医院建筑生活热水系统设计

医院建筑生活热水系统设计
周建昌
随着社会发展进步，人们的健康意识越来越强，各地的医疗机构从硬件、软件上都有了很大的提高。

医院建筑作为医疗救护的基本设施，显得尤其重要。

综合医院建筑主要分为医技建筑、门诊建筑、病房建筑等几种型式，而每种型式均具有其自身特点：医技建筑医疗设备集中，防护要求严密；门诊建筑科室种类齐全，科室、人员分散；病房建筑科室、人员集中。

在进行医院建筑生活热水系统设计中，应充分考虑到各种医院建筑的特点，结合业主的具体要求，合理选择系统设计方案，以更好地满足医院建筑的使用要求。

以下就生活热水系统设计中的几个重要、典型问题进行探讨。

一、生活热水系统系统形式
医院建筑生活热水系统基本分为两种系统型式：分散型生活热水系统和集中型生活热水系统。

分散型生活热水系统指一个生活热水用水点或几个生活热水用水点单独由一个热水供水设备供给，如电热水器、快速水加热器等；集中型生活热水系统指所有生活热水用水点或大部分生活热水用水点均由一套或几套热水供水设备供给，如热水锅炉、热交换器等。

分散型生活热水系统具有系统简单、控制方便等优点，也有耗电量高等缺点。

二、生活热水系统热水计量问题
通常医院建筑生活热水系统不存在热水计量的问题，一般医院只要求对各科室生活给水进行计量，以作为各科室成本核算的依据。

但我们在医院建筑工程设计过程中，也遇到了业主要求对生活热水系统进行计量的案例，如江苏大学附属医院外科大楼工程，业主就提出了这种设计要求。

生活热水系统热计量目前采取在每个计量区域的生活热水供水管、循环管的起端侧各设置一个热水表，通过测定两个热水表之间的热水流量差值作为本计量区域热水用水量的依据。

事实上，也可以通过热计量表测定本计量区域的生活热水热负荷来作为计量依据，但是这种计量方式具体操作起来难度较大。

为了实现各计量区域的生活热水系统计量，整个生活热水系统型式必须作出相应调整，常规的上供下回立管同程循环热水系统便不符合实际要求了。

通常，建筑物每层设置一个或多个计量区域，这就要求每个计量区域均形成一个热水循环回路。

需要强调的是，在整个热水系统设计的过程中，必须尽可能地保证每个热水循环回路为系统同程，以达到各热水用水点的正常使用。

以江苏大学附属医院外科大楼工程为例，该建筑为病房建筑，共十六层，每层病房分为二个标准护理单元。

在设计中除将生活热水系统分为高、低区二个区之外，考虑到每层病房层面积不是太大，每个区设备管井内各设置了一根热水供水管、二根热水循环管，以保证立管干管循环。

每层每个护理单元生活热水系统为一个独立热水回路，在管路上也设计成同程。

这样整个热水系统管路均可达到同程循环。

三、换热器的选择及型式
通常，一家综合性的医院设有统一的锅炉房制备蒸汽来满足整个医院的要求。

经过统一整合，锅炉房蒸汽可以作为生活热水系统的热媒。

蒸汽经过换热器换热产生60/50°C热水，供给各个生活热水系统。

医院分为医技部门、门诊部门、病房部门等，这些部门对生活热水的要求不同，在设计中生活热水系统必须分开，热水换热器也必须分开。

医院病房部门也分为三种房间：a.手术室；b.妇产科病房、儿科病房中的分娩室、洗婴室等专用功能房间；c.普通病房。

其中a、b二种房间的生活热水用水要求全日供水，c种房间生活热水用水一般要求定时供水，在设计中a、b和c二种场所生活热水系统必须分开，热水换热器也必须分开。

《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）5.4.3规定：医院热水供应系统的锅炉或水加热器不得少于2台，一台检修时，其余各台的总供热能力不得小于设计小时耗热量的50%。

热水换热器也属于水加热器的一种，当然也要满足规范规定。

四、生活热水系统供水体制（全日供水与定时供水）
生活热水系统供水体制一般分为二种：1.全日供水；2.定时供水。

医院建筑生活热水系统究竟采用那种体制取决于以下因素：1.医院建筑的用途和重要性；2.医院建筑的经营和经济效益；3.节能要求。

如果医院建筑的重要性或功能要求高，医院建筑的功能用房，如手术室、洗婴室等的需要条件成立，就应采用全日供水。

否则从经济性和节能要求出发可以考虑定时供水。

另一方面，如果医院建筑的大多数生活热水用水点为普通病房洗浴用，小部分生活热水用水点为手术室等医疗功能性使用，可以采用以下方案：医疗功能性用水点由电热水器供给，可以全日供水；普通病房用水点采用集中生活热水系统，定时供水。

定时供水时间Td的确定。

生活热水系统定时供水时间的长短直接影响整个系统耗热量的大小。

Td取大值，增加了医院建筑的舒适性和功能品质，但增大了系统设备的初投资和运行成本；Td取小值，降低了系统设备的初投资和运行成本，但医院建筑的舒适性和功能品质也降低了。

所以合理确定Td值的大小，应统筹考虑成本和舒适的关系。

根据对多家医院综合病房楼生活热水系统的设计分析论证，绝大多数均采用定时供水，Td取2到3个小时。

目前，综合病房楼内病房内均设独立卫生间，卫生间内设有洗脸盆、淋浴器等洗
浴设备。

病人洗浴主要集中在早上、晚上，主要是晚上，经分析，早上洗浴时间为0.5到1个小时，晚上洗浴时间为1.5到2个小时，对于一个二人间或三人间病房是完全可以满足病人洗浴要求的。

五、生活热水系统的分区
生活热水系统的分区涉及到两个方面：竖向分区和横向分区。

竖向分区指高层医院建筑生活热水系统为避免最低出用水点水压过大而采取的措施，通过分区，控制每区的竖向高差在一定范围，以达到降低水压的目的。

对此，《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）5.2.13明确规定：高层建筑热水系统的分区与给水系统的分区应一致，各区水加热器、贮水罐的进水均应由同区的给水系统专管供给；当不能满足时，应采取保证系统冷、热水压力平衡的措施。

横向分区指医院建筑生活热水系统在平面上为避免各个区域热水系统使用不均衡而采取的措施。

如果建筑布局上，平面上各个区域热水系统在使用性质、用水时间上存在较大差异或明显不同，均应根据布局做相应分区。

例如，医院建筑平面上，部分功能为门诊，部分功能为病房；或者部分功能要求全日供水，部分功能要求定时供水，均须横向分区。

六、生活热水系统供水的可靠性与热水箱
生活热水系统供水可靠性是保证医院建筑正常使用的重要一环，也是热水系统设计中所必须重点考虑的。

在设计中除了选择合理的系统型式、确定好系统分区等过程外，供水在各用水点使用过程中的连续性是设计中的重点。

如何保证供水的连续性，首先应保证加热设备、热交换器、热水循环泵组等的正常运行，在设计中应根据规范考虑以上设备的备用，使其在设备检修时不影响到系统运行。

其次，应当保证生活热水的储存备用量，用以满足一定时间段的生活热水用水。

通常可以在设计中采用以下二种方法：1.采用容积式换热器（不得存在滞水区），由于容积式换热器在换热的同时还能储存一定体积的热水，故可以保证一定的储水量，但这部分储水量不大，对于热水需求量不大的工程可以满足，对于热水需求量大的工程则不能满足；2.采用热水箱，通常采用压力热水箱，热水箱的容积可以通过计算确定，热水储水容积较大时，热水箱可设置二个或二个以上。

热水箱的设置可以满足热水需求量大的工程需要。

七、生活热水系统热水耗热量的计算与供热设备的选择
生活热水系统热水耗热量的计算相当重要，直接影响到了加热设备的选取。

在计算时，第一，应划分热水系统区域、统计用水点的数量和要求：热水系统区域应根据医院建筑各功能区域，如门诊、病房等不同功能区域划分，统计用水点时，应统计清楚病房区域的病床数、门诊区域的门诊人数、医护人员人数等数据；
第二，应正确选择对应各用水区域的热水用水定额：根据医院所在地的水资源情况和管网完善情况，同时考虑到节约用水的原则，不能盲目选择热水用水定额的最高值；第三，应选择合适的计算公式进行设计小时耗热量的计算，要注意全日供水和定时供水所对应的计算公式不同。

对于供热设备的选择设计规范上有明确的规定，采用何种供热设备，应充分考虑医院建筑所在地的能源情况，立足于节能。

八、生活热水系统的保温
生活热水系统必须进行保温，这既保障了系统的正常运行、长期运行、稳定运行，又有利于建筑节能。

《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）5.6.14规定：热水锅炉、热水机组、水加热设备、贮水器、分（集）水器、热水输（配）水、循环回水干（立）管应做保温，保温层的厚度经计算确定。

保温绝热材料应符合以下要求：导热系数低；容重小、机械强度大；不燃或难燃，防火性能好；不会对被保温金属管道外表产生腐蚀。

九、生活热水系统的节能
建筑节能当前在我国的节能国策中占据着很大的比重，生活热水系统作为建筑的一个组成部分也应采取措施来节能。

除了选用高效循环泵、做好设备管道保温等措施，最重要的是生活热水系统热源的制备。

当前，利用太阳能来制备热水的太阳能热水系统，利用地源、水源、空气源热泵机组等来制备热水的热泵热水系统，发展得越来越快。

这些技术的应用和普及对于能源的节约是有目共睹的，我们应在设计前做好充分的调研和方案分析，经论证合适后大胆进行设计应用。

(作者周建昌单位为山东省建筑设计研究院)。