时间：2013-11-29 分类：建筑设计
摘要：现代的高层医院建筑，它的整体功能更是相当的复杂，各层之间的功能不同，使用效果也不同，给排水设计的合理与否直接影响效果及经济。本文根据工程实例，对医院建筑给排水设计进行论述，旨在跟大家交流，共同进步。
关键词：医院,给排水设计
随着现代医学的迅速发展，新医疗技术和医疗设备不断投人运用，使得医院建筑功能日趋复杂，其对给排水设计的要求也愈来愈高，既要考虑医院各功能区的设备使用差异性，又要在建筑整体上综合分析、合理安排各个系统，利用有限资源，降低有限成本。
一、工程概况
某医院由连廊分别把南北两个病区联系起来。住院楼总占地1.1万m2，建筑面积3.6万m2，地面13层，地下1层，建筑高度47.5m，是一座规模较大、现代化智能型的住院大楼。
二、给水系统设计
1用水总量的计算
根据医院用水定额及小时变化系数指标，计算住院楼用水总量见表1(空调补充水量由暖通专业提供)。
2设备的选择及水箱的设置
对一座大楼来说，选择适当的供水设备，是至关重要的，本工程设计采用变频调速恒压供水设置。原因有以下三点：
①自身条件的限制，由于设计时本住院楼处于航线的范围内，层高受到严格控制，以至于本楼无法在梯面层设置高位水箱;
②由于高位水箱对水质造成了二次污染，影响人体的身体健康，所以省人大会议早已提出取消天面水池的决定;
③变频调速恒压设备适用于用水量昼夜变化大的场所，以便达到节省投资，节约能源的目的。变频设备有以上优点，但同时又面临一个严峻的问题，因为住院楼北楼第十、十一层是手术室及监护中心，是不能出现断水现象的，但变频调速恒压设备的最大缺点是如电源出现故障，就不能正常供水，会造成手术失败，病人生命安全受到极大的危害。笔者认为解决的办法是在天面设一座10m3的天面水池，设专管从天面水池引至手术室、监护中心的用水点，以便在停水时手术顺利完成。
3室内给水系统
室内给水系统分为两个区供水，I区为5～l3层，取上行下给式供水，即变频调速恒压设备供水至天面横干管，由管井内支管供水至每个供水点。Ⅱ区为2～4层，采取下行上给式供水，供水干管经过可调式减压阀减压后，由首层横干管供水至管井内支管，然后供水至每个供水点。
地下室分别设有生活水池及消防水池，生活水池贮水120m3，并在生活水池设有导流墙，以防止水池内产生死水，造成水质污染。
为了增加周围环境的美观，拟在建筑的中部设置一个喷水池，但池深仅0.3ITI，无法把水泵放入池内。考虑到消防水池平时是闲置的，可以用做喷泉的循环用水，并且把喷泉水泵放在泵房内，这样既可以减少占地，节省投资，又便于管理。喷水池因蒸发、风吹、渗漏、排污等损失为循环水流量的5%～10%，可以由市政进水管补充。
三、热水系统设计
医院要求住院楼24小时全日制供应热水，不能有任何间断，热水供应要求安全可靠，水温基本控制在人的正常体温37oC(左右)，故该热水供应单独成为一个系统，同时辅以加热设备，以确保供应热水系统万无一失。笔者根据医院已有蒸汽锅炉，而且广州地区属亚热带地区，常年气温高，日照时问长，太阳能资源丰富的特点，为了充分利用这些优势，向建设方推荐采用以太阳能作热源并附设一套以蒸汽锅炉为辅助加热装置的集中热水供应系统。
1太阳能系统工作原理
1.1介质循环系统
太阳能系统产热部分为集热器，集热器接受太阳光能转变成热能，将来自热交换的冷介质变成热介质，热介质由集热器上部流出而进入热交换器，热介质在热交换器内与冷水发生热交换变成冷介质，冷介质再由循环泵循环到集热器底部而完成一个循环。由于采用防腐、防垢、防冻的循环介质，从而使该系统克服了目前太阳能利用方面存在的相应技术问题。
1.2水循环系统
储水器中的冷水由储水器的底部经热水循环泵送至热交换器。在热交换器中冷水遇热介质而变成热水，热水自热交换器流出送至储水器顶部由储水器储存供用户使用。不断有冷水流出储水器，进行热交换，冷水又流入储水器，形成了该系统的水循环系统，水温不断升高。
1.3冷水供应和热水分配
系统的冷水由供水泵直接供给，热水供给用户采用落差压力取水。
1.4辅助热水系统
考虑阴天和冬季集热系统热量不足的因素，系统需设置辅助加热，辅助加热采用蒸汽加热相结合的方式。设计采用蒸汽加热以降低运行费用。蒸汽加热的来源是医院自设的蒸汽锅炉。
1.5控制系统
采用全自动控制系统，将水温、水位、压力等信号采集至集中控制器，集中控制器采用PLC，按预定程序实现自动补水、放水，自动实现辅助加热，自动显示水温、水位，自动故障报警等，做到无人职守仍能可靠运行。
1.6与建筑结合的处理
集热器采用平板集热器，放置于屋面，因为平板集热器具有价格低，结构和功能易实现与建筑结合等特点。储水器和热交换器隐藏设置，建筑施工时预设上下水管道。#p#分页标题#e#
2加热设备的选择
加热设备的选择应根据使用特点、耗热量、加热方式、热源等情况来确定，对于热源为蒸汽，常用的加热设备有容积式加热器和半即热式加热器。人们基本上采用容积式热交换器，主要是考虑所提供蒸汽量与热水供应最大值之间差值调节量减小了蒸汽锅炉设计量，减少了锅炉房占地面积，节约了一次性投资。然而现在人们对水质要求愈来愈高，尤其是生活热水中发现军团菌致病的实例，引起了人们的高度重视。主要是因为在30℃~55℃水中最容易繁殖军团菌，为此，世界卫生组织(WHO)推荐：\"热水应在60℃以上储存，并至少在50℃以上循环。如某些使用者需要将水龙头水温降到40℃或50℃左右，则可以使用调温混合阀来实现。为保证蓄水温度不利于肺炎双球菌的生长，该调节阀应设定在靠近关停点的地方。\"这点对于医院尤为重要。因为住院者均为有病的弱者，如在医院内发生军团菌则不利于病人治疗与康复;此外，容积式交换器内水温是以梯形状态分布，在热交换器内部很难保证处处水温在60℃左右，从而导致容积式热交换器内供应热水系统管道中产生军团菌，潜伏着巨大的危险。
因此，改变医院使用热交换器形式应是当务之急。宜采用半即热式或即热式热交换器，使其热水供应系统水温始终保持在60℃以上区域进行供水，以避免军团菌滋生，杜绝军团病的发生。容积式水加热器占地面积大、热效率低、重量大、易滋生微生物，因此，容积式水加热器在国外明确不能用于医院等建筑物。半即热式加热器是一种带有超前控制具有少量贮存容积的快速式水加热器，它由于具有预测管、积分预测管、热媒调节阀控制下的热水出水温度稳定，并具有体积小、占地少、热交换效率高等优点，采用半即热式和即热式热交换器是十分合理和必要的，符合现代医院供应热水使用的要求。
根据建设方的要求，热水按全日供应计算，热水设计温度为65℃，冷水设计温度为12℃，小时耗热量为80万w。按规范规定，医院水加热器不得小于2台，1台检修时，其余各台的总供热能力不得少于设计小时耗热量的50%，故选择2台40万W的半即热式加热器设于天面。
3热水系统布置
由于住院楼中间没有设备层，如果要与给水系统的分区一致，热水系统的用水管无法敷设，故热水系统不分区。管网采用干管上行下给机械全循环方式，并在施工安装调试时，调节二、三层进卫生间支管的阀门，以便控制进水管的压力，使卫生器具不会因超压而损坏。为了及时取得不低于规定的热水而设置热水循环管道，在布置上采用同程循环方式，防止热水管网的循环不均匀，以保证各出水点不低于规定水温。
四、排水系统设计
1室外排水
本建筑物的污水量按给水量的90%计算，即Q=455m3/d。本建筑物的室内排水管道采用分立管系统，粪便水集中排入化粪池经处理后与其它污水汇合，排入医院的污水处理站进行处理，符合医院污水排放标准后再排入市政污水管道。
2室内排水
室内排水采用雨、污、废水分流排水系统。立管沿管井下至首层顶，由横干管将雨、污、废水汇集至隐蔽处，排至室外检查井。二楼排水管不单独收集，而是在二层将立管放大一级，再接入二楼排水支管，并且要求横干管与排水支管距离达到规范的要求，方可接入横干管。
地下室排水设有环形集水沟，并接入集水井，然后由潜污泵排至室外，潜污泵流量按消防时产生的排水量确定。
五、消防系统设计
本建筑按《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-952001版)一类建筑进行设计，设有室外、室内消火栓灭火系统、自动喷水灭火系统及高低压配电房、变电房，不能灭火的部位，设有洁净气体灭火系统。
1用水量
室外消火栓给水系统设计流量为20L/s，火灾延续时间为2h;室内消火栓给水系统设计流量为20L/s，火灾延续时间为2h;自动喷水灭火系统设计流量为30L/s(地下车库按火灾中危险等级为Ⅱ级设计，其它按中危险等级I级考虑)，火灾延续时间为1h。地下室泵房内贮存2h消火栓系统用水量和1h自动喷水灭火系统用水置共252m3，屋顶水箱贮存10分钟消防水量为18m3。
2消火栓给水系统
室内消火栓为常高压系统，即采用全自动气压消防给水设备，型号：FQL—I一72—80，作为消防供水设备。消火栓布置采用暗装，并按二股水柱同时到达室内任何部位设计，室内消火栓为南北楼合为一个系统，并成环状布置。消火栓给水系统由于本住院楼静压没有超过0.8MPa，故不需要进行竖向分区。为了保证室内消火栓的出水量不超过规定的流量，使水枪的反作用力不致于造成消防人员操作困难，在地下室～三层的消火栓设置减压孔板，进行减压。在该建筑的东面设有2组SQB100型消防水泵接合器，供消防车向室内消火栓管网加压供水使用。另外，在水泵出口处采用的缓闭式止回阀，避免水锤的产生，以及在消防给水管网上设置泄压阀组，将超压的水量排回消防水池。
3首层消火栓
本工程用地周围环境较差，而对病者来说，优雅的环境对治疗起着不可忽视的作用，为了提供给医院一个更好的环境，建筑设计中大胆将底层架空，并采用呈保龄球状的柱子，呈现出一个丰富、有层次的绿化大空间。为了达到建筑设计的要求，不破坏它的整体效果，这样就给我们给排水专业带来一个难题，部分的首层消火栓无法设置，无法达到规范要求。为了解决这个问题，笔者考虑既然首层是架空层，室内、室外已相通，根据消防规范要求，室外消火栓应沿高层建筑均匀布置，这样可通过布置室外消火栓来弥补首层消火栓不足的情况。这样既不破坏建筑设计中的创新构思，又可以满足规范的要求，一举两得。室外消防管网采用DN150，平时作为给水管道，可以满足用水的需要。#p#分页标题#e#
4自动喷水灭火系统
根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084—2001，本建筑自动喷水灭火系统按中危级设计。系统设计流量为30L/s，系统采用二组湿式报警控制，每组报警阀控制喷头数不超过800个。喷头选用原则：建筑内有吊顶的部位，吊顶下部采用ZSTD-15/68型装饰吊顶型喷头;吊顶内净空超过800mm部分，吊顶内设置有ZS11S一15/68型喷头;地下车库采用ZSTZ-15/68型直立式喷头。
自动喷水灭火系统竖向分两个区供水，地下室～六层为下区，采用减压孔板进行减压，七层～十三层为上区。建筑的东侧设有二组SQB150型消防水泵接合器，供消防车向喷淋系统加压供水使用。
地下室水泵房设有全自动气压消防给水设备一套，型号：FQL—I一108—80。喷淋泵由消防控制中心自动控制，当喷头喷水灭火时，湿式报警阀压力开关启动喷淋泵进行灭火。
5消防排水
为了保证灭火时消防水的排出，本工程设计采取下列措施：
(1) 根据以往的经验，如果集水井放在电梯井底，会使电梯坑内有积水，使电梯零部件经常处于潮湿状态下，影响电梯使用寿命，故本次设计将集水井移到电梯井外，不但对电梯有利，而且检修潜水泵也方便。
(2) 地下车库设有明渠格栅、集水井，每个集水井内均设有潜污泵。潜污泵排水量按10L/s设计。污水由潜污泵排至室外检查井。
六、结束语
医院建筑本身是一种专业性和综合性较强的建筑，特别是现代的高层医院建筑，它的整体功能更是相当的复杂，各层之间的功能不同，使用效果也不同。对于给排水设计人员来说，应改变传统思维，不断创新，在保证符合国家规定的同时，尽量保持医院给排水系统的最佳使用效果。
