a surgery unit, the third layer is the equipment room. The second-level height 4m, ceiling 3m, total floor area of 2856 m2, the total cooling load is 670kw. It intends to adopt clean central air purification system, both to meet the requirements of the surgical area clean, but also to meet the requirements of the office area of the operation. First calculate the cold of the room, the heat load; Next is to choose the method of choice to determine the air-conditioning and some equipment. According to relevant regulations I ~ Ⅲ operating room clean air system must use full, Ⅲ Ⅳ clean auxiliary buildings and clean operating room with a high school can be more efficient filtration efficiency filters and their cleaning fan coil plus an independent air system. Office area using fan coil independent air system. The system is divided into clean and non-clean area, then design calculations for each partition systems, including duct, pipe diameter is determined, hydraulic calculation, hydraulic balance, select all the necessary design calculations based on the results of the device and draw duct, pipe plan, the system of FIG Finally, the heat source room is designed in detail.

KEY WORDS clean area non-clean area air conditioning system hydraulic calculation

II

沧州某医院病房、手术室洁净空调系统设计

目 录

中文摘要 ..................................................................................................... I 英文摘要 .................................................................................................... II 1 负荷计算............................................................................................... 1

1.1 工程概况 .................................................................................... 1 1.2 土建资料 .................................................................................... 1 1.3 气象参数 .................................................................................... 1

1.3.1 夏季参数............................................................................................ 1

1.3.2 冬季参数............................................................................................ 2 1.3.2 室内参数............................................................................................ 2

1.4 冷负荷计算 ................................................................................ 3

1.4.1 人体治疗............................................................................................ 3 1.4.2 照明资料............................................................................................ 4

1.4.3 设备资料 ................................................................................ 4

1.4.4 新风资料............................................................................................ 4 1.4.5 夏季冷负荷计算公式........................................................................ 5 1.4.6 湿负荷计算公式.............................................................................. 10 1.4.7 冬季热负荷计算公式...................................................................... 12

2 空调系统的确定 ................................................................................ 13

2.1 空调系统的划分原则 .............................................................. 14 2.2 风机盘管的选择 ...................................................................... 15 2.3 空调管路管材选择 .................................................................. 15 3 空气处理设备选型 ............................................................................ 15

3.1 焓湿图的计算与应用 .............................................................. 15 3.2 组合式空气处理机组 ............................................................... 21 3.3 新风处理机组 .......................................................................... 22

沧州某医院病房、手术室洁净空调系统设计

3.4 风机盘管机组 .......................................................................... 22 3.5 排风机 ...................................................................................... 24 3.6 空气过滤器 .............................................................................. 24

3.6.1 空气过滤器的选用.......................................................................... 25 3.6.2 空气过滤器的布置.......................................................................... 25

4 水力计算............................................................................................. 25

4.1 水系统的水利计算 .................................................................. 25

4.1.1 一号立管冷冻水系统最不利环路水力计算.................................. 27 4.1.2 热泵机房冷冻水系统最不利环路水力计算.................................. 30 4.1.3 冷凝水系统...................................................................................... 30

4.2 空调系统风系统设计 .............................................................. 31

4.2.1 气流组织的设计.............................................................................. 31

4.3 空调系统风管水力计算 .......................................................... 32

4.3.1 计算方法.......................................................................................... 32 4.3.2 计算举例.......................................................................................... 33

5 冷热源方案选择 ................................................................................ 33 6 空调机房设计 .................................................................................... 34

6.1 主机的选型 .............................................................................. 34 6.2 循环水泵的选型 ...................................................................... 34 6.3 补水箱的选择与计算 .............................................................. 35 7 机房布置............................................................................................. 35

7.1 辅助设备的计算与选择 .......................................................... 36

7.1.1 空调系统的主要附件...................................................................... 36 7.1.2 管道及设备的保温.......................................................................... 36

8 消声、减震及保温设计 .................................................................... 37

8.1 消声设计 .................................................................................. 37 8.2 减震设计 .................................................................................. 37

沧州某医院病房、手术室洁净空调系统设计

8.2.1 热泵、水泵及风机等设备的减震.................................................. 37 8.2.2 水管、风管的减震.......................................................................... 37 8.3 保温设计.............................................................................................. 38

致 谢 ................................................................................................... 38 参考文献 ................................................................................................... 39

1 负荷计算

1.1 工程概况

此工程为沧州市人民医院手术部净化空调系统设计，位于河北省沧州市。二楼为手术部，三楼为设备层。二楼手术部分为洁净区和非洁净区，洁净区由洁净辅助用房和洁净手术室组成，非洁净区主要是办公和更衣的区域。二楼手术部的面积为2856m2，洁净区的面积为1923m2，共有一间洁净等级为100级的手术室

[1]

，四间洁净等级为10000级的手术室，九间洁净等级为300000级的手术室和

部分洁净等级为100000级的辅助用房和一些洁净走廊。非洁净区的面积为933m2。

1.2 土建资料

表1-1 维护结构参数表[2]

维护结构（名称） 外墙：普通砼多孔砖（膨胀聚苯板） 内墙：普通砼空心砌块 手术室内衬 200mm 复合板 手术室内衬 400mm 复合板 手术室内衬 500mm 复合板 平开门：木（塑料）框单层实体门 推拉门：木（塑料）框单层玻璃门 窗户：钢普通单框双玻璃 6~12mm 传热系数（w/m2·℃）(夏/冬) 0.94 2.08 1.42 0.99 0.84 3.5 4.5 4 1.3 气象参数

1.3.1 夏季参数

表1-2 夏季数据

大气压室外计算干室外计算湿球温度（℃ 26.8 最热月室外计算相对湿度(%) 76 计算日较差（℃） 8.4 平均风速（m/s） 2.1 （Pa） 球温度（℃） 100260 34,8 1.3.2 冬季参数

表1-3 冬季数据

大气压（Pa） 102470 空调计算温度（℃） -11 冬季室外计算相对湿度通风计算温度（℃） 平均风速（m/s） (%) 55 -4 3.4 1.3.2 室内参数

表1-4 房间室内设计参数 夏季 房间名称 温度（℃） Ⅰ级手术室 Ⅲ级手术室 普通手术室 清洁走廊 病理切片 石膏间 无菌品库 体外循环 缓冲前室 洁净走廊 缓冲室

冬季 湿度(%) 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 温度（℃） 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 湿度(%) 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 换气次数 （次/h） 6 4 4 3 3 3 3 6 6 3 3 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24

苏醒 换车 消毒室 医护办公室 中控室 护士长办公室 主任办公室 男值班室 女值班室 二次换鞋 办公室 男更衣室 男浴室 女更衣室 女浴室 一次换鞋 医办室 医生值班室 护士长室 抢救 病房 污物分类、清洗 打包间 24 24 24 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 22 22 22 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1.4 冷负荷计算

1.4.1 人体治疗

特大手术室不超过12人，大手术室不超过10人，中手术室不超过8人，小手术室不超过6人[3]，洁净辅助用房的人均面积指标为6m2/人，办公室的人均面

积指标为10m2/人，走廊的人均面积指标为50m2/人[4]，群集系数0.92。

1.4.2 照明资料

洁净辅助用房和洁净手术室的照明功率密度为20W/m2，普通办公室的照明功率密度为11W/m2，走廊的照明功率密度为5W/m2。病房以及抢救室的照明功率密度为11W/m2。

1.4.3 设备资料

所有电热设备的功率密度均为70W/m2。

1.4.4 新风资料

表1-5 房间室内设计参数[5]

新风量 房间名称 按规范确定 （m3/h） Ⅰ级手术室 Ⅲ级手术室 普通手术室 清洁走廊 病理切片 石膏间 无菌品库 体外循环 缓冲前室 洁净走廊 缓冲室 苏醒 换车

按换气次数确定 （m3/h） 1224 457 393 846 54 54 198 198 204 855 207 310 310 按人数确定 （m3/h） 660 420 540 — — — — — — — — — — 核算值 （m3/h） 1000 800 600 846 54 54 198 198 204 855 207 310 310 1000 800 600 — — — — — — — — — —

消毒室 医护办公室 中控室 护士长办公室 主任办公室 男值班室 女值班室 二次换鞋 办公室 男更衣室 男浴室 女更衣室 女浴室 一次换鞋 医办室 医生值班室 护士长室 抢救 病房 污物分类、清洗 打包间 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 81 90 30 30 48 45 45 30 150 120 30 60 150 30 40 150 30 60 30 100 30 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 81 90 30 30 48 45 45 30 150 120 30 60 150 30 40 150 30 60 30 100 30 1.4.5 夏季冷负荷计算公式[6]

1.4.5.1 外墙负荷

(1-1)

式中——外墙负荷

——传热系数，W/( m2·℃) ——外墙和屋顶的面积，m2

——墙体冷负荷计算温度的逐时值，℃ ——围护结构的地点修正系数，℃

——外表面放热系数修正值

——围护结构外表面日射吸收系数的修正值

——室内设计温度，℃ 1.4.5.2 外窗负荷

式中

——传热部分

——外窗传热系数，W/( m2·℃) ——外窗窗口面积，m2

——外窗的逐时冷负荷计算温度，℃ ——外窗逐时冷负荷计算温度的地点修正值 ——不同类型窗框的外窗传热系数的修正值——有内遮阳设施外窗的传热系数修正值 ——室内设计温度，℃

式中

——太阳辐射得热部分 ——窗玻璃遮挡系数

——窗内遮阳设施的遮阳系数

(1-2)(1-3)

——窗的有效面积系数

——窗上受太阳直接照射的面积，m2

——透过标准窗玻璃的太阳总辐射照度，W/m2 ——透过标准窗玻璃的太阳散热辐射照度，W/m2

——冷负荷系数 ——外窗面积，m2

1.4.5.3 人体负荷

式中

——人体散热引起的冷负荷，W

——显热冷负荷，W

——人体显热散热冷负荷系数 ——潜热冷负荷，W

——不同室温和劳动性质时成年男子的显热量，W

——空调房间内的人数，人

——群集系数

——每个人散发的潜热量，W

1.4.5.4 照明负荷

(1-4)(1-5)(1-6)(1-7)(1-8)(1-9)

式中——照明负荷，W ——白炽灯的功率，W

——荧光灯的功率，W

——镇流器的功率，一般取荧光灯功率的20%，W

——灯具的同时使用系数，即逐时使用功率与安装功率的比例 ——考虑玻璃反射，顶棚内通风情况的系数 ——照明散热形成的冷负荷系数

1.4.5.5 设备负荷 电热设备

工艺设备和电动机都在室内

仅工艺设备在室内

仅电动机在室内

式中——设备负荷，W

——电热设备的安装功率，W

(1-10)(1-11)(1-12)(1-13)

——同时使用系数 ——同时使用系数 ——负荷系数

——通风保温系数

——电动机效率

——电动设备和用具散热的冷负荷系数

1.4.5.6 新风负荷 湿负荷

显热负荷

全热负荷

式中

——夏季室外空调计算干球温度下密度：一般取：1.13kg/m3

——空气量 m3/h

——室外空气含湿量，g/kg干空气 ——室内空气含湿量，g/kg干空气

(1-14)(1-15)(1-16)

——室外空气调节计算干球温度，℃

——室内计算温度，℃

——室外空气焓值，kJ/kg干空气 ——室内空气焓值，kJ/kg干空气

1.4.6 湿负荷计算公式

1.4.6.1 人体湿负荷

(1-17)

式中

——人体的散湿量，g/h ——空调房间内的人数，人 ——群集系数

——每个人的散湿量，g/h

经计算可得所有房间的冷负荷和湿负荷和湿负荷

表1-6 沧州市人民手术部净化工程冷负荷计算书略表

房间楼号 楼房间 层 面积 总冷负荷 总湿负荷 总冷指标 总湿指标 大负荷 m2 [Ⅰ级手术室] 58.32 [Ⅲ级手术室] 38.16 1号楼 2层 [普通手术室32.8 OP6~OP11] [普通手术室47.5 OP12] 4734.4 1.38 99.7 0.03 4734.41 2756 0.92 84 0.03 2755.98 W 4916.5 2751.6 kg/h 1.69 1.08 W/m2 84.3 72.1 kg/hm2 0.03 0.03 W 4939.19

2751.56

工程负荷最大值时刻(14点)的各项负荷值 房间最

[普通手术室47.5 OP13~14] [无菌品库] [病理切片] [石膏间] [清洁走廊] [消毒室] [体外循环] [缓冲前室] [洁净走廊] [缓冲室] [无菌品库] [苏醒] [换车] [无菌品库] [护士长办公13 室] [中控室] [医护办公室] [主任办公室] [男值班室] [女值班室] [二次换鞋] [男更衣] [男浴室] 8.6 28.3 16 15 16.7 10.6 47 12.8 473.7 1152.3 1156.7 909.3 769.6 515.6 1529.5 367.4 0.17 0.3 0.1 0.1 0.1 0.1 0.5 0.2 55.1 40.7 72.3 60.6 46.1 48.6 32.5 28.7 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 487.3 1172.23 1601.8 1369.38 1036.63 522.88 1556.56 377.52 553.1 0.1 42.5 0.01 561.64 22 6 6 94 9 11 12 95 23 18 34.5 34.5 22 536.4 351.1 246.1 4198.4 953.9 1331.6 669 1716.7 1540.9 761.4 1259.7 1674 1585.7 0.18 0.15 0.15 0.31 0.09 0.18 0.18 0.35 0.18 0.18 0.27 0.47 0.18 24.4 58.5 41 44.7 106 121.1 55.7 18.1 67 42.3 36.5 48.5 72.1 0.01 0.03 0.03 0 0.01 0.02 0.01 0 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 536.41 351.09 246.09 4306.93 953.9 1762.89 668.98 1716.67 1540.94 761.41 1259.73 1674.03 1585.72 4170 1.38 87.8 0.03 4169.98

[女更衣] [女浴室] [一次换鞋] [医办室] [医生值班] [主任办公室] [护士长室] [抢救] [病房]*3 [病房] [打包间] [污物分类，清39 12.4 24 49.5 11.2 20 12.5 49.5 19 19 11.4 32.7 1507.1 363.3 593.3 1885.8 423.6 689.2 755 2273.1 992.5 1146.3 1049.3 2925.2 86373.7 86373.7 0.4 0.2 0.2 0.5 0.1 0.1 0.1 0.85 0.13 0.13 0.41 0.81 24.36 24.36 38.6 29.3 24.7 38.1 37.8 34.5 60.4 45.9 52.2 60.3 92 89.5 34.1 34.1 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01 0.04 0.02 0.01 0.01 1534.4 373.14 609.29 1974.39 430.85 774.08 842.91 2384.02 1093.68 1249.3 1062 2925.2 86373.7 86373.7 洗] 1号楼小计 工程合计 2536 2536 1.4.7 冬季热负荷计算公式

1.4.7.1 通过围护结构的基本耗热量计算公式

(1-18)

式中

——基本耗热量,W ——传热系数, W/( m2·℃) ——计算传热面积,m2 ——冬季室内设计温度,℃

——采暖室外计算温度,℃

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ngmo.html