醫院手術室焓濕圖知識總結
案例：百級凈化手術室，以鄭州為例，面積45平方，凈高3米，醫護人員12人。
夏季：tg=35.6℃，ts=27.4℃。
冬季：tg=-7℃，φ=60%。
夏季室內設計參數：溫度24℃，相對濕度50%。
冬季室內設計參數：溫度24℃，相對濕度50%。
L送=11000m3/h，L新=1200 m3/h，L回=9800 m3/h。
1 送風量計算
依據《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2002手術臺工作面高度截面平均風速為0.25—0.3m/s，送風口面積不低于6.24m2（2.4*2.6），風神的層流天花尺寸為2.5*2.7；考慮到風速的衰減，根據經驗，出風口平面風速宜為0.45—0.5m/s，能夠滿足要求。
1.1 總送風量的確定
L=0.45*2.5*2.7*3600=10935m3/h，取11000m3/h;
1.2 新風量的確定
新風量的確定主要依據以下幾條，并且選其中最大值。
1.2.1 按照《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2002規定換氣次數計算的新風量；
L1=6次/h*45m2*3m=810m3/h
1.2.2 補償室內的排風并能保持室內正壓值的新風量；
《醫院潔凈手術部建筑技術規范》規定每間手術室排風量不能低于L2=200m3/h,保持正壓從縫隙滲透的風量按下式計算：
L3=a.∑(q.L)
式中：L3—滲透風量（m3/h）；
a----安全系數，可取1.1—1.2；
q----當為某一壓差值時單位長度縫隙的滲透風量(m3/h.m);對于壓差為9.8Pa時，密閉門q=6；
L----縫隙長度（m）
本手術室兩個門：一個為1.4m*2.1m的電動氣密閉門，L1=7m；一個為0.9m*2.1m的手動平開氣密閉門，L2=6m。
L3=1.2*(q.L1+q.L2)=1.2*(6*7+6*6)=93.6m3/h;
補償室內的排風并能保持室內正壓值的新風量：
L2+L3=293.6m3/h
1.2.3 人員呼吸所需新風量
依據《醫院潔凈手術部建筑技術規范》表4.0.1，每人最小新風量為60m3/h.人。該手術室人員呼吸所需新風量為：
12人*60m3/h.人=720m3/h
當最大值低于《醫院潔凈手術部建筑技術規范》表7.1.6中要求時，應取表7.1.6中相應數值，故該手術室新風量最小值為：
L新=1000m3/h，風神一般取1200m3/h;
2、熱濕負荷計算
2.1人員散熱量、散濕量：
Q1=n.φ.q W1=n.φ.w
式中：Q1---人體散熱量（W）；
W1---人體散濕量（g/h）；
n---手術室內的人員總數（人）；
φ---群集系數，取0.92；
q ---每名成年男子的散熱量（W）；平均顯熱70W，平均潛熱80W，平均全熱150W（男女各6人的平均）。
w---每名成年男子的散濕量（g/h），平均散濕量120g/h；
算得：Q1=12*0.92*150=1656W;
W1=12*0.92*120=1325g/h；
2.2照明散熱量：
Q2=n3*n6*n7*N
式中：Q2---照明散熱量（W）；
n3---同時使用系數，取1；
n6---整流器消耗功率的系數，當整流器在吊頂時取1；
n7---安裝系數，安裝燈罩上無孔時取0.8；
N---照明設備的安裝功率（W）；
本例中照明燈具采用熒光燈，按照《建筑照明設計規范》GB50034-2004中規定照度為750lx，相當于每平米25W。
N=45*25=1125W;
Q2=1*1*0.8*1125=900W；
2.3設備散熱量表（Q3）
主要醫用電子設備散熱量表
|
手術室設備 |
功率（W） |
計算取值 |
手術室設備 |
功率（W） |
計算取值 |
|
手術無影燈 |
250—1000 |
600 |
麻醉機 |
30左右 |
30 |
|
電凝器 |
20 |
20 |
監護儀 |
50—80 |
60 |
|
觀片燈 |
<50/片*6 |
300 |
心電圖機 |
<50 |
50 |
|
監視器 |
20左右 |
20 |
腦電圖機 |
100—600 |
400 |
|
呼吸機 |
<50 |
50 |
肺功能測定儀 |
80 |
80 |
|
電刀 |
200—350 |
300 |
體外循環機 |
2800 |
1200 |
|
保溫柜 |
300 |
15 |
保冷柜 |
250 |
15 |
總計：Q3=3140W；
2.4手術過程產濕量
手術室內濕表面的大小因手術種類而異，通常可取0.7m2的濕表面，濕表面溫度為40℃，φ=50%，W2=F.g。
式中：W2—敞開水面的蒸發散濕量(g/h)；
F—蒸發面積（m2）；
g—敞開水表面單位蒸發量[1.460kg/(m2.h)]；
W2=0.7*1.4600=1.022kg/h=1022g/h；
此項散濕形成的冷負荷為：
Q4=0.28.r.W2;
式中：Q4—散濕形成的冷負荷（W）；
r—汽化潛熱（2449kj/kg）；
Q4=0.28*2449*1.022=701W；
2.5其他負荷：
由于該手術室處于空調內區，無外墻外窗，因此近似地認為無維護結構的傳熱負荷，且冬夏熱濕比ε相同。
Ⅰ級手術室設計工程實例熱、濕負荷匯總表
|
人員 |
照明 |
設備 |
散濕形成的潛冷負荷 |
濕表面散濕量 |
總冷負荷 |
濕負荷 |
熱濕比 |
||
|
人數 |
全熱 |
散濕量 |
|||||||
|
（人） |
Q1 (W) |
W1 (g/h) |
Q2 (W) |
Q3 (W) |
Q4 (W) |
W2 (g/h) |
Q (W) |
W (g/s) |
ε |
|
12 |
1656 |
1325 |
900 |
3140 |
701 |
1022 |
6397 |
0.65 |
9842 |
3、空氣處理過程
3.1方案一：獨立新風一次回風系統
3.1.1空氣處理過程：（夏季工況）
1）求O點
根據已知點tn=24℃,φn=50%，查得：in=48.5kj/kg,dn=9.5g/kg；
根據已知點tw=35.6℃,ts=27.4℃,查得iw=88.2kj/kg,dw=20.4g/kg;
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
又因o點在過n點的熱濕比線上，最終可確定o點，
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg,查得φo=52.8%ㄑ75,滿足《醫院潔凈手術部建筑技術規范》7.3.1的要求。
2）求C點
根據焓濕圖上混風過程，N點風量為9800，W點風量為1200
查得tc=25.3℃,ic=52.8 kj/kg,dc=10.7g/kg
考慮風機溫升1.4℃，確定C1點：
tc1=25.3+1.4=26.7℃,dc1=dc=10.7g/kg
查得ic1=54.2 kj/kg
3)求L點
過O點作等含濕量線與φ=95%線相交確定L點，由dl=do=9.4g/kg,φl=95%,
查得il=37.4 kj/kg
4）求夏季空調機組表冷器冷負荷
Q表冷=L.ρ.（ic1-il）=11000*1.2(54.2-37.4)/3600=61.6KW
5)求夏季再熱加熱量：
Q再熱=L.ρ.(io-il)=11000*1.2(46.8-37.4)/3600=34.5KW
輔助電加熱一般分為三段：比例為1:2:4，給電氣專業說明一下
3.1.2空氣處理過程：（冬季工況一：室外新風直接與回風混合）
1）求O點
根據已知點tn=24℃,φn=50%，查得：in=48.5kj/kg,dn=9.5g/kg；
根據已知點tw1=-7℃,φw1=60% ,查得iw1=-3.9kj/kg,dw1=1.3g/kg;
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
又因o點在過n點的熱濕比線上，最終可確定o點，
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2)求C點
查得tc=20.7℃,dc=8.6 g/kg,ic=42.8kj/kg
風機溫升1.4℃，tc1=20.7+1.4=22.1℃,dc1=dc=8.6g/h
查得ic1=44.2 kj/kg
3)求C2點
tc2=to=22.8℃，dc2=dc1=8.6g/h
查得ic2=44.9 kj/kg
4）求冬季空調機組加熱器加熱量：
Q加熱=L.ρ(ic2-ic1)=11000*1.2(44.9-44.2)/3600=2.6KW
5）求冬季加濕量
W=L.ρ(do-dc2)/1000=11000*1.2(9.4-8.6)/1000=10.6kg/h
6）空調機組的選型
風量：11000m3/h
夏季冷量：62KW
夏季再熱量:35KW
冬季加熱量：2.6KW
冬季加濕量：10.6kg/h
空調機機外余壓：送風高效過濾器終阻力取500Pa，管路及附件阻力取200Pa,機外余壓為700Pa
3.1.3空氣處理過程：（冬季工況二：室外新風先預熱到5℃）
1）求0點
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
又因o點在過n點的熱濕比線上，最終可確定o點，
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2）確定W2點
由tw1=-7℃,φw1=60% ,查得iw1=-3.9kj/kg,dw1=1.3g/kg;
而tw2=-7+12=5℃, dw2=dw1=1.3g/kg;
查得iw2=8.3g/kg
3)確定混合點C
由W2點和N點混合，得出C點
查得tc=22℃,dc=8.6g/kg;
4)考慮風機溫升1.4℃，升為C1
tc1=22+1.4=23.4℃,dc1=dc=8.6g/kg;
由于C1點要降為C2點，C2點溫度與O點溫度持平：
tc2=to=22.8℃, dc2=dc1=8.6g/kg;
5）求冬季新風預熱量：
Q新熱=L新.ρ(iw2-iw1)=1200*1.2(8.3-(-3.9))/3600=4.8KW
6）求冬季空調機組表冷器冷負荷：
Q表冷=L.ρ.（ic1-ic2）=11000*1.2(45.5-44.9)/3600=2.2KW
7）求冬季加濕量：
W=L.ρ(do-dc2)/1000=11000*1.2(9.4-8.6)/1000=10.6kg/h
8）空調機組的選型：
風量：11000m3/h 夏季冷量：62KW 夏季再熱量:35KW
冬季新風預熱量：4.8KW 冬季冷量：2.2KW 冬季加濕量：10.6kg/h
3.2方案二：集中新風一次回風系統
3.2.1集中式新風機組
新風量為10000m3/h為例，專供手術室新風用。夏季工況，把室外新風處理到過N點的等焓線與φ=95%的交點上K。
由ik=in=48.5kj/kg,φk=95%
夏季新風處理冷負荷為：
Q新冷=L.ρ.（iw-ik）/3600=10000*1.2*(88.2-48.5)/3600=132KW
冬季工況，新風機組把室外新風預熱到5℃（W2）
冬季新風處理熱負荷為：
Q新熱= L.ρ.（iw2-iw1）/3600=10000*1.2*(8.3-(-3.9))/3600=40KW
3.2.2空調循環機組夏季工況
空氣處理過程：
1）求O點
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2）求C點
由N點與K點混合，得出C點。
查得tc=23.3℃,dc=9.8g/kg;
考慮風機溫升1.4℃，確定C1點：
查得ic1=49.9kj/kg
3）求L點：過O點作等含濕量線與φ=95%線相交確定L點：
查得il=37.4 kj/kg
4）求夏季空調機組表冷器冷負荷
Q表冷=L.ρ.（ic1-il）=11000*1.2(49.9-37.4)/3600=45.8KW
5)求夏季再熱加熱量：
Q再熱=L.ρ.(io-il)=11000*1.2(46.8-37.4)/3600=34.5KW
輔助電加熱一般分為三段：比例為1:2:4，給電氣專業說明一下
3.2.3空調循環機組冬季工況
空氣處理過程
1）求0點
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
又因o點在過n點的熱濕比線上，最終可確定o點，
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2）確定W2點
由tw1=-7℃,φw1=60% ,查得iw1=-3.9kj/kg,dw1=1.3g/kg;
而tw2=-7+12=5℃, dw2=dw1=1.3g/kg;
查得iw2=8.3g/kg
3)確定混合點C
由W2點和N點混合，得出C點
查得tc=22℃,dc=8.6g/kg;
4)考慮風機溫升1.4℃，升為C1
tc1=22+1.4=23.4℃,dc1=dc=8.6g/kg;
由于C1點要降為C2點，C2點溫度與O點溫度持平：
tc2=to=22.8℃, dc2=dc1=8.6g/kg;
5）求冬季空調機組表冷器冷負荷：
Q表冷=L.ρ.（ic1-ic2）=11000*1.2(45.5-44.9)/3600=2.2KW
6）求冬季加濕量：
W=L.ρ(do-dc2)/1000=11000*1.2(9.4-8.6)/1000=10.6kg/h
8）空調機組的選型：
風量：11000m3/h 夏季冷量：46KW 夏季再熱量:35KW
冬季冷量：2.2KW 冬季加濕量：10.6kg/h
3.3方案三：集中新風二次回風系統
3.3.1集中式新風機組
同上集中新風一次回風系統。
3.3.2空調循環機組夏季工況
空氣處理過程：
1）求O點
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2）考慮風機溫升1.4℃,tc2=22.8-1.4=21.4℃,dc2=do=9.4 g/kg
查得ic2=45.5kj/kg
3)求L點：
N點與C2點連線并延長至與φ=95%交點為L點
查得il=35.3kj/kg
4）求通過表冷器的風量L表：
L表=(in-ic2)/(in-il).L=(48.5-45.5)/(48.5-35.3)*11000=2500m3/h
5)求一次回風量L1
L1=L表-L新=2500-1200=1300m3/h
6)求二次回風量L2
L2=L-L表=11000-2500=8500m3/h
7)求C1點
根據NC1/NK=L新/L表=1200/2500=48%
在焓濕圖上確定C1點，ic1=48.5kj/kg,tc1=20.9℃
8)求夏季空調機組表冷器冷負荷
Q表冷=L表.ρ(ic1-il)=2500*1.2(48.5-35.3)/3600=11KW
3.3.3空調循環機組冬季工況
空氣處理過程：
1）求O點
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
考慮風機溫升1.4℃,確定C3點，tc3=22.8-1.4=21.4℃,dc3=do=9.4g/kg
查得ic3=45.5kj/kg
2）冬季一次回風量、二次回風量與夏季相同：
L1=2500-1200=1300m3/h,L2=L-L表=11000-2500=8500m3/h
3）確定C1點：按與夏季相同的一次回風混合比確定C1點
ic1=(L1.in+L新.iw2)/(L1+L新)=（1300*48.5+1200*8.3）/(1300+1200)=
29.2kj/kg,查得tc1=15.3℃
4）求C4點
ic4=(L.ic3-L2.in)/L表=（11000*45.5-8500*48.5）/2500=35.3kj/kg,tc3=12.3
5)求C2點
過C1點作等含濕量線與過C4點的等溫線相交確定C2
dc2=dc1=5.4g/kg,tc2=tc4=12.3℃,查得ic2=26.0kj/kg
6)求冬季空調機組表冷器冷負荷
Q表冷=L表.ρ(ic1-ic2)/3600=2500*(29.2-26)/3600=2.7KW
7)求冬季加濕
W=L表.ρ(dc4-dc2)/1000=2500*1.2*(9.1-5.4)/1000=11.1kg/h
由于作圖誤差，方案三冬季加濕量與方案一和方案二有區別。
8）空調機組的選型：
風量：11000m3/h 夏季冷量：11KW 冬季冷量：2.7KW
冬季加濕量：11.1kg/h
空調機機外余壓：送風高效過濾器終阻力取500Pa，管路及附件阻力取200Pa,機外余壓為700Pa
