手术室负荷计算

洁净手术室负荷计算书 一、 手术室基本设计参数 洁净手术室基本设计参数 空气洁净度级别 手术室计算面积 手术区 周边区 合计 计算高度 设计温度 设计相对湿度 最低照度等 级 手术室名称 手术 区 周边区 （） （） （） （m） （） （%） （lx） I 特别洁净手术室 100 级 1000 级 6.8 18.5 25 3 18-24 40-60 350 注：以上参数符合 GB50333-2002 医院洁净手术部建筑技术规范 之相关条文规定，另，设计温度参数来源于业主设计要求：夏季 22， 相对湿度 50%，冬季 20，相对湿度 40% 。 二、 基本气象参数 项目所在地：沈阳，基本气象参数如下： 基本计算气象参数 夏季室外计算参数 冬季室外计算参数 室外干球温 度 室外湿球温 度 室外空气焓 值 空调计算温 度 空调计算相对湿度 室外空气焓 值 （） （） （Kj/Kg） （） （%） （Kj/Kg） 31.4 25.4 78.71 -22 64 -21.2 三、 空调风量及热工参数 经过计算，得出本手术室的空调风量如下： 送风量：9000 m/h 新风量：1000 m/h 回风量：8000 m/h 经过计算，得出本手术室的热工参数如下： 夏季参数：冷负荷：44.8KW，再热量：24.24KW 冬季参数：热负荷：17.38KW，新风预热量：1.78KW ，加湿量：5.74 Kg/h 计算过程详见本计算书“四”“九”部分。 四、 风量的计算 1. 送风量的确定： 根据 GB50333-2002 医院洁净手术部建筑技术规范 （以下简称规范 ）表 3.0.3-1、表 4.0.1、表 7.2.1 及其相 关条款规定，计算如下： Q 送 =S 送 V 送 P 送 其中： 3 Q 送 送风量（ m/s） S 送 送风面积（） V 送 送风面风速（m/s） P 送 修正系数 本手术室中：S 送 为 6.5，V 送 取 0.35 m/s ，P 送 考虑到风管道在输送过程中的漏风损失，并综合其他因素， 取值 1.05，将以上数值带入上式，得： Q 送 =S 送 V 送 =6.8 0.35 m/s 1.05=2.50 m/s=9000 m/h 确定送风量 Q 送 为 9000 m/h。 2. 新风量的确定 根据规范7.1.7 条规定、并按表 4.0.1、表 7.1.6 中数据，计算如下： Q 新 1=VN 新 其中： V 手术室体积（m） ，V=SH，S手术室面积（ ） ，H 手术室计算高度（m） N 新 换气次数（次/h） 本手术室中：V 为 253m=75m，N 新 为 6 次/h，将以上数值带入上式，得： Q 新 1=VN 新 =75 m6 次/h=450 m/h Q 新 2=满足设备排风及室内正压的新风量 本手术室中：设定此值为 800 m/h Q 新 3=Q 人 N 人 其中： Q 人 满足人员呼吸的新风量（m/h 人） N 人 手术室内人数（人） 本手术室中：Q 人 为 60 m/h 人，N 人 定为 8 人，将以上数值带入上式，得： Q 新 3=Q 人 N 人 =60 m/（h 人）8 人=480 m/h Q 新 4=表 7.1.6 中要求的最低新风量 本手术室中：Q 新 4 表中要求的最低新风量为 1000 m/h 按规范7.1.7 条规定，取 Q 新 1Q 新 4 中的最大值，因此确定新风量 Q 新 =1000 m/h 3. 回风量的确定 因为 Q 送 =Q 回 +Q 新 ，因此推导出 Q 回 =Q 送 - Q 新 本手术室中：Q 送 为 9000 m/h，Q 新 为 1000 m/h，将以上数据带入上式，得： 5 Q 回 =Q 送 - Q 新 =9000 m/h -1000 m/h =8000 m/h 因此确定回风量 Q 回 为 8000 m/h 五、 气流组织 根据规范要求，等级为 I 级的特别洁净手术室的手术区（100 级）采用单向流的气流组织形式，并且根据规 范7.2.1 及 7.2.4 的要求采用了送风口集中布置的方式，并根据表 7.2.1 设计了手术区（100 级）的面积。 六、 冷负荷的计算 Q 冷 =Q 内 +Q 新风 +Q 管道 +Q 再热 Q 内 =QWH+ QRS+ QRT+ QZM+ QSB+ QWL+ QST+ QQR Q 管道 =QFJ + QFG 其中： Q 冷 总冷负荷（KW） Q 内 室内冷负荷（KW） Q 新风 新风冷负荷（KW） Q 管道 风管道冷负荷（KW） Q 再热 再热冷负荷（KW） QWH 围护结构冷负荷（KW ） QRS 日射冷负荷（ KW） QRT 人体冷负荷（ KW） QZM 照明冷负荷（KW） QSB 设备冷负荷（KW） QWL 物料冷负荷（KW） QST 渗透冷负荷（KW） QQR 潜热冷负荷（KW） QFJ 风机冷负荷（KW） QFG 风管冷负荷（ KW） 1. QWH 围护结构冷负荷的计算： 因为该手术室采用高保温材料建造，周围亦均为室内温湿度参数相近的空调房间，围护结构冷负荷可忽略不计，因 此，Q WH =0 KW 2. QRS 日射冷负荷的计算： 因为该手术室不设计外窗，日射冷负荷为零，因此，Q RS =0 KW 7 3. QRT 人体冷负荷的计算： QRT=n（q1C RT+q2）C R 其中： n 手术室中的人数（人） q1 每人散发的显热量（W） q2 每人散发的潜热量（W） CRT 人体显热散热冷负荷系数 CR 集群系数 在本手术室中：n 为 8 人，q1 为 104W，q2 为 131W，C RT 为 1.0，C R 为 0.84，将以上数据带入上式，得： QRT=n（q1C RT+q2）C R=8（104W1.0+131W）0.84=1580W=1.58KW 4. QZM 照明冷负荷的计算 QZM =Nn1CZM 其中： N 灯功率数（ W） （白炽灯） n1同时使用系数 CZM 照明散热冷负荷系数 在本手术室中：N 为 5875W，n1 为 1.0，C ZM 为 0.94，将以上数据带入上式，得： QZM =Nn1CZM =5870W1.00.94=5518W=5.51KW 5. QSB 设备冷负荷的计算 QSB =1000n1n2n3NSB/C SB 其中： 1000将 KW 变为 W 的系数 n1 同时使用系数 n2 安装系数 n3 电动机功率负荷系数 NSB 电动设备安装功率（KW） 电动机效率 CSB 电动设备散热冷负荷系数 在本手术室中：n1 为 1.0，n2 为 0.9，n3 为 0.5，N SB 为 3.0KW， 为 0.8，C SB 为 1.0，将以上数据带入上式，得： 9 QSB =1000n1n2n3NSB/C SB=10001.00.90.53.0/0.81.0=1688W=1.69KW 6. QWL 物料冷负荷的计算 因为在手术室中由于物料基本均为常温使用，而极少数冷藏使用的物料对室内温度影响可以忽略不计，因此， QWL=0KW 7. QST 渗透冷负荷的计算 因为在本手术室中，采用正压洁净室设计，不会有室外空气渗透，因此，Q ST =0KW 8. QQR 潜热冷负荷的计算 因为在本手术室中，并无相对较大的散湿表面，而手术所造成的创面的所造成的散湿量可以忽略不计，因此，Q QR =0KW 9. Q 内 室内冷负荷的计算 将 18 项计算结果带入公式 Q 内 =QWH+ QRS+ QRT+ QZM+ QSB+ QWL+ QST+ QQR，得： Q 内 =0KW+0KW+1.58KW+5.51KW+1.69KW+0KW+0KW+0KW=8.78KW 10.QFJ 风机冷负荷的计算 QFJ =1000n1n2n3NFJ/C FJ 其中： 1000将 KW 变为 W 的系数 n1 同时使用系数 n2 安装系数 n3 电动机功率负荷系数 NFJ 风机安装功率（KW） 电动机效率 CSB 风机散热冷负荷系数 在本手术室中：n1 为 1.0，n2 为 0.9，n3 为 0.5，N FJ 为 5.0KW， 为 0.8，C SB 为 1.0，将以上数据带入上式，得： QFJ =1000n1n2n3NFJ/C FJ=10001.00.90.55.0/0.81.0=2813W=2.81KW 11. QFG 风管冷负荷的计算 因为在本手术室中，风管道采用全保温（送风、回风、新风管道）设计，空气在管道内的温升可以忽略不计；因为 在本手术室设计中，风管道风速严格按照规范及其他相关标准设计，属于低风速系统，空气在风管道内因摩擦 而产生的热量也可忽略不计，因此，Q FG =0KW 12. Q 管道 管道冷负荷的计算 11 将 1011 项计算结果带入公式 Q 管道 =QFJ + QFG，得： Q 管道 = QFJ + QFG =2.81KW+0KW=2.81KW 13.室内湿负荷 W 内 的计算 W 内 = W 人 +W 其他 W 人 =nWrC 人 其中： n 手术室内人数 Wr 人体散湿量（ g/h） C 人 集群系数 在本手术室中，n 为 8 人，W r 为 196 g/h，W 其他 忽略不计，将将以上数据带入公式，得： W 内 = W 人 +W 其他 =8196 g/h+0=1568g/h 14.空气处理过程各状态点的确认 欲进确定空气处理过程各状态点（夏季室外状态点 W、室内状态点 N、混合点 C、露点 L、送风状态点 O） ，须要有 室内冷负荷 Q 内 、室内湿负荷 W 内 、并须查焓湿图。 其中： 室内冷负荷 Q 内 =8.78KW（项目 9 计算结果） 室内湿负荷 W 内 =1568 g/h（项目 13 计算结果） 热湿比为 Q 内 /W 内 =20137.6KJ/Kg 本手术室夏季空气处理过程为：室内回风（室内状态点 N）与新风（夏季室外状态点 N）混合（混合点 C） ，经表冷 器或蒸发器冷凝、除湿到露点（露点 L） ，经再热器加热后（送风状态点 O） ，送入手术室内，经过热湿交换后 （室内状态点 N）再次回到机组（含风机冷负荷但忽略风管的冷负荷） ，再次与新风混合，如此循环。 夏季室外状态点 W（干球温度 31.4，湿球温度 25.4） ，室内状态点 N（干球温度 22，相对湿度 50%） ，结合 热湿比和新风比，通过查焓湿图，获得混合点 C（干球温度 23.1，含湿量 9.437 g/Kg） ；通过焓湿图查得室内状态 点的含湿量（8.173g/Kg ） ，确定露点 L（露点相对湿度 95%）和送风状态点 O 的含湿量（ 8.173g/Kg） ，通过室内冷负 荷，确定送风状态点 O 的焓值（40.429KJ/Kg ） ，由此，所有状态点都已确定。 15.Q 新风 新风冷负荷和 Q 再热 再热冷负荷的计算 15.1 Q 新风 新风冷负荷的计算 Q 新风 =Q 新 /3600C 空 （i N iW） 其中： Q 新 新风量（m/h ） 13 C 空 空气比重（Kg/m ） iN 室内状态点焓值（KJ/Kg） iW 新风焓值（KJ/Kg） 在本手术室中：Q 新 为 1000 m/h，C 空 1.2 Kg/m，i N 为 43.36 KJ/Kg（干球温度 22，相对湿度 50%，1 标准大气 压） ，i W 为 78.71 KJ/Kg（干球温度 31.4，湿球温度 25.4，1 标准大气压） ，将以上数据带入上式，得： Q 新风 =Q 新 /3600C 空 （i N iW）=1000 m/h/（3600s/h）1.2 Kg/m（78.71 KJ/Kg 43.66 KJ/Kg） =11.78Kj/s=11.78KW 15.2 Q 再热 再热冷负荷的计算 Q 再热 =Q 送 /3600C 空 （i O iL） Q 送 送风量（m/h ） iO 送风状态点焓值（KJ/Kg） iL 露点焓值（KJ/Kg） 在本手术室总，Q 送 为 9000 m/h，C 空 1.2 Kg/m，i O 为 40.43 KJ/Kg（干球温度 19.5，含湿量 8.173g/Kg，1 标准 大气压） ，i L 为 32.35 KJ/Kg（相对湿度 95%，含湿量 8.173g/Kg，1 标准大气压） ，将以上数据带入上式，得： Q 再热 =Q 送 /3600C 空 （i O iL）=9000 h/（3600s/h）1.2 Kg/m（40.43 KJ/Kg 32.35 KJ/Kg） =24.24Kj/s=24.24KW 16. Q 冷 总冷负荷的计算 将 9、12 、15 项计算结果带入公式 Q 冷 =Q 内 +Q 新风 +Q 管道 +Q 再热 ，得： Q 冷 =8.78KW+11.78KW+0KW+24.24KW=44.8KW 因此，本手术室总冷负荷为：44.8KW。 七、 热负荷的计算 Q 热 =Q 围护 +Q 渗透 +Q 物料 +Q 加热 Q 管道 Q 室内 Q 管道 = QFJ + QFG Q 室内 = QRT+ QZM+ QSB 其中： Q 热 总热负荷（KW） Q 围护 围护结构耗热量（KW） Q 渗透 冷风渗透耗热量（KW） Q 物料 加热冷物料和运输工具耗热量（KW） Q 加热 机组加热量（KW） 15 Q 管道 风管道得热量（KW） Q 室内 室内得热量（KW） QRT 人体得热量（ KW） QZM 照明得热量（KW） QSB 设备得热量（KW） QFJ 风机得热量（KW） QFG 风管得热量（ KW） 1. Q 围护 围护结构耗热量的计算 因为该手术室采用高保温材料建造，周围亦均为室内温湿度参数相近的空调房间，围护结构耗热量可忽略不计，因 此，Q 围护 =0 KW 2. Q 渗透 冷风渗透耗热量的计算 因为在本手术室中，采用正压洁净室设计，不会有室外空气渗透，因此，Q 渗透 =0KW 3. Q 物料 加热冷物料和运输工具耗热量的计算 因为在手术室中由于物料基本均为常温使用，物料对室内温度影响可以忽略不计，因此， Q 物料 =0KW 4. Q 管道 风管道得热量的计算 4.1 QFJ 风机得热量的计算 前文中已经计算出结果 QFJ =2.81KW 4.2 QFG 风管得热量的计算 前文中已经计算出结果 QFG =0KW 因此，将以上数据带入公式 Q 管道 = QFJ + QFG ，得： Q 管道 = QFJ + QFG =2.81KW+0KW=2.81KW 5. Q 室内 室内得热量的计算 5.1 QRT 人体得热量的计算 根据前文 QRT=n（q1C RT+q2）C R 公式计算。 在本手术室冬季计算中：n 为 8 人，q1 为 117W，q2 为 118W，C RT 为 1.0，C R 为 0.84，将以上数据带入上式，得： QRT=n（q1C RT+q2）C R=8（117W1.0+118W）0.84=1580W=1.58KW 5.2 QZM 照明得热量的计算 前文中已经计算出结果 QZM =5.51KW 5.3 QSB 设备得热量的计算 17 前文中已经计算出结果 QSB =1.69KW 因此，将以上数据带入公式 Q 室内 = QRT+ QZM+ QSB，得， Q 室内 =1.58 KW+5.51KW+1.69KW=8.78KW 6. 室内湿负荷 W 室内 的计算 W 室内 = W 人 +W 其他 W 人 =nWrC 人 其中： n 手术室内人数 Wr 人体散湿量（ g/h） C 人 集群系数 在本手术室中，n 为 8 人，W r 为 175 g/h，W 其他 忽略不计，将将以上数据带入公式，得： W 室内 = W 人 +W 其他 =8175 g/h+0=1400g/h 7. 空气处理过程各状态点的确认 欲进确定空气处理过程各状态点（冬季室外状态点 W、新风预热点 W，室内状态点 N、混合点 C、加热点 L，送风 状态点 O） ，须要有室内得热量 Q 室内 、室内湿负荷 W 室内 、并须查焓湿图。 其中： 室内冷负荷 Q 室内 =8.78KW（项目 5 计算结果） 室内湿负荷 W 室内 =1400 g/h（项目 6 计算结果） 热湿比为 Q 室内 /W 室内 =-22570.7KJ/Kg 本手术室冬季空气处理过程为：新风（冬季室外状态点 W）先预热（新风预热点 W） ，再与室内回风（室内状态点 N）混合（混合点 C） ，经加热器处理（加热点 L）后，等焓加湿后（送风状态点 O） ，送入手术室内，经过热湿 交换后（室内状态点 N）再次回到机组（含风机得热量但忽略风管得热量） ，再次与预热的新风混合，如此循环。 冬季室外状态点 W（干球温度-22，相对湿度 64%） ，新风预热点 W（干球温度-17.8，含湿量：0.324 g/Kg） ，室 内状态点 N（干球温度 20，相对湿度 40%） ，结合热湿比和新风比，通过查焓湿图，获得混合点 C（干球温度 15.8，含湿量 5.246 g/Kg） ，同时也获得了加热点 L 的含湿量（5.246 g/Kg） ；通过室内得热量（8.78KW ）和室内状 态点 N 的焓值（35.076 g/Kg） ，计算出送风状态点 O 的焓值（38.002KJ/Kg ） ，同时也获得了加热点 L 的焓值 （38.002KJ/Kg） ，根据室内湿负荷由此 W 室内 （1400g/h）和室内状态点 N 的含湿量（5.862 g/Kg） ，计算出送风状态 点 O 的含湿量（ 5.732 g/Kg）由此，所有状态点都已确定。 8. Q 加热 机组热量的计算 19 Q 加热 =Q 送 /3600C 空 （i L iC） 其中： Q 送 送风量（m/h ） C 空 空气比重（Kg/m ） iL 加热点焓值（KJ/Kg） iC 混合点焓值（KJ/Kg） 在本手术室中：Q 送 为 9000 m/h，C 空 1.2 Kg/m，i L 为 38.002 KJ/Kg（干球温度 24.4，含湿量 5.246 g/Kg，1 标准大气压） ，i C 为 29.275 KJ/Kg（干球温度 15.8，含湿量 5.246 g/Kg，1 标准大气压） ，将以上数据带入上式， 得： Q 加热 =Q 送 /3600C 空 （i L iC） =9000 m/h/（3600s/h）1.2 Kg/m（38.002 KJ/Kg 29.275