[分享]给水排水 |“绿色医院”给水设计难点及误区

发表于2019-12-06    39人浏览    1人跟帖    总热度:202  


基于绿色建筑评价体系中节水与水资源利用相关指标要求,通过分析医疗建筑与一般公建的差异性,对医院给水设计中采用的相关节水措施的合理性进行了探讨,并对给水干管布置方式、给水压力控制、非传统水源的应用以及节水管理等节水措施在实施过程中的难点和误区进行分析,提出相应的措施和注意事项。

0 引言
“绿色医院”是医疗建筑发展的潮流和趋势,节水与水资源利用是绿色医院的关键性控制指标之一,围绕这一指标的评价体系,在一定投资保障下,设计并选用密闭性能好的阀门、设备,使用耐腐蚀、耐久性能好的管材、管件;使用较高用水效率等级的卫生器具;采用节水灌溉系统等措施相对容易实现。而对于给水干管布置方式的选择及压力控制、非传统水源的应用、节水管理等,在绿色医院建筑给水设计具体的实施过程中,仍存在诸多现实问题。


1 给水干管布置方式的选择
给水干管布置方式可分为竖向管道布置形式和横向管道布置形式两大类,一般公建每层用水点位置相对固定,且用水范围也较为集中,其给水干管多采用竖向布置形式。相比之下,医疗建筑功能更复杂,各楼层(科室)平面功能不一、建筑平面变化多样;各楼层用水点众多,上下层用水点位置并不对应,且极为分散。在这种功能布局条件下,一方面,若给水系统仍采用常规的竖向管道布置形式,则会导致立管众多,立管转换拐弯较多,不仅增大管道施工与维修难度,系统漏损率也会大大提高,难以满足《绿色医院建筑评价标准》(GB/T 51153-2015)6.2.2条要求。另一方面,从分级计量来看,针对前述医院平面布局和用水点布置特点,若采用常规的竖向管道布置形式,需要对大量末端用水点设置计量装置,也无法实现按用途和管理单元设置用水计量装置,难以满足《绿色医院建筑评价标准》6.2.4条要求。

为更好满足绿建要求,使给水干管布置合理,在医疗建筑给水系统设计中,建议采用横向管道布置形式,即设置若干根主立管连接各楼层的给水横干管,由每层水平设置给水横干管供应各层的用水点。其优点在于:①可以解决因不同楼层用水点位置不同而导致的大量立管转换问题;②更好地解决给水系统计量问题;③便于后期维护管理,在管道检修时,关闭相关楼层或相关科室给水阀门即可;④管线布置灵活,便于处理因医院科室调整带来的用水点位调整或增减。


2 给水压力控制问题
给水压力的合理控制,不仅可以节约能源,提高用水舒适度,而且可以有效控制非主观引起的被动型用水浪费。《绿色医院建筑评价标准》6.2.3条要求:给水系统无超压出流现象。设有两档分值:①卫生器具用水点给水压力均不大于0.30 MPa;②卫生器具用水点给水压力均不大于0.20 MPa,且不小于用水器具要求的最低压力。但在《民用建筑节水设计标准》(GB 50555-2010)4.1.3条规定:分区内低层部分应设置减压设施保证各用水点处给水压力不大于0.20 MPa。在节能背景下,此条在实际工程强审中,各地多是按照强标执行,即在无特殊要求时必须满足。这也导致标准中0.3 MPa这一档压力控制值在实际工程设计中基本失去了存在的意义,工程中一般按0.2 MPa执行。

2.1 压力控制措施
在给水系统中合理配置减压阀、减压孔板或节流网(塞)等减压装置是控制给水压力的常用措施。其中,减压阀的减压范围由连接阀瓣的薄膜或活塞两侧的进出口水压差自动调节,具有改善系统运行工况和潜在的节水作用,适用于层间节流节水;减压孔板可减动压,不可减静压,下游压力值随上游的压力和流量而变,不够稳定,但投资较低,管理方便;节流网(塞)的作用与减压孔板基本相同,适用于卫生器具配件或支管中安装使用。

除以上减压措施外,也应特别注意,由于医院门诊、医技区域单层面积大,给水系统管网往往会在水平方向较长,导致系统末端和近水泵出口端的管网水压差过大。针对这一问题,建议:①集中生活给水泵房尽可能设置于给水区域的几何中心位置;②结合实际功能分区,给水系统宜设置多个供水片区,将供水服务区域分得小一些,使该区域每个用水点的水压均在规范要求的范围内。

2.2 医院热水系统压力控制的难点及措施选择
基于前述,对于医院,给水系统采用横向干管布置系统是比较合理的。要实现压力控制,对于给水系统只需按要求设置减压阀即可,但对于热水系统实现此条则较为困难。若对水平干管采用减压阀方式进行干管减压,则会导致同一竖向给水分区内各层回水横干管与立管连接处的压力不一致,无法实现分区内各楼层热水的循环问题。

为了满足0.2 MPa的压力控制要求,有设计和审查专家建议在每个用水点设置减压阀。这种做法显然不适用于医院,由于其单层用水点位可达数百个(大型医院单层甚至会有上千个),不仅安装不便,检修也难以实现,且过多减压阀的设置也会导致系统可靠性降低。

针对这一问题,建议对于横管系统采用设置减压孔板方式进行减压,孔板计算流量可按给水服务区域的设计流量计算:①当用水量较大,或达到设计秒流量时,减压孔板起到减压效果,同时热水系统由于处于用水状态,因回水压力不平衡而引起的循环问题的重要性降低,仍然可以保证出水温度;②当用水量较小或仅有系统回水流量通过时,因减压孔板所减小的压力值相对较小,对回水管的压力影响不大,仍可以实现系统循环。


3 非传统水源的应用问题
相比老版标准对“非传统水源利用”的相关要求占到86%~71%的比例,《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378-2014)中降低为30%,调整的目的很明显,就是要避免实际工程中忽视技术经济的可行性,盲目追求“非传统水源利用”的现象。对医院而言,由于其敏感性,则更是不应盲目,在《绿色建筑评价标准》中针对6.2.10条“合理使用非传统水源”的条文说明中明确:“医院类建筑本条不参评”。但据笔者实际参与的多个审查或被审的医院项目,在设计上仍存在值得讨论的问题。

3.1 优质杂排水的回用问题
《绿色医院建筑评价标准》6.2.9条评分项的条文说明中提到,“高纯水制作过程中排掉的废水、蒸汽凝结水等,应该充分回收利用”。

对于将生活热水换热产生的蒸汽凝结水回收到锅炉房,作为锅炉补水并无过多争议。需要引起重视是:①中心供应室的蒸汽凝结水容易被污染,不宜回收,应降温预处理后排至院区污水管网统一处理;②高纯水制作过程产生的废水回收问题。纯水机组产水率一般在60%~70%,从废水水质上讲,机组产水率越高,其浓缩废水含盐量越高,如果不经除盐处理而直接收集回用,势必会引起管道严重结垢和腐蚀,在笔者调研的几所实施高纯水制水废水直接回用的医院里均出现此问题。

3.2 雨水回收利用问题
随着海绵城市建设大力推广,雨水回用问题被提上各类审查意见中,几乎都要求回收利用。现行规范中关于雨水回收利用问题具有代表性的规定如下:
(1) 国标《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》(GB 50400-2016)4.1.7条:“传染病医院的雨水,……,不得采用雨水收集回用系统。”条文说明中明确“含有传染科的综合医院不在本条传染病医院之列”。

(2) 深圳《再生水、雨水利用水质规范》(SZJG32-2010)5.5条:来自特殊污染区的雨水不得作为雨水利用的水源。其中“特殊污染区”包括“医院”。

可见,对于雨水回收利用,深圳地标是严于国标的。事实上,在医院,病原风险始终是存在的,由于当前尚无关于综合医院雨水水质的相关试验数据,可类比参照的是建筑中水相关规范的发展,从仅限制传染病院污水回用,到“医院污水不得作为中水水源”,业界对医疗建筑中水回用是逐步取得共识,并趋于审慎的。同样,雨水回用时,在没有水质数据支撑的前提下,也不宜过度要求,在积极建设海绵城市的同时,也应重视安全风险问题。

3.3 医院非传统水源应用建议
从目前工程技术角度来讲,将医院污废水或雨水收集、处理达到国家现行规定的杂用水标准并没有问题,但实际工程中,除了需要考虑经济因素(如可回收水量宜大于100 m³/d)外,更多是水质安全及管理上的风险。事实上,尽管设计上根据照强制性条文给出非常严苛的防止误接、误饮、误用的要求和措施,依然出现了诸多失败案例和事故,主要存在的问题是:①市政再生水有规划,但实际运营滞后;②施工或后期维修改造阶段出现了误接;③后期管理不善,出现了水质污染等问题。

基于现实的外部条件和管理水平下,为避免出现潜在的风险和纠纷,在医院这一敏感区域采用非传统水源时建议如下:
(1) 优先采用市政再生水,且仅用于室外环境绿化和道路浇洒等用途,不宜纳入医院楼内生活给水体系。
(2) 在采用回用水时,其水质应达到相应的国家标准,不应随意使用。
(3) 医院雨水利用宜采用入渗或调蓄排放系统,不建议收集回用。


4 计量装置的设置问题
节水管理是节约用水的重要一环,基于此,在设计阶段就应按绿色建筑要求,按分级计量、按用途及管理单元合理设置用水计量装置。但在实际应用中也存在一些问题,如医疗功能区域(科室)在平面上划分不严格,难以完全满足按科室计量;计量水表设置较多,不易获取数据;淋浴器刷卡计量装置的高维修率等。针对这些反馈的问题,结合当前医院建筑能耗监管系统发展趋势,建议如下:

(1)宜优先考虑分级计量、考核要求及管网布置合理性。在此基础之上,尽可能与医疗建筑工艺专业配合,合理划分各层给水分区,以建筑功能布局合理优先,不刻意追求分科室计量。除入户计量(一级)总表以外,可按门诊、医技、病房、后勤、行政、教学等各大功能区设置二级计量;其中门诊、医技和病房宜分楼层、分科室、护理单元设置三级计量;后勤部分可根据内设功能,包括洗衣房、营养厨房、锅炉房、冷冻机房等设置三级计量。

(2)宜采用数字化远传水表,与基于物联网的在线能耗监测平台相结合,便于后期用水数据分析,针对性采取节水措施。

(3)应采用优质可靠的计量装置,避免管理上纠纷,同时也降低维修率。


5 结语
实现绿色、可持续发展是医疗建筑给排水设计上的重要理念,但对相关指标不宜采用一刀切的方式进行硬性规定或推广。不同的地域、不同的建筑功能、不同的服务对象,对作为节水与水资源利用控制指标的水源、水质、水压理应有更合理的保障和实现措施。

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 发表于2019-12-06   |  只看该作者      

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