文|本刊編輯整理
北京醫(yī)院是一所以高干醫(yī)療保健為中心、老年醫(yī)學(xué)研究為重點、向社會全面開放的,融醫(yī)療、教學(xué)、科研、預(yù)防為一體的現(xiàn)代化大型綜合性醫(yī)院,總建筑面積超過220000m2。北京醫(yī)院凈化空調(diào)工程涉及手術(shù)室、導(dǎo)管室、層流病房和手術(shù)室的凈化空調(diào),以及病房公共區(qū)的新風(fēng)機組。
該凈化空調(diào)工程采用加拿大Delta公司的ORCA樓宇自控系統(tǒng),實現(xiàn)了手術(shù)室和層流病房的凈化空調(diào)控制,同時結(jié)合凈化工程的特點,為醫(yī)生、護士、動力科管理人員提供了多方位的遠近程控制手段,并可依據(jù)不同病區(qū)病人各自的溫濕度偏好,進行一對一的恒溫恒濕個性化控制。
手術(shù)室凈化空調(diào)機組由混合段、表冷段、加濕段、風(fēng)機段、中效過濾段、出風(fēng)段、電加熱段組成,使用過程中的運行條件為:
◆ 盤管在春、夏、秋季進冷凍水,在冬季用氮氣清空空調(diào)盤管余水,避免盤管凍裂;
◆ 電加熱器在冬季進行控溫,在夏季進行控溫及降濕;
◆ 加濕器在冬季進行加濕。
借助于ORCA樓宇自控系統(tǒng),該項目實現(xiàn)了以下功能:
◆ 自動調(diào)整運行工況,包括制熱加濕(冬季)、制冷加濕(夏季)、加熱除濕(夏季);
◆ 控制除濕精度,降低電加熱運行功耗;
◆ 控制舒適度,避免送風(fēng)溫度偏離設(shè)定點過多。
在實現(xiàn)上述控制應(yīng)用的基礎(chǔ)上,院方充分考慮了醫(yī)院后期的發(fā)展需要,提出了下列要求:
◆ 凈化空調(diào)作業(yè)人員只需精通一類軟件,即可適應(yīng)當(dāng)前及發(fā)展后期的作業(yè)需要,不必再次接受培訓(xùn)和經(jīng)歷較長的熟悉過程;
◆ 凈化空調(diào)的控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)任意子系統(tǒng)控制器的自由替換,不受品牌的限制。
這就要求系統(tǒng)符合系統(tǒng)集成的真正宗旨,具有真正的開放性,即建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的所有部件均以公認的行業(yè)標準技術(shù)制造,系統(tǒng)符合公認的行業(yè)結(jié)構(gòu),從而實現(xiàn)不同廠商產(chǎn)品的自由組合和互操作。具體包括以下兩方面的內(nèi)容:
◆ 系統(tǒng)的技術(shù)標準和規(guī)范所有廠商必須共同遵守;
◆ 同樣功能的部件雖由不同廠家生產(chǎn),但可以互相替換和互操作。
由于Delta的解決方案采用了Native BACnet通信協(xié)議作為后續(xù)樓宇自控系統(tǒng)的通信協(xié)議,可以滿足上述需求。BACnet于2001年成為ISO標準;能夠滿足業(yè)主對集成技術(shù)提出的提高管理效率的要求,實現(xiàn)在信息管理網(wǎng)級別上的互聯(lián);是解決不同廠家自動化系統(tǒng)集成的有效途徑,實現(xiàn)客戶需求的強大的輔佐工具。
湖北省人民醫(yī)院地處武漢長江南岸,集醫(yī)療、教學(xué)、科研于一體,是首批衛(wèi)生部評定的三級甲等醫(yī)院之一。
湖北省人民醫(yī)院外科大樓總建筑面積約70000m2,采用三臺油氣兩用直燃式冷熱水機組作為冷熱源,空調(diào)形式為:
◆ 大廳、休息廳采用柜式空調(diào)機組,低速單風(fēng)管系統(tǒng),集中回風(fēng);
◆ 病房、診室,以及檢查、檢驗等區(qū)域采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng);
◆ 有凈化需求的區(qū)域采用凈化風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。
空調(diào)水系統(tǒng)為一次泵兩管制變流量系統(tǒng)。
由于建筑體量較大,建筑內(nèi)的冷熱源、空調(diào)機組、新風(fēng)機組、送排風(fēng)機、給排水泵、照明配電箱等均納入基于BACnet的Delta樓宇自控系統(tǒng)的監(jiān)控之中。由44臺應(yīng)用控制器及擴展模塊組成3條BACnet MS/TP二級網(wǎng)絡(luò),3臺系統(tǒng)控制器和一臺中央工作站組成BACnet IP一級網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)一級網(wǎng)絡(luò)直接架設(shè)在醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)上,通過BACnet IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換。通過BACnet MS/TP協(xié)議與冷熱水機組進行通信,可以在不借助任何協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置情況下,與冷熱水機組進行直接數(shù)據(jù)交換,保證了數(shù)據(jù)的即時性和真實性,實現(xiàn)了對冷熱水機組運行情況的更好的監(jiān)視。
通過對供回水總管的溫度和回水管流量的檢測,可以計算出大樓冷熱負荷,再結(jié)合冷熱水機組制冷量、熱量即可確定開啟機組的必要數(shù)量,從而避免出現(xiàn)冷量、熱量供大于需的情況,節(jié)約能源。通過對送風(fēng)溫度的采集,來控制水閥開度,調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度,可以將送風(fēng)溫度嚴格控制在26℃,節(jié)約能源。在保證室內(nèi)最小新風(fēng)量的情況下,新風(fēng)閥根據(jù)室內(nèi)安裝的二氧化碳濃度傳感器測得的室內(nèi)二氧化碳濃度來調(diào)節(jié)新風(fēng)量,避免室外冷熱空氣過多地進入室內(nèi),造成能源的浪費。在生活熱水控制中,通過檢測供水溫度,當(dāng)溫度達到60℃時關(guān)閉熱水回水管電磁閥(回水電磁閥關(guān)閉后,供水泵根據(jù)供壓力調(diào)節(jié)頻率),關(guān)閉熱水循環(huán)泵(即熱水箱和鍋爐之間的循環(huán)泵),當(dāng)溫度低于55℃時打開熱水回水管電磁閥,開啟熱水循環(huán)泵,達到盡量在供水溫度符合要求的情況下,減少水泵的開啟時間、節(jié)約能源的目的。在照明系統(tǒng)中,對照明回路進行劃分,利用控制器的時間程序,使同一區(qū)域燈具的開啟時間錯開,在不需要很大照度的情況下,減少燈具開啟數(shù)量,節(jié)約電能。
德國格賴夫斯瓦爾德大學(xué)于1456年創(chuàng)建于德國漢沙城格賴夫斯瓦爾德市,其醫(yī)學(xué)系采用傳統(tǒng)的治療方法,是德國最先進的醫(yī)學(xué)系之一。格賴夫斯瓦爾德大學(xué)醫(yī)學(xué)系附屬醫(yī)院——格賴夫斯瓦爾德醫(yī)院根據(jù)自身的特點選用了科特貝德公司的樓宇自控及調(diào)節(jié)技術(shù)。
該醫(yī)院所采用的樓宇自控及調(diào)節(jié)技術(shù)有兩個最為突出的特點,其一是多系統(tǒng)集成和多學(xué)科的監(jiān)測控制。在該醫(yī)院的手術(shù)部、住院部、解剖部、婦產(chǎn)部、皮膚科、生物所、藥物研究所及消毒中心內(nèi)設(shè)有上百臺具有各自專業(yè)技術(shù)特點的設(shè)備和裝置,醫(yī)院利用科特貝德的調(diào)節(jié)控制技術(shù)對這些專業(yè)性極強的設(shè)備和裝置進行了分學(xué)科獨立控制、集中監(jiān)測。而借助科特貝德的GLT樓宇管理中心和DDC系統(tǒng),不僅實現(xiàn)了對供熱和通風(fēng)裝置的監(jiān)控,還同時實現(xiàn)了對許多其他設(shè)備和裝置,如強電和弱電系統(tǒng)、制冷裝置、血漿冷凍機、安保和門禁系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和消防系統(tǒng)等監(jiān)測,實現(xiàn)了對藥物氣體的狀態(tài)、不同系統(tǒng)的能量使用情況、重要醫(yī)療設(shè)備及裝置運行情況的監(jiān)測。
另一個突出的特點是利用現(xiàn)存的基本設(shè)施實現(xiàn)了系統(tǒng)的擴充。該醫(yī)院大樓內(nèi)的樓宇自動化系統(tǒng)是逐漸增建和擴展的,在實施系統(tǒng)擴充時,采用了原有的電話線和已經(jīng)建成的以太網(wǎng)系統(tǒng)作為通信介質(zhì),即經(jīng)濟又省時。
整個醫(yī)學(xué)大樓共有3個熱分配站、22個室內(nèi)通風(fēng)裝置、29個出風(fēng)裝置、8個空氣加熱器,以及大量的空氣對流冷卻器、空氣對流加熱器、排煙機和防火閥。所有這些設(shè)備及裝置都根據(jù)所安裝的位置被劃分進了13個子系統(tǒng)(ISP控制操作站),集成于科特貝德公司的DDC3000系統(tǒng)中。除此之外,DDC3000系統(tǒng)還同時監(jiān)視電子設(shè)備、醫(yī)務(wù)用氣供給機、電梯、實驗室排風(fēng)機等設(shè)備和裝置。
電能、熱能、凈水、蒸氣等的消耗量數(shù)據(jù)不斷地被采集并通過M總線送入DDC和GLT樓宇管理中心,進行實時數(shù)據(jù)處理。DDC中心通過TCP/IP從本大樓的網(wǎng)絡(luò)接入GLT樓宇管理中心。集中的監(jiān)視和控制提高了大樓運營的經(jīng)濟性。操作者只需在筆記本計算機中安裝科特貝德公司開發(fā)的PHWIN用戶軟件,即可通過以太網(wǎng)與GLT遠程通信,進行異地監(jiān)視和操作。
在現(xiàn)場層,該系統(tǒng)還采用了現(xiàn)場總線、開關(guān)柜總線及大量的現(xiàn)場設(shè)備,如FBM現(xiàn)場總線模塊、SBM開關(guān)柜總線模塊、FBR現(xiàn)場總線調(diào)節(jié)器等。