医疗建筑特殊场合七大给排水系统设计重点

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医疗建筑特殊场合七大给排水系统设计重点

admin 2020-11-10 1250


随着医院建设要求越来越高,无论是改建、扩建、新建,都体现在医院床位数的增加、建筑单体建筑面积的增加。医院建筑作为功能最复杂的民用建筑之一,对于给排水专业设计提出了严峻挑战。

设计准备

给排水专业在进行医院建筑设计之前,应与业主单位密切沟通,提出本专业设计要求,掌握设计条件情况。

1、建筑所在院区周围水源情况,包括市政给水管网的水压、接入点位置及标高等;

2、院区周围市政排水管网情况,包括管网排水管管径、对接点位置及标高等;

3、院区周围市政雨水管网情况,包括管网雨水管管径、对接点位置及标高等;

4、院区污水处理站的位置

塑料盲沟管厂家生产的盲沟主要适用于公路、铁路路基路肩的加固排水;隧道、地铁地下通道、地下货场的排水;山坡地、边坡开发的水土保持;各种挡土墙边垂直及水平排水;蹦滑地的排水;火力电厂灰堆排水。 垃圾填埋工程排水;运动场 高尔夫球场 棒球场 足球场 公园等休息 绿地的排水;屋顶花园、花台的排水;建筑基础工程施工排水;农业、园艺地下灌溉排水系统;低洼潮湿地的排水系统。 整地工程的排水 塑料盲沟材国际上称为复合土工排水体Geocomposite dreinage systems(GDS),又称三维排水板,土木工程用集排水暗渠材等。是将热塑性合成树脂加热溶化后通过喷咀挤压出纤维丝叠置在一起,并将其相接点熔结而成的三维立体多孔材料。

、处理规模等情况;

5、院区供氧吸引机房的位置、供应能力等情况;

6、本建筑生活热水系统的热源情况,包括热源种类及技术参数等;

7、院区内其它建筑的给排水、消防系统的设置情况等。

设计范围

室内外给水系统、热水系统、污水系统、雨水系统、开水系统、消火栓给水系统、自动喷淋给水系统、高压细水雾灭火系统、气体灭火系统、灭火器配置、自动扫描射水灭火系统、供氧吸引系统等。

生活给水系统

生活用水水源

通常来自市政给水管网,也有来自自备井。消防用水水源通常来自市政给水管网加消防水池。

生活用水量标准

医院建筑的生活用水定额应根据卫生器具完善程度和地区条件按下表规定采用。

医院建筑生活用水量除了上表中病房、门诊、办公、餐饮等用水量外,还应包括浇洒道路和绿化用水量、汽车冲洗用水量、空调冷冻设备循环冷却水系统补充水量、采暖锅炉补充水量、管网漏失水量和未预见水量等。医院建筑的最高日生活用水量是一项重要指标,它的准确计算对于节水节能意义重大。

给水系统

1、室外给水系统

医院建筑室外设置DN150生活、消防合用给水管网,与医院院区原有管网连成环状管网,管网上设置消火栓(地上式或地下式)和适量绿化洒水栓。要求有两条引入管分别与市政给水管网连接。引入管上设置水表和低阻力倒流防止器。

2、室内给水系统

《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003(2009年版)第3.3.5条规定:各分区最低卫生器具配水点的静水压不宜大于0.45MPa;静水压大于0.35MPa的入户管(或配水横管),宜设减压或调压设施;各分区最不利配水点的水压,应满足用水水压要求。

高层医院建筑竖向分区设计原则:低区为地下室至地上三层,由市政给水管网直供;四层以上按每区包括5~6层为宜,每个区由生活水泵房内各区变频生活给水泵组供水。

每个分区包含层数的减少,有节水节能的要求,也考虑冷热水系统压力的平衡。

3、给水实行分科室、分楼层计量设计

诊查室、诊断室、产房、手术室、检验科、医生办公室、护士室、治疗室、配方室、无菌室等房间洗手盆龙头,公共卫生间内卫生器具均采用感应式。

4、给水引入管上设置水表,阻力损失<0.0245MPa。

生活给水供水方式

医院建筑给水方式包括市政给水管网直接供水、管网叠加供水、变频供水等。医院建筑生活给水的根本和原则是安全可靠性。

1、市政给水管网直接供水

通常一个城市的市政给水管网压力维持在0.20~0.30MPa之间,新的城市给水管网压力高一些,旧的管网压力低一些。以这样范围的供水压力通常可以满足医院建筑的3~4层,即多层医院建筑或高层医院建筑的下面几层。利用市政给水管网直接供水是给排水节能设计的重要一环,此种方式供水不需要医院建筑另外耗费电力,而供水压力也相对稳定,因此在给水设计中应充分利用市政给水管网供水。

2、管网叠加供水

(1)在医院建筑生活给水系统设计之前,我们应该对医院附近的市政给水管网的情况做到充分了解和确认,包括其压力、管径等参数以及稳定性等。

(2)罐式管网叠加供水

罐式管网叠加供水设备在市场上产生较早,在市政给水管网供水充足的区域得到了广泛的应用。但是罐式管网叠加供水设备存在以下问题:因罐体的体积较小而导致蓄水能力有限,当用户用水量和市政供水差量较大或者用水高峰持续时间较长时,罐体存蓄水不能满足需求。显然,罐式管网叠加供水设备不适合医院建筑供水。

(3)箱式管网叠加供水

箱式管网叠加供水设备自配的增压水箱是根据储存20~30min设备供水量来选择,水箱的这个储存容积对于一般公共建筑来说基本可以满足要求,但对于生活用水量较大、用水可靠性要求高的医院建筑而言,30min的水箱储存容积显然是不足的。

(4)管网叠加供水设备是一种节能产品,但在医院建筑中应慎重采用。应综合考虑建筑给水方案的合理性,做出正确的选择。

3、变频调速供水

(1)变频调速供水适用于每日用水时间较长、用水量经常变化的场所。从节能考虑,系统宜有一定的用水量规模。

(2)医院建筑尤其是包含多种医疗功能的医技门诊病房综合建筑,是符合变频调速供水范围的。在医院建筑生活给水中,病房部分的生活用水量是最大的,用水量变化也是最大的,其次才是门诊部分、医技部分。而这恰恰符合变频调速供水的特点,所以医院建筑尤其是含有病房部分的医院建筑采用变频调速供水是合理、合适、经济的。

生活用水贮水池(箱)

1、贮水池(箱)容积计算

建筑物的生活用水贮水池(箱)的有效容积计算时,其生活用水调节量应按进水量与用水量变化曲线经计算确定,当资料不足时,宜按最高日用水量的20%~25%确定。最大不得大于48h的用水量。所以在确定医院建筑生活用水贮水池(箱)的有效容积时,也应按照以上数据确定。首先应详细准确计算本建筑的最高日用水量,按20%~25%最高日用水量(即4.8~6.0小时)确定生活贮水池(箱)的有效容积。当然在有条件的情况下,可以适当增加生活贮水池(箱)的有效容积以更好地保证医院建筑的生活用水。

2、生活用水贮水方式

对于医院建筑,生活用水贮水设备可以采用贮水池,也可以采用贮水箱。应优先采用贮水箱。因为贮水箱放置在室内,便于管理控制,有利于水质卫生条件的维持,且易于与供水泵组连接。贮水池也可以设置在室内,但应做好防护措施,以保证池体内水质,只有在室内空间无法保证的情况下,才采用室外贮水池。我们在设计中通常是采用生活贮水箱。

生活热水系统

生活热水用水量标准

医院建筑的生活热水用水定额应根据卫生器具完善程度和地区条件按下表规定采用。

生活热水系统

1、系统竖向分区

为了保证生活冷热水系统的压力平衡,生活热水系统的竖向分区应与生活给水系统一致。这一点很重要,在设计中务必满足,否则在使用中带来很多问题。

2、系统供水体制

生活热水系统供水分为全日供水和定时供水。医院建筑中手术室、ICU、医务人员洗浴要求全日供水。病房卫生间病人洗浴通常是定时供水,据不完全统计,90%左右的医院业主要求病人洗浴是定时供水,每天的热水供水通常分为2个时段:中午和晚上,每个时段为1~2个小时。

3、系统供水方式

对于生活热水系统,由于医院建筑每层用水点众多,在设计中横向每层或每个护理单元的热水系统为一个小系统,每个竖向分区的热水系统采用干管、立管同程循环的方式。

生活热水系统热源

1、市政热力管网

在市政热力管网较为完备的城镇,如果能够实现市政热力管网的蒸汽或高温热水作为医院建筑生活热水系统的热源,是最佳方案。市政热力管网提供的热媒稳定可靠,在品质上有保障。稳定的热媒通过换热机房内汽水换热器或水水换热器的换热得到低温热水,可以提供给医院建筑热水用水末端稳定可靠的生活热水。缺点是只在冬季才有市政热力管网供应,所以目前应用得不大广泛。

2、锅炉房

医院院区内若已建电锅炉房或燃油锅炉房,利用锅炉产生的蒸汽或高温热水作为医院建筑生活热水系统的热源,也是不错的方案。锅炉房产生的热媒既可以作为医院建筑冬季中央空调系统、供暖系统的热源,同样可以作为其生活热水系统的热源。其优点是稳定可靠,且不受季节限制。

3、太阳能

太阳能作为环保节能的重要能源,在医院建筑生活热水系统中得到了越来越多应用。全国范多个省市已强制规定在用水量较大的病房楼生活热水系统中采用太阳能作为热源,并且要求太阳能设备与主体建筑同步设计、同步施工、同步验收。在设计中优先采用太阳能作为医院建筑生活热水的热源。

太阳能作为医院建筑生活热水热源的局限性。一是由于太阳能受季节、气候等自然条件限制较大,对于冬季或阴天下雨下雪等时段,太阳能的性能就大大受影响;二是受建筑物建筑布局及面积的影响,太阳能集热板在病房楼屋顶上布置的数量有限,自然不能提供足够的热量。

所以单纯利用太阳能作为生活热水系统热源是不可能完全满足要求的,它只能作为辅助热源,必须设置电辅助加热或与其它热源配合使用。

4、空气源热泵机组

空气源热泵热水机组在医院建筑生活热水系统中也得到了广泛应用。选择能效比较高的空气源热泵热水机组也是建筑节能的一部分。空气源热泵热水机组也有在恶劣条件下效率较低的缺点。

5、地源热泵机组

地源热泵机组通常为暖通空调专业提供热源,也可为医院建筑生活热水系统提供热源。电源热泵机组作为热源较为稳定可靠,但温度不高,且其应用在各地不均衡。

6、结论

在设计中应根据医院所在地的热源情况综合分析确定生活热水系统的热源,优先采用市政热力管网和锅炉房热源,积极应用太阳能、空气源热泵热水机组、地源热泵机组。通常是几种热源的组合使用。设计案例中常见的是:

(1)锅炉房热源+太阳能热源;

(2)太阳能热源+空气源热泵热水机组热源;

(3)太阳能热源+地源热泵机组热源;

(4)太阳能热源+电辅助加热。

热水储水装置及换热装置

1、容积式换热器

若有市政热力管网或院区锅炉房提供热源,设置容积式汽水或水水换热器是最佳方案。此类换热器既起换热作用,又起适当的储存热水作用。但必须要求此类换热器自带导流装置,不造成滞水。

2、板式换热器

此类换热器换热效率高、换热温差小但不具有储水作用,通常用在地源热泵机组作为热源时使用。

3、热水箱

基于医院建筑尤其是病房部分的小时热水耗热量较大,特别是采用定时供水时小时热水耗热量更大,也就是系统小时热水用水量更大,必须采用热水箱等储存一定时间的生活热水以满足洗浴需要。热水箱越大系统可靠性越好,但经济性越差。在设计中通常采取储存1小时的生活热水。

热水机房的设置

采用市政热力管网、锅炉房锅炉热媒、地源热泵机组等作为系统热源时,通常热水机房设置在建筑物一般是主楼地下室;采用太阳能设备、空气源热泵热水机组等作为系统热源时,通常热水机房设置在建筑物一般是主楼屋顶。

其它设计要点

1、淋浴及洗脸盆均采用混合阀。

2、洗泡手、洗婴池等设恒温恒压阀,以确保出水水温稳定,恒温恒压阀型号为YK7030-200P或HS15-JTD。

3、更浴间淋浴用水、洗泡手用水在较为分散时,可由电热水器加热供给,热水供水温度为60℃。

4、每个电热水器外部均必须设置防护箱体,仅可由医护人员开启后使用。

排水系统

室内排水系统排水体制

一般排水系统采用污废合流制。若建筑内设有核医学科,对于其内的低放射性污水应单独排放至室外衰变池,经衰变处理检测达标后方能排放。低放射性污水排水管均按规定在管壁外做铅板保护。核医学科若设置在建筑物地下室,则储存低放射性污水的集水坑应做密闭防护。

排水系统的选择

1、病房部分排水系统

病房的排水系统通常分为带专用通气管的双立管排水系统和单立管排水系统。单立管排水系统这几年来得到了越来越多的应用,其具有节省管材、节省空间的有点。但个人观点认为:对于较小型的医院建筑来说,可以采用单立管排水系统;对于较大型的医院建筑来说,采用双立管排水系统更为合适。

对于高层病房楼排水系统:病房层污水在最低一层病房层下一层顶板下汇集后集中排至室外;病房层以下污废水单独排放;一层污水单独排出。

2、门诊等其它部分排水系统。通常采用伸顶通气管排水系统。

污水排水量

污水排水量指标也很重要,它是确定院区污水处理站处理规模的重要依据。同常污水排水量按最大日生活用水量的90%计算。

污水处理站

院区污水处理站是医院建筑污废水处理的核心。其选址应考虑到对周围环境的影响和污水排放的便捷。污水处理站处理规模、处理能力应能容纳院区里医院建筑的污水、废水水量。医院建筑污水、废水(不含有放射性物质的污水、废水)排至室外经化粪池处理后直接排至院区污水处理站,经处理达标合格后排至市政排水管网;含有放射性物质的污水、废水单独排至室外经处理达标后直接排至院区污水处理站。

雨水系统

1、医院建筑的屋面降雨重现期通常按10a计。5min暴雨强度或小时降雨厚度应参照相关设计手册或当地气象资料。

2、医院建筑通常采用重力流内排水系统,对于大屋面的裙楼,也可采用压力流内排水系统。

3、屋顶设87型雨水斗,规格DN100,由立管排至室外。

开水系统

1、病人、医务人员、工作人员按3L/人.班计,每楼层每个护理单元均应设置70L电加热开水器,一般70L即可或根据业主要求。

2、每个电加热开水器外部均应设置防护箱体,仅可由医护人员开启后使用。

消防系统

医院建筑消防系统涉及到消火栓给水系统、自动喷淋给水系统、高压细水雾灭火系统、气体灭火系统、灭火器配置、自动扫描射水灭火系统等。

室外消防系统

室外消防给水管网与生活给水管网合用为环状管网,在管网上设地上式或地下式消火栓,供消防车取水及向水泵接合器供水,间距不大于120m。消防车正常情况下到达本建筑所需时间约为5分钟。

室内消火栓系统

1、室内消防用水量

(1)低层医院建筑室内消火栓用水量表

对于单一功能的低层病房楼或以病房功能为主的低层医院建筑,室内消火栓用水量单列出来,只需要计算该建筑的体积即可选取其室内消防用水量。而对于门诊楼、医技楼等其他低层医院建筑,应按“其他建筑”来选取其室内消火栓用水量,满足建筑层数≥6层的低层建筑或者建筑体积≥10000m³两个条件之一者,其建筑室内消防用水量即可取15L/s。

(2)高层医院建筑室内消火栓用水量表

(3)医院建筑主要包括医技建筑、门诊建筑、病房建筑等

在通常设计的单体医院建筑中,往往不是单一功能,而是以上二种或者三种功能综合在一个单体中,如门诊医技楼、门诊病房楼、医技病房楼、门诊医技病房综合楼等等。有观点认为应将具有二种或者三种功能的医院建筑划为综合楼来考虑,消防用水量应按一类高层综合建筑来选取,这样的结果是同等高度的医院建筑室内、室外消防用水量均各增加了10L/s。这种看法欠妥。因为《高规》明确将医院作为一类高层建筑的一个特殊类别单列出来,医院的功能已经包括医技、门诊、病房、办公等功能,以上功能均是医院功能的一部分,虽然可能医院建筑的名称叫做“综合楼”,但是不应该也没有必要将其按综合楼来看待。

(4)消防卷盘

在高层医院建筑设计中,在每个室内消火栓箱内应设置一套消防卷盘。《高规》第7.4.9对消防卷盘做了以下要求:消防卷盘的间距应保证有一股水流能到达室内地面任何部位,消防卷盘的安装高度应便于取用。

2、系统供水方式

(1)通常医院建筑消火栓系统由消防水泵房内的二台消火栓给水泵组(一用一备)和地下消防水池及屋顶消防水箱联合供水,由稳压装置维持压力。

(2)消防水泵房位置可以设置在室外医院院区内,或设置在医院主要建筑物内,一般设置在地下室内。

(3)消火栓给水泵组对于医院建筑消火栓系统而言,设置一套即可。即使消火栓系统竖向分为二个区,亦无必要每个分区单独设置一套消火栓给水泵组,只需将泵组出水管减压后接至低区即可。

3、消防水池

(1)消防水池在医院建筑消防系统中占有很重要的地位。消防水池是医院建筑消防系统的弹药库,没有消防水池的储水,建筑消防系统则完全失效。

(2)什么情况下设置消防水池,《高规》做了明确规定。在工程设计实践中,几乎所有医院建筑消防都需要设置消防水池。

(3)消防水池的储水容积。通常情况下,消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内消防用水量与室外消防用水量不足部分之和的要求。出于安全考虑,消防水池应储存室外消防用水量,且不考虑火灾延续时间内的补水量。

(4)消防水池应单独设置,不宜与生产、生活用水合并使用。

(5)消防水池大多数情况下建议设置在室外地下,紧靠消防水泵房。若室外确无空间,设置在室内地下亦可。

4、消防水箱

消防水箱在建筑消防系统中也有着很重要作用。

(1)对于医院建筑,根据现行防火规范规定:设置临时高压给水系统的建筑物,应设消防水箱。由于绝大多数医院建筑均采用了临时高压给水系统,故均应设置消防水箱。

(2)消防水箱需要设在屋顶消防水箱间内,要高于建筑功能层。对于医院建筑来说,要高于病房层、门诊层或医技层等功能层。消防水箱一般放置在屋顶机房层专用消防水箱间内。消防水箱间的位置不应放置在病房、诊室、办公、手术等医院功能性房间的上方,而是设置在公共卫生间、库房、开水间、污洗间等辅助房间的上方。

(3)消防水箱储水容积:室内消防水箱应储存10min的消防用水量。对于低层医院建筑,当室内消防用水量不超过25L/s,经计算水箱消防储水量超过12m³时,仍可采用12m³;当室内消防用水量超过25L/s,经计算水箱消防储水量超过18m³时,仍可采用18m³。对于高层医院建筑,消防水箱储水量均为18m³。个别地方消防局要求消防水箱应加上自动喷淋系统的10min储水量,是没有道理的。

5、消火栓系统竖向分区

(1)对于高层建筑消火栓系统竖向分区问题,《高规》规定:消火栓栓口的静水压力大于1.00MPa时,应采取分区给水系统。

(2)当前高层医院建筑的功能设计通常是以下情况:

1)高层医疗综合楼:包含病房、门诊、医技等全部医疗功能或者是其中的二种,通常病房部分设置在建筑物的顶部,门诊、医技部分设置在建筑物的底部。一般来说,门诊部分在建筑物中的配置位置是高层部分一层至六层(一般不超过六层),再加上裙房部分,通常是按高层与裙房一致的原则来布置各科室门诊。

2)高层门诊楼:单一的高层门诊楼并不多见。

3)高层病房楼:单一的高层病房楼较常见。

(3)应根据高层医院建筑的建筑高度结合其功能布置来进行竖向分区。不能理解为建筑高度不超过100m,消火栓系统就不必分区。高层医院建筑消火栓系统还包括屋顶消防水箱间内消火栓增稳压装置,消火栓增稳压装置会产生20m—30m左右的压力h2(这部分压力应通过计算确定),用于保证消火栓系统最不利点的压力要求。所以在计算消火栓栓口的静水压力时,应该考虑加上消火栓增稳压装置的压力h2。通常建筑高度超过70m时,消火栓系统就应竖向分区。

(4)通常高层医院建筑消火栓系统竖向分区分成高区、低区二区即可。普遍的做法是建筑物(带有裙房)的主楼高层超过裙楼高度或楼层的这部分楼层消火栓系统管网为高区,主楼高层不超过裙楼高度的这部分楼层和裙楼部分消火栓系统管网为低区。结合医院建筑的功能位置分析,一般高层病房部分消火栓系统为高区,门诊、医技部分消火栓系统为低区。

6、区域消防系统

(1)对于一个大型综合医院,院区内可能有几座甚至十几座医用建筑,包括病房楼、门诊楼、医技楼、办公楼等。这些建筑高度不一、规模不等、功能差别较大,每个建筑单体在消防上都需要设置消防水箱和消防增稳压装置。由于医院院区都很集中,建筑相距不远,医院院区的消防系统可以视为一个“区域消防系统”。

(2)一个区域消防系统,就是在院区内统一设置一个消防水泵房、一个消防水池,在最不利建筑的顶部设置一个消防水箱和一套消防增稳压装置。最不利建筑是院区内所有建筑中建筑高度最大的建筑。如果说院区内两座建筑高度相当,则距离院区水泵房较远的建筑为最不利建筑。

(3)区域消防系统内的消防设备等均按满足区域内最不利建筑消防要求选择即可。

(4)医院建筑构建一个区域消防系统技术上最合理,经济上最划算,操作上容易实现。


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