酚醛彩钢复合洁净风管在医疗卫生系统的应用

 

摘要:医疗卫生系统对风管在清洁度、防火性能、承压强度、密封性等方面提出了更高的要求,通过分析论证了 酚醛彩钢复合洁净风管在医疗卫生系统中应用的可行性,对酚醛彩钢复合洁净风管与镀锌薄钢板风管在医院工程中的应用进行了对比,最后介绍了酚醛彩钢复合洁净风管在医院工程中应用需注意的事项。关键词:医院空调洁净空调酚醛泡沫彩钢风管

近年来,我国经济实力迅速增强,国家不断加大对医疗卫生系统的投资,使得医院建设得到了高速的发展。截至到2008年底,我国现有各类医院共约2万家,其中100张以上病床的医院约8000家[1]。不同于一般公共建筑,医院有很强的功能性,且不同部门的使用功能十分复杂。为保证每个部门的不同使用功能,必须有针对性地对各个部门创造不同的环境条件。因此,在医院建筑中,通常须采用风管系统把一定数量的经过处理的空气送到医院的各个部门,从而创造出既舒适又能符合医疗要求的人工环境。

1医疗卫生系统对空调风管的要求 与一般建筑相比,医疗卫生系统的风管具有以下 “高”要求: (1)风管内的清洁度要求高 在现代化医院中,一些部门,如手术室、产房、血液病护理室、烧伤病房、重症监护中心(ICU)等对环境的洁净度要求非常高,因此在这些地方必须设置洁净空调[2], 以阻止室外污染物侵入室内,同时迅速有效地排除室内产尘及其他带菌污染,防止病菌扩散,创造一个洁净的无菌环境以降低手术感染率及病房交叉感染率,促进病人早日恢复健康。 空调系统中,由于各种原因,灰尘等很容易在风管内积聚,更由于空调风管内的温度和湿度非常适宜某些细菌的生长和繁殖,因此空调风管成了滋生细菌的温床。据200个标本的分析结果,送风管内1g粉尘中存在103~104个细菌,而回风管内细菌量更是高出送风管5~10倍[3],因此,在医院卫生系统中采用风管进行送风时,要避免风管污染对送风的第二次污染。 (2)防火性能要求高 医院内存在各种医疗和电气设备,在诊断、治疗过程中,需经常使用多种易然、易爆化学试剂,很容易导致火灾发生。医院里门诊和住院的病人较多,人口流量很大,且一般为高层建筑,万一失火很容易造成伤亡和重大的经济损失。因此,根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95),医院为一类防火建筑[4]。 由于在火灾发生时,建筑中的通风管道很容易成为火焰、烟气蔓延的通道,从而造成更大的危害。因此,为了避免火灾的蔓延,除按相关规范设置防火阀等装置外,医疗卫生系统风管对防火性能的要求非常高,必须采用不燃A级材料制成。 (3)风管强度要求高 根据工作压力,风管系统可分为三个等级:①低压系统:P≤500Pa;②中压系统:500<P≤1500Pa;③高压系统:P>1500Pa。医疗卫生系统的空调工程中很多地方需要安装过滤器对空气进行净化,使得风管系统的阻力大大增加,风管中需要承受的静压也增高,因此风管的强度要求高。 一般来说,对于1~5级净化系统,属高压系统,而对于6~9级净化系统,属中压系统。医院洁净系统大部分属于6~9级,因此除少数ISOClass5高级手术室外,均应执行中压系统风管的各项规定[5]。 (4)风管的密封性好 在风管制作过程中,不可避免地会产生缝隙,在管内压力的作用下(正压风管),通过这些缝隙会泄漏大量经处理过的空气。缝隙越大,管内压力越高,泄漏风量就越多。医疗卫生系统的风管大都属中、高压系统,与一般建筑相比,医疗卫生系统的风管内外压差大,因此在同样密封情况下,漏风量会大的多。 对于送风管道,由于漏风,只有增大空调机组的处理风量,才能保证送入空调房间的风量不变,才能保证室内的洁净度及温湿度符合要求。而处理风量的增加,会造成能耗的增加,因为漏出的空气是经过空调机组热湿处理过的达到送风状态参数的空气。对于回风管道(负压风管),由于漏风,会把未经处理的空气漏入回风管道,增加了空调机组的处理负荷,也会使能耗增加。

2酚醛洁净风管应用于医疗系统分析 酚醛彩钢复合洁净风管采用有机保温材料中不 燃性能最好的酚醛泡沫材料作为中间层[6],外层通过自动化机组覆盖彩色钢板进行保护,内层为彩钢或加厚平面铝箔。它不仅保温性能好、施工方便,而且强度高、防火性能强,更具有良好的洁净性能和密封性能,为提升医疗卫生系统风管的性能创造了有利条件。

2.1清洁度分析 酚醛彩钢复合洁净风管保温层为闭孔材料,与面层材料在工厂一次成型,现场施工后送风与保温材料100%无接触,因此不会渗入到风管中造成污染。表1为酚醛彩钢复合洁净风管内颗粒脱落情况的检验结果[7]。从表1中可以看出, 连续运行4h之后,管道内壁无任何颗粒脱落,符合制作净化空调系统风管的要求。另外,酚醛彩钢复合洁净风管内表面为彩钢或加厚平面铝箔,不易生锈,更不会出现白化现象;表面平整,不容易附着灰尘,更不需要像镀锌钢板表面那样涂油保护镀锌层,免去了洗油的困难;保温效果好,不会因为冷桥导致结露而造成保温材料起霉。因此,从清洁度这点来分析,酚醛彩钢复合洁净风管非常适合于医疗卫生系统。2.2防火性能分析 酚醛彩钢复合洁净风管内层为酚醛泡沫材料,它具有突出的难燃性(氧指数大于45)、低烟特性(烟密度小于3%)、低毒特性和优异的耐热性。据测试,25mm厚的酚醛泡沫平板经受1700℃火焰喷射10min后,仅表面略有炭化却烧不穿,既不会着火更不会散发浓烟和毒气[7],因此在国外常用于制作防火门。 酚醛彩钢复合洁净风管外表面为0.2mm厚的彩钢板,大大增强了抵御火灾的能力。经国家防火建筑材料质量监督检验中心进行燃烧性能检测,综合评价为不燃A级。因此,酚醛彩钢复合洁净风管的防火性能完全满足《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)的要求,可用于医疗卫生系统。2.3强度性能分析 酚醛彩钢复合洁净风管外层采用0.2mm厚彩钢板,它通过自动成型机复合到酚醛泡沫材料表面,其强度远远大于单层钢板的强度,使得酚醛彩钢复合洁净风管的承压能力大大加强。表2为酚醛彩钢复合洁净风管在中压时的变形量检测数据。从表中可以看出,酚醛彩钢复合洁净风管的平均变形量只有标准允许量的6.5%,大大低于标准允许值。 表1酚醛彩钢复合洁净风管内颗粒脱落情况检验结果 表2
酚醛彩钢复合洁净风管漏风量和变形量检测

另外,对于一些特殊地方,如ISOClass5高级手术室,还可采用加固方式增加酚醛彩钢复合洁净风管的承压能力。可采用内加固和外加固两种方式,但由于内加固会额外增加风管内的阻力,因此建议一般采用外加固。加固方式可根据风管承受静压的大小、承压性质(正压或负压)及风管截面尺寸作相应的调整和选择。承受较大静压、风管截面长边尺寸较大时,加固件的间距应相应减小,数量增加;反之,加固件的间距可相应增大,数量减少,甚至可以不采取加固措施。2.4密封性能分析 酚醛彩钢复合洁净风管的板材切割容易,加工方便,连接采用雌雄口方式,外缠多层胶带,不像镀锌薄钢板采用咬口或铆接,因此气密性较好。另外,酚醛彩钢复合洁净风管安装时还可以贴梁、贴壁、贴顶安装,更加不易漏风。表3为酚醛彩钢复合洁净风管漏风量检测结果与标准值比较,从表中可以看出,在按中压风管系统标准进行检测时,酚醛彩钢复合洁净风管的漏风量平均只有标准允许量的44.5%,低于允许值。 3酚醛彩钢洁净风管与镀锌钢板风管比较 现阶段,医疗卫生系统风管基本上都是采用镀锌 薄钢板风管加保温层的模式。与普通镀锌钢板风管相比,酚醛彩钢复合洁净风管具有以下优点[8]: 1)高效保温,节省能源消耗。彩钢酚醛风管内层为享有“保温之王”称号的酚醛泡沫,其导热系数仅为0.022~0.026W/(m·K),而铁皮风管的导热系数为0.035~0.043W/(m·K);彩钢酚醛风管在工厂一次成型,而铁皮风管需在现场进行保温,容易形成冷桥,导致其保温效果迅速下降;彩钢酚醛风管特有的连接方式保证了通风系统具有优良的气密性,减少了冷/热空气输送过程中的泄漏。据测算,在输送同样冷/热量时,铁皮风管的冷/热量损失为15%,而彩钢酚醛风管的冷/热量损失低于2%。 2)屏蔽粉尘,抑菌防水,保证健康环境。彩钢酚醛风管不需现场保温,内表面复合彩钢或加厚铝箔,使气流与保温材料隔绝开来,形成严密的防粉尘屏障;铁皮风管需要在现场进行保温,施工过程中岩棉、玻纤棉会对工作人员健康造成影响。彩钢酚醛风管的内壁涂有专用胶水,可抑制细菌在风管内孳生;铁皮风管由于冷桥的存在,容易形成冷凝水,使得风管内部容易起霉,从而对送风造成污染。 3)吸声降噪,营造宁静空间。酚醛泡沫可充分吸收气流中的各种噪声能量,而彩钢板的密度大,具有良好的隔音效果,因此彩钢酚醛风管具有类似管式消声器的消声效果。铁皮风管由于需要在现场施工,其下料及咬口过程中可能会出现配合不匀的现象,因此在运行中将带来管道的震动及噪声。 4)自重轻,可降低建筑荷载。彩钢酚醛风管的容重为2.98kg/m2,而铁皮风管(0.8mm厚)的容重为7.08kg/m2,采用彩钢酚醛泡沫可大大减轻建筑的结构荷载,增大建筑安全系数,对框架式钢结构建筑更有利。 5)节省净空,提高有效空间。彩钢酚醛风管不必预留保温施工空间,可贴梁、贴壁、贴顶安装,且不需安装消声器,因此能有效利用建筑物空间,提高室内净高。铁皮风管需在现场进行保温,因此需保留一定的安装空间,从而造成了建筑空间的浪费。 6)制作快捷,缩短施工周期。彩钢酚醛风管在工厂一次成型,现场的制作方便快捷,工作量小,且由于自重轻,对吊装的要求低,因此施工效率高,施工周期远小于铁皮风管。据现场测算,彩钢酚醛风管的安装效率比镀锌铁皮风管提高了3~4倍,可大大缩短施工周期,使业主物业早日投入使用,早日产生效益。 7)造价低,且寿命长久。彩钢酚醛风管的制作、安装过程简单,节省了大量的人工费,因此彩钢酚醛风管的造价低于铁皮风管,据测算,彩钢酚醛风管造价较铁皮风管低。另外,彩钢酚醛风管不易形成冷桥,无冷凝水产生,且钢板作了烤漆处理,因此不易锈蚀,使用寿命一般在20年以上;铁皮风管容易结露产生冷凝水,导致铁皮生锈,使用寿命只有5年左右。 8)外形美观,适合明装工程。彩钢酚醛风管现场工作量少,外观整齐划一,可根据客户需求选择颜色,与工程装饰环境协调,适合明装;铁皮风管需现场手工进行铝箔和保温层包裹,外观质量差,不适合明装工程。 4酚醛彩钢洁净风管应用需注意事项 1)由于施工现场的粉尘、水泥灰会对风管造成致 命污染,因此风管制作场地必须无粉尘和水泥灰。一般施工现场很难符合这个条件,此时只能在局部房间完成该项作业。带门的毛坯房、半成品房是比较理想的选择,且风管制作完毕后必须及时清洁并封口。 2)风管不应使用过多的密封材料,转弯包扎处胶带重叠区域的严密性要好;风管所有接点应紧密,没有凸起、堵塞现象;超重部分不应依靠风管本身来承重,应加设独立支撑,避免由于受力不平衡造成接口的密封变坏。 3)风管在穿越建筑物沉降缝时应增设软连接,一般采用人造革或橡胶板等。因为风管支、吊架一般固定在建筑物柱、梁或板上,建筑物沉降时,支架将随之沉降,而支、吊架不可能随时调整,这使得风管局部受扭力或剪切应力,长时间沉降不均将造成风管损坏。 4)风管安装后,对暂不安装的风管口、过滤器口等敞口部位,必须及时采用塑料布妥善包扎,防止现场灰尘进入已清洁的风管内而造成管内二次污染。 5)风管应使用微孔金属板消声器,消声量可达20dB以上。严禁使用纤维质的消声器,虽然它在初装阶段可使洁净度达标,也可消声,但一段时间后,消声器中的纤维质会堵塞高效送风口,致使其提前实效。 6)风管的漏风采用漏光法检测时很容易形成隐患,可能会出现有各种“合格”记录的不合格工程,给用户使用带来后患,使高效过滤器的使用寿命缩短,运行能耗增加,并且很难保证洁净室使用效果。建议采用测总风量的方法进行风管漏风检测。 5结论 酚醛彩钢洁净风管具有洁净性好、防火能力强、强度高、密封性能好的特点,非常适合于医疗卫生系统的使用。截至到目前止,笔者单位开发的酚醛彩钢复合洁净风管已应用于全国100多个医疗卫生系统的工程,其中包括亚洲最大的单体医疗建筑———湘雅医疗中心(建筑面积28.3万m2),得到了较好的使用效果。