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温湿度传感器病房楼建筑热环境的特点

病房楼建筑热环境的特点主要源于病房楼建筑功能要求以及使用者的特殊性两方面。


病房楼建筑热环境的特点


病房楼内人员复杂,热环境设计中需考虑多类人群的热环境要求

      病房楼内的使用人群包括:医疗护理人员、患者及其家属,其中患者是整个病房楼的主要服务对象。建筑内不同的使用者对于建筑热环境的要求不同,这就使得热环境设计具有一定的复杂性:一方面需要重点考虑患者对热环境的要求,同时也要一定程度上照顾到医疗护理人员和患者家属的热感觉。


患者自身的身体特征使得病房楼热环境设计更为严格

       患者的身体状态不同于常人,他们对热环境的适应性也不一样。疾病对患者的身体造成较大影响,其身体较难跟随热环境的变化及时作出调整。同时,不同病种对热环境的需求也存在差异,有些疾病会直接受到热环境的影响,如支气管、眼部等部位疾病,创伤性伤口等,其患病部位和创口直接与热环境接触。

       同时,患者在住院期间会接受外部治疗以及服用药物,这些特殊性使得患者的新陈代谢率与常人不同,进而影响对热环境的适应能力。余健在《病人新陈代谢及病房人员热舒适研究》中得到:患者的新陈代谢率在冬季时约为42.63 W/㎡,在夏季时为42.56W/㎡,这比《民用建筑室内热湿环境评价标准》中提出的40.71W/㎡要大。

       综上可以看出,患者对热环境的反应与常人不同,病房楼建筑在热环境的设计上比一般建筑更加严格,热环境相关指标与一般建筑不同,需要根据患者的反应能力及时作出应对调整。


病房楼医疗安全卫生要求

       病房楼热环境应保证房间内的卫生安全,避免病菌等微生物的滋生。姜彧在病房楼建筑医疗卫生标准研究中,对室内微生物、气溶胶可吸入颗粒、挥发性化学物质进行了研究,总结出各类有害物质在不同湿度值下的含量,得出在较低的室温下,湿度控制在30%~50%范围内时,室内的有害物质较少。由此可以得出,病房楼建筑的热环境需要重点在温湿度方面作出应对,尽量减少微生物等污染物的生长繁殖,同时通过室内外通风将污染物及时排出室外。





患者热舒适性影响因素


      患者热舒适性研究以健康人群热舒适性研究为基础,同时作为特殊人群,与健康人群相比,患者对温湿度的反应不同,其活动状况、新陈代谢率以及服装热阻也具有特殊性。


温度

      患者受到自身机体特征影响,其对温度的需求与健康人群存在差异。

      《综合医院建筑设计规范》(GB 51039-2014)中规定,当普通病房设置普通空调时,冬季温度宜在20℃以上,夏季温度不宜高于27℃;应有新风供应和排风,系统规模不宜过大。

      刘祥等人在重庆市医院进行调查研究后,针对内分泌科、消化科、心内科、肿瘤科四个科室提出相应的适宜温度区间,即冬夏两季分别控制在22.8~24.2℃和23.7~25.5℃间;而普外科以及呼吸科适宜的温度区间为,冬夏两季分别控制在23.6~25.3℃和24.5~26.6℃间,略高于前四个科室。

     余健在考虑了患者新陈代谢率情况下得出:患者冬季可接受温度为18.1~25.5℃,夏季为21.9~28.4℃;患者陪床家属冬季可接受温度为20.4~22.4℃,夏季为24.6~26.5℃。求取两者温度区间的交集为:冬季20.4~22.4℃,夏季24.6~26.5℃。


湿度

      湿度在某种程度上也会影响患者对温度的感觉,是反映病房楼建筑热环境的另一重要因素。

      刘祥在《病房室内热环境与人体热舒适研究》中提出,人体在空气湿度为 40%~50%时感觉最为舒适。姜彧在病房楼建筑热舒适度标准研究中也认为,病房楼湿度的适宜取值应保持在40%~50%,但上下可以浮动10%,这对患者热感觉影响较小。


辐射温度

      辐射温度的热源比较稳定,这很容易造成室内产生温度跨度区间,人体在较大温度差时会感到不舒服,所以,要注意温差的限值和集中温度。Fanger在热环境研究中提出,对称热辐射限值应小于4℃(不舒适人数不超过5%)。同时较低的辐射温度有利于病房内的卫生安全。因此,病房内对称热辐射限值应保证小于4℃。


空气流速

      病房楼内应考虑自然通风,一方面可以保证患者的热舒适性,同时适当的空气流速和开窗通风有利于室内污染物的排出,保证病房内卫生安全。夏季病房内的空气流速宜控制在0.2~0.5m/s,最高不超过2m/s;冬季房间内的空气流速最好控制在0.15~0.3m/s。


新陈代谢率

       新陈代谢率是影响患者热舒适的关键因素。

       多数患者在病房内以卧床修养为主,而Fanger主要以处于坐姿状态的常人为对象进行研究,这与患者状态不同,静卧和静坐状态下的新陈代谢率不同。

除受到活动状态影响外,患者的新陈代谢率还会受到患病种类、治疗方式以及健康状况等多种因素的影响。有研究表明,手术、创伤和感染等应激反应会一定程度上提高新陈代谢率,并且其升高幅度与应激程度有关。研究显示,患者在发热状态时,增加1℃的体温会导致能量消耗加大12%,经历较大手术时增加10%~30%,骨折或身体有损伤时会增加30%,有较为严重的感染时会增加10%~30%的能量消耗。

       余健在《病人新陈代谢及病房人员热舒适研究》中通过公式计算得到冬季患者平均新陈代谢率为42.63W/㎡,夏季则为42.56W/㎡,这两者都比《民用建筑室内热湿环境评价标准》中静卧状态时的40.71 W/㎡要高。所以患者热舒适研究需要着重考虑新陈代谢率的影响。


服装热阻

      患者服装热阻与常人不同。住院期间,患者卧床休养,大多数会盖被子,导致患者有较大的被服热阻,这在热阻计算中需要考虑到。

      冯鹤华在研究中得出,冬、夏季静卧患者的床褥系统总热阻范围分别为1.33~4.46clo,1.12~3.51clo;冬、夏季节病人在处于静坐状态时的服装热阻范围分别为0.65~1.45clo、0.41~0.96clo。冬季普通病房病人热阻平均值为2.19clo,夏季为1.55clo,比健康人群的平均热阻要大。


其他因素

      除以上所阐述的影响因素之外,还涉及患者的性别、心理状态、年龄阶段等因素,特别是疾病对患者心理造成的影响。



 

病房楼建筑热环境评价指标


      根据病房楼热环境特点和患者热舒适度影响因素可总结出病房楼热环境相关评价指标。该指标以人体热舒适度评价指标为基础,在此之上从患者身体特征和病房楼建筑的使用特性两方面进行修正,总结出关于病房楼这一特殊建筑类型的热环境评价指标。

      病房楼室内热环境主要涉及室内的温度、湿度、辐射温度和空气流速。


温度

      根据冯鹤华、龚旎等人对患者热舒适性的研究,总结出冬季舒适温度区间在20~23℃,夏季在24~26℃。在污染物控制方面,微生物可在较大跨度温度范围内存在,包含人体温度范围,所以采用湿度控制比温度控制效果更好。

      综合以上研究,病房内冬季温度区间在20~23℃,夏季在24~26℃时,病房热环境较为理想。


湿度

      根据对刘祥、余健等人的研究进行总结,人体在空气湿度为40%~50%时最为舒适。患者康复方面,ASHRAE handbook针对一部分疾病给出了适宜的热环境范围,建议室内湿度保持在适中范围内,大概在30%~60%间较为合适。在控制污染物方面,姜彧指出湿度在30%~50%的较低范围内时,室内卫生状况最好。

     综上所述,病房楼室内湿度在30%~60%为患者可接受湿度区间,40%~50%为较为适宜湿度。


辐射温度

      辐射温度需要注意温差的限值和集中温度,Fanger提出对称热辐射限值应小于4℃(不舒适人数不超过5%)。同时较低的辐射温度有利于病房内的卫生安全。因此,病房内对称热辐射限值应保证小于4℃。


空气流速

      夏季病房内的空气流速以0.2~0.5m/s为宜,以自然通风为主的房间可增大风速,但不宜超过2m/s;冬季空气流速以0.15~0.3m/s为宜。同时,适当的空气流速和开窗通风有利于室内污染物的排出,有利于保证病房内的卫生安全。因此室内空气流速可控制在0.15~0.5m/s之间。

来源:www.inste.com.cn

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