醫院給排水設計的幾個關鍵問題分析
來源:土木在線 時間:2015-07-23 11:25:01 [報告錯誤] [收藏] [打印]
目前,隨著國家現代化進程的發展和城市化進程的日益加快,在很多地方,原有的醫療設施難以滿足人們對醫療衛生的要求。因此,近年來,全國各地改建或新建了一大批的醫療建筑。但是,在醫院建筑的給水排水設計中,關于醫院建筑設計用水量的選用問題,不同規范給出了不同的數據;此外關于醫院噴淋管材的選用、消防排水、消防防水等問題,不同的設計人員則存在不同的理解。在此談談對這幾個問題的看法,以期和廣大設計同仁共同探討。
1、關于如何選取醫院用水量標準的問題
關于醫院建筑的用水量標準,現行《建筑給水排水設計規范》中的用水量標準-表3.1.10-中提到:“設單獨衛生間的病房,每床位每天用水量為250~400L,小時變化系數為2.5~2.0。”關于同一個問題,《綜合醫院建筑設計規范》(JGJ49-88)第5.2.2條提出:“病房設浴室、廁所、盥洗設施時,每床位每天用水量為250~400L ,小時變化系數為2.0。(該水量不包括醫療裝備、制藥、廚房、洗衣房以及醫院職工和病人陪同人員的生活用水)?!憋@然,在這兩本規范里面,雖然用水量標準是一致的。但由于兩本規范給出的小時變化系數不一致,這必然影響到最大小時用水量的計算。而且,由于這兩本規范給出的只是每個床位的用水量標準,對陪護人員等的用水量標準并沒有給出明確的數據。而且,關于每個床位陪護人員的數量,不同的設計人員會有不同的理解。由于這兩個問題沒有明確,必然不利于醫院建筑初步設計階段設計人員合理計算整個醫院的最高日用水量,同時也不利于室外給水管道的計算。
通常情況下,在計算排水量的時候,排水定額大都取相應給水定額的85%~95%。那么,在《醫院污水處理設計規范》(CEECS07:88)第2.0.2條有如下規定:“醫院的綜合排水量,對于設備比較齊全的大型醫院,平均日污水量為400~600L/床?日,K=2.0~2.2;對于一般設備的中型醫院,平均日污水量為300~400L/(床?日),K=2.2~2.5;對于小型醫院,平均日污水量為250~300L/床.日,K=2.5?!憋@然,這里指的是綜合排水量標準,經相應換算后,即可得到醫院建筑每床位的綜合用水量標準。
從設計需要來看,在新建醫院的院區總體用水量把握方面,當需要通過最大小時用水量來確定院區生活低位儲水池(箱)容積的時候,采用綜合用水量標準進行計算,比起《建筑給水排水設計規范》或者《綜合醫院建筑設計規范》所給出的每床位用水量標準,更便于廣大設計者進行實際操作。當然,對于改建或新建醫院住院部大樓筑用水量計算方面,仍開采用床位用水量標準。但是,有關陪護人員的用水量計算仍是一個不確定因素。
在醫院建筑的用水量計算時,根據上述數據,結合醫院的設計規模(床位數),另外疊加空調循環水系統的補充水量、鍋爐用水量、蒸餾水制備冷卻循環水系統補充 水量以及水療,泥療設備等用水量即可。無疑,這一組數據里面已經涵蓋了醫院廚房用水、醫護人員用水、中心供應內的蒸餾水制備用水、陪護人員用水、制藥用水、醫院洗衣房用水等用水量。不僅給廣大設計人員提供了很大的方便,同時,也減少了很多無謂的爭議。畢竟,在計算用水量的時候,象陪護人員的數量等,在設計階段是很難確定的。
對設計而言,作為日常設計依據的很多設計參數和計算公式,大都根據歷史統計資料分析,從而建立相應的數學模型,經統計分析而來。同時,在工程的實際運行過程中,通過現場實測相關的運行數據,對原有設計參數和計算公式進行不斷修正,進而不斷提高這些設計依據的可靠性和權威性。關于醫院用水的實測數據,化學工業出版社出版的《醫院污水處理技術及工程實例》中給出了一組1998年北京地區部分醫院每床位的綜合用水量。
根據以上給出的一些實測數據,只有兩個醫院用水標準較低外,其余均遠高于國家規范規定的數據。因此,對醫院建筑給水排水設計而言,醫院的性質不同,醫院建筑所處的地域不同,綜合用水量標準必然會有所不同。因此,要想進一步提高醫院給水排水設計的供水可靠性,恐怕還需要更多的醫院實測用水數據補充到相關設計規范中去。
2、 醫院建筑噴淋系統管材的選用問題
對醫院建筑消防的特點而言,由于平時人流量大,多數住院患者行動不便,相應加大了火災時人員疏散的難度。此外,由于噴淋系統管道泄漏造成醫院設備損毀或引起人員恐慌的事故也有發生。因此,一個安全可靠的消防系統對醫院建筑來說就顯得尤為重要。在一些大型三級甲等綜合性醫院的門診綜合樓中,通??赡軙泻芏啻笮歪t療設備,如X射線-正電子發射型電子計算機斷層掃描儀(PET-CT,包括PET )、伽瑪射線立體定位治療系統(γ刀)、醫療電子回旋加速治療系統(MM50)、質子治療系統、X射線電子計算機斷層掃描裝置(CT)、醫用磁共振成像設備(MRI)等。這些醫用設備大多價格不菲,身價動輒數十萬乃至數百萬。一旦這些房間的噴淋管道發生泄漏,所帶來的損失將會很大。
在以往的噴淋系統設計中,系統管材一般采用熱浸鍍鋅鋼管。但是,在使用過程中,人們發現噴淋系統的安全使用壽命往往難以與建筑物的使用壽命相匹配。同時,在對一些使用年限在5年以上的噴淋系統進行放水測試的時候,從末端試水接頭處流出的水多為黃褐色??梢韵胂?,雖然設計時要求在報警閥前設置了過濾裝置,但是內壁腐蝕比較嚴重的管道還是有可能造成噴頭的堵塞。此外,關于噴淋系統在正常使用過程中因管道泄漏帶來損失的事故也有發生。據相關資料顯示,噴淋管道非正常損壞主要由微生物侵蝕而造成管道點蝕穿孔、裂縫、凹陷及絮狀等因素引起的。
因此,對醫院建筑噴淋設計來說,安全可靠的噴淋管道不但關系到整個醫院建筑的火災安全,同時也可有效避免因噴淋管道腐蝕給醫療設備等所造成的重大損失。就目前而言,可以用以替代熱浸鍍鋅鋼管作為噴淋管道的管材主要有襯塑鋼管、薄壁不朽鋼管、CPVC管(氯化聚氯乙烯管)等。這些管材中,CPVC 管因具有使用年限長、抗微生物腐蝕、安裝方便、耐高溫等比較優勢,用在醫院建筑噴淋設計中,對于提高噴淋系統的使用年限,提高噴淋系統的安全可靠性,應該是一種不錯的選擇。
3、醫院建筑地下室消防排水和防水問題初探
對于高層建筑而言,火災時,大量的室外消防用水和室內消防用水必然會通過疏散樓梯間和電梯井道等豎直通道涌入地下室。大多情況下,整個建筑的消防水泵房和變配電室會設在地下室。作為整個消防系統的核心部分,只要消防水泵房和變配電室中的任何一處因消防廢水所帶來的水患而發生故障,那么整個建筑物的消防系統將形同虛設。關于地下室的消防排水問題,現行的消防規范中只有《高層民用建筑設計防火規范》要求消防電梯底部設置有效容積不小于2立方的消防排水集水坑,并設置兩臺排水能力不小于10L/S的潛水排污泵(一用一備),作為消防排水用。試想,對于一座建筑高度超過50米的高層門診綜合樓而言,根據《高層民用建筑設計防火規范》(GB50015-95-2005)規定(以下簡稱《高規》),室外消火栓設計流量20L/S,室內消火栓流量30L/S,火災作用時間3h;由于地下室設計為病例檔案庫、醫院的部分倉庫、地下汽車庫、設備用房等。那么地下室按中危險級II級設計,設計流量30L/S ,火災作用時間1h。合計一次火災消防用水量648t。兩者相比較,一次火災時間內的消防用水量將遠大于消防電梯底部潛水排污泵的排水能力??梢韵胂螅绻馂臓顟B下,有大量的消防廢水聚集在地下室不能及時排出,后果將不堪設想。
在某建筑高度超過50米的門診綜合樓設計中,該建筑上部為醫院住院部,下部裙房部分為門診及醫技用房等,地下室為汽車庫、設備用房和門診病歷庫房等(地下室建筑面積3000平方)。同時,建筑專業在核心筒內設置兩部消防電梯。消防設計中,根據《高規》要求,按照常規,在其相關部位分別設有自動噴水滅火系統、室內、外消火栓系統、氣體滅火系統。然而,關于消防排水問題,由于現行《高層民用建筑設計防火規范》和《建筑設計防火規范》并未過多提及,在這里做一個假設:假定該建筑發生火災時,室內消火栓系統和自動噴淋系統全部啟動。同時,以當地消防部門出動兩臺消防車計(每臺消防流量以15L/S計),那么整個火災時的消防流量將達到80L/S。(當然,如果當地消防部門出動多臺消防車的話,整個火災時的消防流量將更大。)然而此時,即便作為消防排水用的兩部消防電梯底部的潛水排污泵全部開動,其排水量也只有20L/S(不考慮備用泵)。如果消防廢水全部涌入地下室,那么將有60L/S的消防流量無法及時排出。以火災發生時間3h計,至少會有504立方的消防廢水聚集在地下室內。那么,整個地下室的集水深度將達到16.8cm。可以想像,在火災時間還沒有達到三個小時的時候,設在該地下室內的集中變配電所和消防水泵房恐怕早已水漫金山了,怎么能夠向整個建筑提供消防供水和消防供電呢?
設計時,根據我國 “防消結合,預防為主”的原則,同時,根據以上設想,決定采用“積極防水”與“主動排水”兩個思路來解決上述問題:
(1)為了防止消防廢水進入泵房及變配電室等地方,要求建筑專業在地下室消防水泵房門口、變配電室門口以及病例檔案庫門口,待供水、供電設備進場后,增設300mm高的擋水坎(相當于150mm高的兩個踏步),在幾乎不增加造價的情況下,可有效防止火災時消防廢水進入上述房間。
?。?)在地下室除設在消防電梯底部集水坑內的潛水排污泵和消防水泵房內的潛水排污泵外,其余平時用潛水排污泵均設備用泵,并要求電氣專業按照消防要求進行配電,使整個地下室的消防排水能力達到或者略小于整座建筑的消防用水量。通過上述兩個措施,理論上應該可以有效保證整個建筑消防供水、供電系統在火災時的相對安全。
對于醫療建筑來說,由于用水量較大、用水時段相對比較集中。因此,合理確定生活用水量的參數,將直接關系到整座建筑日后的正常運行。此外,考慮到醫院建筑人員流動性大, 且相對不易疏散,貴重醫療設備較多等因素,對于消防設計提出了更高的要求。所以,可靠的噴淋管道系統,良好的消防排水、防水措施將更加有利于整個消防系統的正常運行。
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