医院建筑给排水工程设计的几点想法

　　作者：姚莉娜 美国CMC建筑设计与规划事务所/上海励翔建筑设计事务所 上海 200122

　　摘要：在医院建筑的给排水工程设计中选用空调废热回收、太阳能制备生活热水，优化各类给排水管线设计，优化给排水设施的设置。

　　关键词：医院建筑  节能  给排水设施 管线  医院环境卫生

　　A few ideas of the water supply and drainage engineering design to the hospital buildings
　　Yao Lina
　　（CMC Architecture ,INC./Lixiang Architecutral Design Company Shanghai 200122）

　　Abstract：Hot water preparation by air condition heat recovery and solar in the hospital building to the water supply and drainage design，optimizes the design of various types of water supply and drainage lines and the setting of water supply and drainage facilities.

　　Keywords：Hospital building，Energy-saving，Water supply and drainage facilities，Pipeline，Hospital environmental sanitation

　　0　引言
　　伴随着社会、经济的进步发展，国民的医疗保健需求越来越高，近年来国家加大了对公共卫生事业的资金投入，全国各地新建了很多医院，一些老医院也进行了大规模的改、扩建工程。医院建筑作为医疗救护的基本设施，从设计上如何最大程度考虑医院建成后的使用方便、合理，并达到节能、环保显得尤其重要。在整个医院建筑规划设计中，给排水是一个配套专业，但其设计成果的优劣与医院的生活、工作、就医环境密切相关，直接关系到患者的救治和康复以及患者、医务工作者的身心健康。所以给排水专业的设计在满足国家颁布的各类规范、规程的前提下，还要满足一些医疗建筑设备特殊功能的要求，并且考虑医院在运行时的安全和可靠是十分重要的。设计时需要考虑每个工程的自身特点，结合业主在使用和管理上的具体要求，合理选择系统设计方案，以更好地满足医院建筑的使用功能。以下介绍医院建筑的给排水工程设计中的实例和设计中采用的一些措施。

　　1　合理选用能源
　　我国人口众多，人均能源资源拥有量较低，要实现经济社会的可持续发展，必须走节约资源的道路。在设计时对工程所在地的外部和内部有可能利用的能源进行合理的选择。

　　在医院建筑能耗中80％是供冷供暖和供生活热水。对给排水专业而言，合理的选用制备生活热水的热源尤为重要。目前综合医院设计时，手术部、产房、各类ICU和中心供应、静脉注射药品集中配置中心等部门对环境的温度和洁净要求较高。这些部门设有很多内区，设备及人员的发热量大于建筑物外维护结构的散热量，因此我国很多地区综合医院中的这些部门不但夏季需要空调制冷，在过渡季节（即春、秋季）甚至冬季都需要空调制冷。为方便医院的运行管理，避免在冷或热负荷小的季节开启大功率的空调机组，暖通专业通常为这些部门专设一套独立的空气源热泵机组，解决这些部门的特殊空调要求。

　　在工程实践中利用空调废热预热生活热水，是我们在综合医院设计中可以优选的生活热水制备方案。以最近完成的一个工程为例，新建病房综合楼内设2000张病，建筑面积11万平方米，建筑总高23层，由于用地十分紧张，无法采用水源热泵，且主楼屋顶基本被热泵、冷却塔、水箱和各类风机、管井等占满，仅有裙房部分屋面可用。针对医院的实际情况，该工程设计时，中、高区采用热回收系统，低区采用太阳能热水系统，同时辅助蒸汽加热的生活热水制备方案。热水系统简图见图（一）。

　　空调专业在主楼屋顶设置了3台带热回收装置的风冷热泵，春、秋季可提供1740 kW的废热，夏季可提供1450 kW的废热（热媒水初温50℃、终温45℃）。给排水专业在屋顶设置了6台10吨储水罐，并设置了2台高效板式换热器、2台循环加热水泵和自动控制设备，利用这套热回收装置预热生活热水至45℃。以春秋季冷水温度10℃计算，经计算高、中区的生活热水最高日热水用量为450m³/d，最大时用水量为50m³/d时。预热生活热水至45℃时的耗热量为2000kW，考虑热回收提供的热量仅为最大小时耗热量的80%左右，所以本工程设置储水罐蓄热。本工程中按高、中二个供水分区，分别设置了高效BFGW浮动盘管汽-水半容积换热器，将预热的温水加热至60℃后供至各用水点。该系统的特点，仅增加少量设备就可以在春、夏、秋季空调热泵运行时，利用热回收装置获取大量的空调废热预热冷水，大大地减少了加热设备的蒸汽耗量，同时又能提高了空气源热泵的制冷效率，最后采用汽－水换热器将预热的温水加温至60℃后供至各用水点，可以严防热水供应系统中军团菌的滋生，确保热水系统供水水质的安全、可靠。本工程热回收系统估算每天可节能约17000kW。全年按8个月计，估算可节能约600万kW。

　　在医院建筑中，由于各类设备繁多，主楼的屋顶基本被热泵、冷却塔、水箱和各类风机、管井等占满，在设计中仅能利用裙房屋面面积大且设备相对较少的特点，结合建筑造型设置太阳能集热器用于制备或预热生活热水，这也是一种比较好的办法。以上述工程为例，病房综合楼低区是三层病房加手术部、产房、各类ICU、CCU重症监护部门，采用变频泵组供水，低区的生活热水最高日热水用量为80m³/d，最大时用水量为15m³/d时，利用五层裙房屋面设置太阳能集热板，采用定温强制循环间接加热方式制备热水，并设置闭式储水罐储热。辅助热源采用外置蒸汽加热设备，配备智能化控制系统，保证辅助热源及其加热设施在保证太阳能集热系统充分工作的条件下运行，并且设置防过热措施和排回防冻措施，确保全年系统运行可靠、安全。

　　由于本工程所在地属太阳能资源一般区域且屋顶面积有限，本工程太阳能热水系统的保证率按35﹪考虑，在五层裙房屋面设置250块太阳能集热板，每块集热板面积为2平方米，产水量为60 l/m².d。经估算平均每天可产热水30吨左右，在设备层设置3台10吨储热水罐，系统设备组合充分考虑太阳能热水系统的可行性、可靠性和一次投资的经济性。太阳能热水系统估算全年可节能约50万kW。

　　利用暖通专业带热回收装置的风冷热泵预热生活热水，具有系统简单、年运行时间长、初始投资低、技术成熟等优点，在我国的中部地区可在春、夏、秋三季运行，在气候较温和的长江中下游地区和南方地区可在全年运行，其节能的效果尤为明显，所以在工程设计中利用空调废热，是我们在综合医院设计中可以优选的生活热水制备方案。

　　根据医院实际情况，在设计中选用可再生能源、余热、废热或大自然提供的能源，充分利用低品位废热，尽可能降低高品位能源（即天然气、燃油、城市热网等）的使用，对减少能源浪费和减少温室气体排放，保护自然生态环境有着积极的意义。

　　2　合理安排好各类给排水管线
　　随着现代化医院的医疗科技水平的大幅度提高，人们对医疗建筑舒适性的要求随之增加。新建的医院大多数设置了集中热水供应系统，设计时应充分考虑医院的实际使用情况布置热水管网，即各楼层、平面区域热水系统在使用性质、用水时间上存在较大差异，按使用功能通常分为门诊、急诊、医技、病房和后勤保障部门等区域，热水系统应根据使用功能的要求作相应分区，在管道布置上分成几个可以独立启闭的系统，或采用一些自控阀，合理地划分成多个系统，避免由于小部分区域使用热水而开启整个热水系统。

　　在热水用量比较大病房楼内，有普通病房、产科病房、特需病房等，为了满足不同需求的患者，往往在同一楼层即设置了普通病房又设置特需病房。基于我国幅员广大，各地经济发展不一，病房楼热水系统设计宜根据医院所在地的财力状况及医院运行时的成本核算要求，分为全天和定时二个生活热水供应系统。医院手术室、产房、产科病房及特需病房设置一个独立的热水供应系统，全天供应生活热水。普通病房设置为一个独立的供应系统，定时供应生活热水，需要时该系统也可以全天供应生活热水。分系统设计的热水供应管线，使初次投资略有增加，但在我们实践中得到大部分医院运行管理部门的认同，尤其是我国很多欠发达地区的县级医院，可以方便医院运行管理和节能。见图（一）所示，图中的电动阀（1）、（2）可根据不同的热水供应时间采用时钟自动控制。

　　医院建筑不仅要满足使用功能需要,同时还要考虑室内外环境美观、舒适，对吊顶高度有较高的要求。随着医院建筑中设备及装备系统增多，各类管道的数量大大增加，综合各类管线、合理布置各系统在平面吊顶内的管道，对降低建筑层高减少投资有积极的意义。在高层病房楼的设计工程实践中，将不同分区的给水、热水、回水、饮用水、消防等水平干管，分别设置于不同楼层的吊顶中，可以避免顶层或某些楼层吊顶内的给排水管道过多，影响走廊吊顶高度。

　　考虑各类管线运行时的安全、可靠，并需要考虑日常维修和应对一些突发事件。当病房综合楼设备层以上为病房区域，以下为医技或其他功能区域时，敷设在设备层的排水汇合总管上部接入的立管不宜太多，当较多病房卫生间污水管汇入一根立管时，虽然计算结果可以满足设计规范要求，但使用时很不安全，医院卫生间属公共场所，排水管易出现堵塞情况，汇合管一旦堵塞，清通检修时的会导致大量卫生间无法使用，其后果是非常严重的。为保证医院运行时的污水管道检修的可能性，设备层以上病房区域的污水立管宜分设多路汇合管道引至一层排出，一旦一路管道堵塞清通或检修时，其余区域的医疗、生活排水设施仍可安全使用。

　　中心供应区内的消毒锅凝结水、各类机械清洗设备排放的高温污水应各自单独排管收集排放，并单独设置降温池或降温井。当中心供应设置在地下室内，上述二项排水应单独设置集污池，且集污池不得设置在中心供应的洁净区域内，并严禁与地下室其他生活污水合用集污池。现在很多医院购置的自动清洗消毒器，由于采用85℃低温蒸汽消毒，宜单独设置排水管。以上各类排放高温污水的管道需选用铸铁排水管柔性接口，或耐高温塑料排水管。医院同位素诊疗区域，含有放射性污水的管道应单独排放，选用铸铁排水管柔性接口，并设置混凝土专用防护管井，经贮存衰变达标后排入院区污水管。

　　3　认真处理好设计中的一些细节
　　在医院给排水工程设计时确保供水水质安全，严格执行“生活饮用水不得因管道内产生虹吸、背压回流而受污染”，是十分重要的。当医院中心供应部门设置各类机械清洗机时，这类设备容易产生背压回流，导致发生高污染危害的可能，从医院供水管接往中心供应的起端的管道上，必须设置减压型倒流防止器。从医院供水管接往感染门诊或病区的供水支管起端，应设置空气间隙或压力型真空破坏器，医院的检验科、病理科宜单独设置供水支管，在供水管起端设置空气间隙或压力型真空破坏器；在生活、医疗垃圾间、垃圾中转站、太平间、污洗间、吸引机房的供水支管起端，根据回流污染的危害程度设置空气间隙、倒流防止器或压力型真空破坏器。

　　医院建筑对环境卫生要求较高，设计时应重视和加强排水系统透气管道设置。高层建筑病房卫生间内的排水管道应设置专用通气管，宜每层设置H管连通，维持好排水管内的压力平衡，防止卫生器具的水封破坏；地下室设置吸引机房、太平间或其他医疗或辅助设施时，应各自独立设置集污池采用密闭井盖，并设置透气管引至室外；医用倒便器应设通气管；医院设置集中二级污水处理设施时，格栅间大门开启在不常经走人的地方，必须考虑曝气池废气的高空排放，或将曝气池废气收集后经臭气吸附装置处理后排放，污水处理设施的位置尽可能设置在医院常年最小频率的上风向，并靠近医院的污物出口，

　　医院建筑内有大量的卫生间、清洗间、污洗间等场所，为避免地面积水需要设置地漏，但常常由于地漏存水弯内水封干涸后下水道污染气体进入室内，造成医院内部环境污染并有可能导致各类病菌传播。在工程实践中可以采取这样的措施，公共区域和病房卫生间内采用无水封直通型地漏并设置P型存水弯，将洗脸盆的排水管在地漏P型存水弯水封以上处接入，洗脸盆的排水 直接可以给地漏水封补水，由于卫生间吊顶内有较高的空间，这一方法简单易行，见图（二）。

　　对于清洗间、污洗间和设有清洗设备、拖布池等场所，采用无水封磁性翻斗式地漏并配置P或S型存水弯。对急诊抢救室、职工餐厅等处可设置开启式密封地漏，满足其地面冲洗的需要；对于各层空调机房和设置在设备层净化空调机组的冷凝水，采用独立排水管道，引至室外间接排放。

　　医院的室外上下水管道纵横交错、繁多复杂，尤其是改建、扩建工程，室外敷设管道的场地十分紧张，室外污水管道应采用埋地塑料管和塑料窨井，节省排管空间又可以防止污水管道渗漏污染地下水，在地下水位高的地区，可以大大减少雨水渗入室外污水管道内，避免造成医院污水处理设施超负荷运行，保证污水处理效果。

　　医院是病人的聚集、就医的场所，也是各类病菌集中散播的地方，在医院建筑工程的设计中做好一些细节处理，优化给排水设施的设置，使医院整体的环境卫生得到保障是十分必要的。

　　参考文献：
　　[1]GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》（2009年版）
　　[2]《综合医院建筑设计规范》（2007报批稿）