骆 芳 熊建辉 彭 勃（中南建筑设计院股份有限公司，湖北，武汉，430071）
【摘 要】本文以某医院热水系统设计角度出发，对于热水系统选择、定时供热时的热水用水定额选取计算、供水方式及减压阀设置等方面进行阐述和探讨，希望对医院热水工程设计有一定借鉴作用。
【关键词】医院；定时供热；热水用水定额；供水方式；减压阀
1 引言医院作为公共建筑的一种，有其自身的热水用水特点：门诊、科室等用水点及用水时间分散，热水用水量相对较小；病房部位人员相对集中，热水用水时间及用水量相对集中。根据医院不同的区域的用水特点，合理选择不同的热水系统供水方式，才能更好地满足医院建筑的使用要求。
2 某医院热水系统设计2.1 项目介绍该医院位于武汉市，是一幢集职业病防预诊查、治疗、研究的综合医院大楼。总建筑面积57189.6 平方米，其中地上总建筑面积46689.6 平方米，地下总建筑面积10500平方米，地上三十层，地下二层，建筑总高度126.45 米。地下为设备用房和停车库；地上部分其中病房层总床位数854 床。
2.2 生活热水热源介绍及系统分区本项目根据建筑内部功能及建筑高度，冷水系统竖向上分为五个区：Ⅰ区：地下室及一层，由市政管网供水；Ⅱ区：2F～7F，由Ⅱ区变频泵供水。Ⅲ区：8F～14F，由Ⅲ区变频泵供水。Ⅳ区：15F～22F，由Ⅳ区变频泵供水。Ⅴ区：23F～30F，由Ⅴ区变频泵供水。
热水系统为与冷水系统做到系统同源，压力匹配，同样按上述进行分区。
Ⅰ区、Ⅱ区根据建筑的功能性质，用水点较为分散，且用水量较小，采用集中热水供应系统从经济技术角度分析并不合理，故Ⅰ区、Ⅱ区不设置集中热水，个别热水用水点采用电热水器制取生活热水。其余区域由于热水用水量较大，用水点及用水时间相对集中，适合采用集中热水供应系统，该系统加热设备集中设置，占用建筑面积小，便于维护管理，而且加热设备热效率高。
根据武汉市地方规定，全市范围内新建、改建、扩建医院病房大楼应统一同期设计、同步施工、同时投入使用太阳能热水系统。
本项目考虑到屋面面积较小，太阳能板摆放面积不足以满足Ⅲ区、Ⅳ区、Ⅴ区总的热水需求，且本项目设置有锅炉房，可提供蒸汽（（P=4kg/cm2/）T1=151.11℃）作为本项目热水热源。
2.3 集中热水供应系统热水量分析一般而言，医院住院部应全日供应热水。
但本项目根据建设方要求，病房层热水定时供应，供热水时间为早上2 小时，晚上3 小时。本项目生活冷水设计流量应按《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009 版）第3.6.5 条公式qg=0.2αNg1/2+1.2 计算。而热水设计流量应按3.6.6 条公式qg=Σq0n0b 进行计算，但此公式中q0 以规范中0.1L/s 计算出的结果过大。以Ⅳ区为例，Ⅳ区卫生间洁具有蹲便器22 个，座便器148 个，洗脸盆259个（其中需供热水洗脸盆126 个），淋浴器126 个，空调机房龙头14，以淋浴器使用率70%计， 冷水流量计算结果qg 冷=0.2 αNg1/2+1.2=32.7m3/h；热水以淋浴器100%同时使用百分数计算qg=Σq0n0b=45.4 m3/h。
通过计算可以看出，当淋浴器热水流量按0.1L/s 计时，热水部分设计流量已超过冷水流量，为降低淋浴器的同时使用百分数，与医院管理方建议冬季晚上供水时段延长至4 小时。热水以淋浴器70%同时使用百分数计算qg=Σq0n0b=31.8 m3/h。
若将冷水流量按同时使用百分数公式qg=Σq0n0b 进行计算，这样计算值会较大，显然是不符合医院建筑的用水特点的。笔者根据比热容公式Q=cmΔt 将规范中淋浴器热水额定流量降低至一个合理值，现将计算过程阐述如下：淋浴器出水温度为37℃，由5℃冷水及60℃热水混合后达到，根据规范淋浴器额定流量为0.15L/s，则可得出如下公式：CM 冷△t1= CM 热△t2即 M 冷/M 热=△t2/△t1=（60-37）/（37-5）=23/32Q 冷/ Q 热=（M 冷/ρ冷）/（M 热/ρ热）=23×0.98319/32×0.999964=0.71则0.71 Q 热+ Q 热=0.15L/s，可计算得Q 热=0.088L/s，即热水额定流量由规范0.1L/s 降至0.088L/s，以此值计算Ⅳ区热水流量qg 为27.9 m3/h。
2.4 集中热水供应系统供水方式及减压设置本项目由于每层科室不同，为方便各科室单独计量，热水系统均为横管系统，即每层敷设热水供、回水管，且在供、回横管上设置水表，以便计量。
集中热水供应系统每个区竖向供水高度约为30m，根据《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010 第4.1.3 条，热水系统各分区内低层部分应置减压设施保证各用水点处供水压力不大于0.2MPa，集中热水供应系统根据供水方式不同可分为上供下回和下供上回两种方式。
对于上供下回的供水方式，减压阀的设置亦有多种形式，表3 列出各种不同设置减压阀的优缺点
从表3 可以看出，在供、回水立管上设置减压阀，整个系统设置相对简单，各层回水压力匹配，虽循环泵扬程会有所增加，但因为循环泵流量较小，立管两次减压后扬程增加约20m，循环泵功率增加不到1kW，对于整个运行成本的增加可以忽略不计。
基于以上分析可以得出，当集中热水供应系统设置减压设施时，建议采取上供下回的方式，且减压阀应设置于供、回水立管上。
2.5 换热器的设置及特殊部位的热水供应要求本项目换热器每个区按一用一备考虑，且根据《综合医院建筑设计规范》GB51039-2014第6.4.4 条，按每台设备不小于60%的设计用水量供应能力设计。考虑到七层（手术层）手术部若采用蒸汽换热制备热水，故本设计考虑手术层另行配备电热水器制备卫生热水，设备热水供水温度不低于60℃。
其他特殊部位如产房，所有热水供水点应有控温稳压装置，其余有防烫伤的用水部位均设置冷、热水混合水温控制装置。
3 结论（1）用水点相对分散、用水量较小的部位适合采用分散式的供热方式；热水用水量较大，用水点及用水时间相对集中，适合采用集中热水供应系统。
（2）用水洁具冷、热水额定流量可通过计算确定取值，根据用水洁具使用水温的不同，冷、热水的流量比例亦不同。
（3）设置减压阀的集中热水供应系统，建议采取上供下回的方式，且减压阀应设置于供、回水立管。
参考文献：[1]GB 50015-2003 (2009 版), 建筑给水排水设计规范[ S][2]GB51039-2014,综合医院建筑设计规范[S]
论文作者:骆芳 熊建辉 彭
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年5月总第210期
论文发表时间:2016/7/12
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