摘要:介紹了鄭州市兒童醫院（鄭東新區）生活給水和熱水系統設計。結合醫院建筑的多功能性和專業設備的特殊要求，在充分利用現有資源的前提下，本著合理、安全、可靠、節能、環保的設計原則，生活給水系統分為兩個區。低區采用市政壓力供水，高區采用箱泵一體化設備供水。熱水系統采用太陽能供熱，電輔助和直燃機組輔助加熱。熱水系統分區和給水系統相同。闡述了冷水、熱水流量計算和敷設要求。
　　關鍵詞：醫院，熱水，冷水，箱泵一體化，太陽能，節能
　　本項目位于鄭州市鄭東新區，北側為龍湖外環，南側為祭城路，西側為農業東路。本項目分別從祭城路和農業東路各引入一條DN200的供水管道，在小區內成環狀供水。市政引入管上設低阻力倒流防止器。本項目包括一棟7層的病房樓、一棟5層的門診樓和一棟4層的醫技樓。病房樓和醫技樓主樓帶一層地下室，門診樓帶兩層地下室，負一層地下室為設備夾層區，負二層為人防區（平時為地下車庫）和設備區。消防水池、消防水泵房、熱水泵房等設在地下車庫非人防區。給水泵房設在病房樓地下室。太陽能熱水器分別設置在病房樓屋面和門診樓屋面。醫院工程的設計特點是復雜而且專業性極強。本項目幾乎包括了給排水專業設計的所有內容：給水系統、排水系統、熱水系統、冷卻循環系統、太陽能熱水系統、消火栓給水系統、自動噴水滅火系統及建筑滅火器的配備。下邊我們僅就給水系統和熱水系統進行一下總結。
　　一、給水工程：本項目市政提供水壓力為0.3MPa。按一層10米，二層12米，三層以上每層加4米估算，此壓力可供至6層，即0.28MPa。根據鄭東新區歷年來新的樓盤反應的問題，在供水高峰期，某些地方不能達到0.30MPa。為安全起見，我們把低區控制在5層及其以下樓層。病房樓考慮和熱水分區相匹配，低區控制在4層及其以下樓層。這樣，整個項目的給水分區如下：門診樓、醫技樓及病房樓四層及其以下為低區，由市政管網直接供水。病房樓五層及其以上由設在病房樓地下室的箱泵一體化供水設備供水。病房樓供水要求安全、可靠、穩定。箱泵一體化供水設備有節能、環保、節省空間等特點。水泵和泵室放置在水箱中且固定在一體化泵站專用的模塊上。通常情況下只占用0.5-1.5m3的水箱容積。移動、拆裝方便、使用壽命長；由于采用裝配式不銹鋼水箱，改變了以往的焊接方法采用螺絲裝配，適用性強，安裝方便，無需專用設備；智能型箱泵一體化泵站利用了自來水管網原有壓力進行疊加，充分做到節能；為防止生活用水在水箱中停留時間過長、變質等，水箱泵站還可配備定時、定量、定壓補水功能，和定時、定量、定壓抽水功能，采用高智化的控制系統，不做無用功。醫院采用此類設備供水較安全可靠。本項目總冷水用水量和箱泵一體化泵站水箱容積計算如下：
　　各用水項目用水量匯總表
　　序
　　號 用水項目
　　名稱 使用人數或單位數 單位 用水量
　　標準(L) 小時變化
　　系數(K) 使用時間(h) 用水量(m³) 備注
　　       平均時(m³/h) 最大時(m³/h) 最高日(m³/d) 
　　1 門診 4000人 每人每天 15 1.50 12 5 7.5 60 
　　2 住院 1500床 每床每天 250 2.50 24 15.6 39.1 375.0 
　　3 陪護 1500人 每人每天 160 2.50 24 10.0 25.0 240.0 
　　4 醫務人員 1700人 每人每天 150 2.00 8 31.9 63.75 255 
　　5 其它人員 350人 每人每天 60 2.00 12 1.8 3.5 21.0 
　　6 食堂 5000人 每人每天 25 1.50 16 7.8 11.7 125.0 
　　7 洗衣 3750kg 每床每天 60 1.50 8 28.1 42.2 225.0 
　　8 綠化 76895m2 每m2每次 2 1.0 6 25.6 25.6 153.8 1次/日
　　9 車庫地面沖洗 10883m2 每m2每次 2 1.0 4 5.4 5.4 21.8 1次/日
　　10 空調補水 24 22.41 56 537.84 
　　11 小計  153.61
　　279.75
　　2014.44
　　
　　12 未預見水量 按本表1至10項之和的10%計 15.4 28 201.4 
　　 合計  169.01 307.75 2215.84 
　　病房樓高區供水的箱泵一體化水箱計算如下：
　　序
　　號 用水項目
　　名稱 使用人數或單位數 單位 用水量
　　標準(L) 小時變化
　　系數(K) 使用時間(h) 用水量(m³) 備注
　　       平均時(m³/h) 最大時(m³/h) 最高日(m³/d) 
　　1 住院 720床 每床每天 250 2.50 24  18.75 180 
　　2 陪護 720人 每人每天 160 2.50 24  12 115.2 
　　3 醫務人員 250人 每人每班 150 2.00 8  18.75 75 
　　α4 合計       49.5
　　370.2
　　
　　箱泵一體化供水設備低位生活水箱有效容積V=370.2×25%=92.55m3，去整數93T。經計算，泵采用Q=25m3/hH=70mN=7.5kw，氣壓罐容積18L，壓力1.0MPa。
　　二、給水系統敷設形式：醫院建筑功能復雜，各樓層功能差別較大、建筑格局變化較大，用水點較多、分布不均勻。根據此類建筑特點，給水采用豎向和橫向管道布置相結合。由一根主立管和各樓層橫向供水主管供水，管道敷設在下層吊頂內，從而解決不同樓層功能不同導致的管道轉彎太多，也方便了醫院后期的管理和維護。潔凈手術部內的給水應有兩路進水，管道均應安裝，并采取防結露措施，管道穿墻壁、樓板是要加套管。除病房內衛生間的洗手盆以外，其它洗手盆均采用紅外感應龍頭。
　　三、熱水系統和太陽能熱水系統：根據鄭州市建設委員會關于在全市民用建筑工程中推廣應用太陽能的通知，“十二層（含十二層）以下住宅、賓館和酒店等建筑工程、實施集中供應熱水的醫院、學校、游泳池、公共浴室等公共建筑，必須采用太陽能熱水系統與建筑一體化，做到同步設計、同步施工，同步進行竣工驗收。”病房樓設集中熱水系統，故考慮太陽能供熱。若全部采用太陽能供熱，一是太陽能集熱器需要安裝面積不能滿足，二是病房樓熱水集中且量大。故熱水系統以太陽能供熱為主，電輔助加熱和直然機組加熱輔助的模式。病房樓的熱水系統和冷水系統相匹配，分為兩個區，四層及其以下為低區，五層及其以上為高區。四層及其以下由由太陽能熱水系統直接供給，直燃機組輔助加熱，太陽能集熱板設在門診樓屋面，熱水機房設在門診樓地下室。五層及其以上由太陽能熱水系統直接供給，電輔助加熱,太陽能集熱板和供熱水設備設在病房樓屋面。24小時供應熱水，熱水溫度60℃。
　　門診樓、醫技樓、病房樓的辦公部分均考慮電熱水器供水。各用水點預留電源。污洗室、手術室部位、洗嬰池采用恒溫供水方式，其它部位采用上行下給立管循環供水的方式。
　　門診樓、醫技樓、病房樓均考慮電開水器分散供應開水。
　　四、熱水耗熱量計算設計小時耗熱量：本項目住院部按全日供應熱水系統計算（本項目設計按《建筑給排水設計規范》GB500-2003，未修訂版，故設計參數和單位均按原規范設計）
　　mqrC(tr-tl)ρr
　　Qh=Kh-------------，各項參數見規范。
　　T
　　序
　　號 用水項目
　　名稱 使用人數或單位數m 單位 用水量
　　標準qr(L) 小時變化系數(K) 使用時間(h) 用水量(m³) 備注
　　       設計小時耗熱量(w) 最大時(m³/h) 
　　2 住院 883床 每床每天 200 2.23 24 1049657.16 16409.9 
　　3 陪護 883人 每人每天 160 2.23 24 839725.43 13127.9 
　　5 合計      1889382.59
　　29537.8
　　
　　最大時耗熱量經計算為1889382.59W，按照RV-03系列熱交換器計算。
　　產熱水量計算,被加熱水初溫5°，終溫60°。
　　Q=Qg/1.163(tz-tc)=1889.4/1.163(60-5)=29.54m³/h
　　本次設計選用兩個20m³的儲熱罐及兩個8m³的RV-03系列加熱罐。
　　五、太陽能熱水系統計算：
　　1計算公式
　　Ac=qrd×c×ρr×(te-tl)×f/[Jt×η×(1-ηl)×1000]各項參數見規范。
　　2病房樓四層及其以下太陽能計算:太陽能集熱器總采光面積查技術措施附錄F-2，鄭州傾斜面年平均日太陽能輻射量為14.301（kJ/m2•d）
　　Ac=qrd×c×ρr×(te-tl)×f/[Jt×η×(1-ηl)×1000]
　　=97130×4.187×（60-5）×40%/[14.301×50%×(1-0.30)×1000]
　　=97130×92.12/5005.35
　　=1787.61m2取整數1800m2
　　按照規范要求，每平方米集熱面積儲水容積40~70L,則儲水容積應為72~126m³。根據計算結果，選用三個20m³的儲熱罐及兩個8m³的RV-03系列加熱罐。
　　太陽能系統循環泵計算：流量（0.015~0.02）×1800=27~36L/S,揚程按15~20m..選用KDSB150-125-250F,34.3L/S,17m.,11KW.
　　設計小時供熱量計算：
　　Qg=Qh-1.163×0.85×76000×(60-5)/4=856349w
　　熱媒采用90°熱水，熱媒初溫按88°，熱媒終溫按62°，換熱系數K取550，經計算熱媒與被加熱水的平均溫差為：（88+62-60-5）/2=42.5
　　傳熱面積計算：
　　F=1.15X856349/(0.8X550X42.5)=52.66㎡，兩臺RV-03系列8立方米換熱器的單臺換熱面積為27.7㎡，可以滿足要求。
　　熱媒耗量計算G=1.1X550X857/(88-62)=19942kg/h.
　　熱媒循環泵選擇按40m³/時，揚程按15~20米。選用KDSB150-125-250F,34.3L/S,17m.,11KW.
　　熱水回水泵選用選用KDSB150-125-250FA,31.7L/S,14.5m.,7.5KW.
　　隨著現代醫學的迅速發展，新技術、新醫療設備也層出不窮。醫院建筑也面臨著新的設理念。對醫院建筑的物的功能、環境、設備等要求越來越高。作為給排水專業的設計不僅要滿足各種使用功能和設備的要求，也必須安全可靠節能。
　　
　　參考文獻：《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003（舊版）
　　《綜合醫院建筑設計規范》（征求稿）
　　《全國民用建筑工程設計技術措施—給水排水》（2009年版）
　　《太陽能熱水系統與建筑一體化設計施工技術規程》（DBJ53-18-2007）