手术室负荷计算.docx
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手术室负荷计算
1
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
等级
手术室名称
空气洁净度级别
手术室计算面积
计算高度
设计温度
设计相对湿度
最低照度
手术区
周边区
手术区
周边区
合计
（㎡）
（㎡）
（㎡）
（m）
（℃）
（%）
（lx）
I
特别洁净手术室
100级
1000级
6.8
18.5
25
3
18-24
40-60
≥
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
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
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：
9000m3/h新风量：
1000m3/h回风量：
8000m3/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：
5.74Kg/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（m3/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0.35m/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㎡·0.35m/s·1.05=2.50m3/s=9000m3/h
确定送风量Q送为9000m3/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=V·N新
其中：
V—手术室体积（m3），V=S·H，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25㎡·3m=75m3，N新为6次/h，将以上数值带入上式，得：
4
Q新1=V·N新=75m3·6次/h=450m3/hQ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800m3/hQ新3=Q人·N人
其中：
Q人—满足人员呼吸的新风量（m3/h·人）
N人—手术室内人数（人）
本手术室中：
Q人为60m3/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=60m3/（h·人）·8人=480m3/hQ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1000m3/h
按《规范》7.1.7条规定，取Q新1～Q新4中的最大值，因此确定新风量Q新=1000m3/h3.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9000m3/h，Q新为1000m3/h，将以上数据带入上式，得：
5
Q回=Q送-Q新=9000m3/h-1000m3/h=8000m3/h因此确定回风量Q回为8000m3/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）
6
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，QWH=0KW
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，QRS=0KW
7
3.QRT人体冷负荷的计算：
QRT=n·（q1·CRT+q2）·CR
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，CRT为1.0，CR为0.84，将以上数据带入上式，得：
QRT=n·（q1·CRT+q2）·CR=8·（104W·1.0+131W）·0.84=1580W=1.58KW4.QZM照明冷负荷的计算
QZM=N·n1·CZM
其中：
N—灯功率数（W）（白炽灯）
n1—同时使用系数
8
CZM—照明散热冷负荷系数
在本手术室中：
N为5875W，n1为1.0，CZM为0.94，将以上数据带入上式，得：
QZM=N·n1·CZM=5870W·1.0·0.94=5518W=5.51KW5.QSB设备冷负荷的计算
QSB=1000·n1·n2·n3·NSB/η·CSB
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）
η—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，NSB为3.0KW，η为0.8，CSB为1.0，将以上数据带入上式，得：
QSB=1000·n1·n2·n3·NSB/η·CSB=1000·1.0·0.9·0.5·3.0/0.8·1.0=1688W=1.69KW
9
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，QST=0KW8.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，QQR=0KW9.Q内室内冷负荷的计算
将1～8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=8.78KW10.QFJ风机冷负荷的计算
QFJ=1000·n1·n2·n3·NFJ/η·CFJ
其中：
1000—将KW变为W的系数
n1—同时使用系数
10
n2—安装系数
n3—电动机功率负荷系数
NFJ—风机安装功率（KW）
η—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，NFJ为5.0KW，η为0.8，CSB为1.0，将以上数据带入上式，得：
QFJ=1000·n1·n2·n3·NFJ/η·CFJ=1000·1.0·0.9·0.5·5.0/0.8·1.0=2813W=2.81KW11.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，QFG=0KW12.Q管道管道冷负荷的计算
将10～11项计算结果带入公式Q管道=QFJ+QFG，得：
Q管道=QFJ+QFG=2.81KW+0KW=2.81KW13.室内湿负荷W内的计算
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W内=W人+W其他
W人=n·Wr·C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，Wr为196g/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=8·196g/h+0=1568g/h14.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=1568g/h（项目13计算结果）
热湿比为Q内/W内=20137.6KJ/Kg
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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9.437g/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
15.1Q新风新风冷负荷的计算
Q新风=Q新/3600·C空·（iN–iW）
其中：
Q新—新风量（m3/h）
C空—空气比重（Kg/m3）
iN—室内状态点焓值（KJ/Kg）
iW—新风焓值（KJ/Kg）
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在本手术室中：
Q新为1000m3/h，C空1.2Kg/m3，iN为43.36KJ/Kg（干球温度22℃，相对湿度50%，1标准大气压），iW为78.71KJ/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/3600·C空·（iN–iW）=1000m3/h/（3600s/h）·1.2Kg/m3·（78.71KJ/Kg–43.66KJ/Kg）=11.78Kj/s=11.78KW15.2Q再热再热冷负荷的计算
Q再热=Q送/3600·C空·（iO–iL）
Q送—送风量（m3/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9000m3/h，C空1.2Kg/m3，iO为40.43KJ/Kg（干球温度19.5℃，含湿量8.173g/Kg，1标准大气压），iL为32.35KJ/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/3600·C空·（iO–iL）=9000h/（3600s/h）·1.2Kg/m3·（40.43KJ/Kg–32.35KJ/Kg）=24.24Kj/s=24.24KW16.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。
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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+QFGQ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）
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）
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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=0KW
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=0KW4.Q管道风管道得热量的计算
4.1QFJ风机得热量的计算
前文中已经计算出结果QFJ=2.81KW4.2QFG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：
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Q管道=QFJ+QFG=2.81KW+0KW=2.81KW5.Q室内室内得热量的计算
5.1QRT人体得热量的计算
根据前文QRT=n·（q1·CRT+q2）·CR公式计算。
在本手术室冬季计算中：
n为8人，q1为117W，q2为118W，CRT为1.0，CR为0.84，将以上数据带入上式，得：
QRT=n·（q1·CRT+q2）·CR=8·（117W·1.0+118W）·0.84=1580W=1.58KW5.2QZM照明得热量的计算
前文中已经计算出结果QZM=5.51KW5.3QSB设备得热量的计算
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=1.58KW+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=n·Wr·C人
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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，Wr为175g/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=8·175g/h+0=1400g/h7.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=1400g/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
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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：
0.324g/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5.246g/Kg），同时也获得了加热点L的含湿量（5.246g/Kg）；通过室内得热量（8.78KW）和室内状态点N的焓值（35.076g/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（5.862g/Kg），计算出送风状态点O的含湿量（5.732g/Kg）由此，所有状态点都已确定。
8.Q加热机组热量的计算
Q加热=Q送/3600·C空·（iL–iC）
其中：
Q送—送风量（m3/h）
C空—空气比重（Kg/m3）
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9000m3/h，C空1.2Kg/m3，iL为38.002KJ/Kg（干球温度24.4℃，含湿量5.246g/Kg，1标
19
准大气压），iC为29.275KJ/Kg（干球温度15.8℃，含湿量5.246g/Kg，1标准大气压），将以上数据带入上式，得：
Q加热=Q送/3600·C空·（iL–iC）
=9000m3/h/（3600s/h）·1.2Kg/m3·（38.002KJ/Kg–29.275KJ/Kg）=26.18Kj/s=26.18KW
9.Q热总热负荷的计算
将1、2、3、4、5、8项计算结果带入公式Q热=Q围护+Q渗透+Q物料+Q加热–Q管道–Q室内，得：
Q热=0KW+0KW+0KW+26.18KW-0KW-8.78KW=17.38KW因此，本手术室总热负荷为：
17.38KW。
八、新风预热量的计算
Q预热=Q新/3600·（CW'·iW'-CW·iW）
其中：
Q预热—新风与热量（KW）
Q新—新风量（m3/h）
CW'—新风预热点比重（Kg/m3）
CW—冬季室外状态点比重（Kg/m3）
iW'—新风预热点焓值（KJ/Kg）
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iW—冬季室外状态点焓值（KJ/Kg）
本手术室中，Q新为1000m3/h，CW'为1.382Kg/m3，CW为1.405Kg/m3，iW'为-17.133KJ/Kg，iW为-21.424KJ/Kg，将以上数据带入公式Q预热=Q新/3600·（CW'·iW'-CW·iW）中，得：
Q预热=1000m3/h/（3600s/h）·[1.382Kg/m3·（-17.133KJ/Kg）–1.405Kg/m3·（-21.424KJ/Kg）]=1.784Kj/Kg=1.78KW九、加湿量的计算
D=Q送/3600·CL·（dO–dL）
其中：
D—加湿量（g/s）
CL—加热点比重（Kg/m3）
dO—送风状态点含湿量（g/Kg）
dL—加热点含湿量（g/Kg）
本手术室中，CL为1.18Kg/m3，dO为5.732g/Kg，dL为5.246g/Kg，将以上数据带入公式D=Q送/3600·CL·（dO–dL），得：
D=Q送/3600·CL·（dO–dL）=1000m3/h/（3600s/h）·1.18Kg/m3·（5.732g/Kg-5.246g/Kg）=1.593g/s=5.74Kg/h
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