（深圳市建筑设计研究总院有限公司 广东省深圳市 518048）
摘要：文中以罗湖区中医院扩建工程为案例，介绍高层医院建筑的给排水及消防系统设计。
关键词：医院、给水排水、消防设计
本项目用地位于罗湖区中医院现状院区东侧，本项目按新增300床规模进行设计分，建设占地面积为5631㎡，总建筑面积为74770.49㎡。除病房外，主要建设中医院业务功能用房及教学、科研、疗养等功能用房。
本项目地下一层~地下五层，主要为车库及设备用房，地上23层，建筑高度为99.7米，其中1层~7层为医技房间，8层为大数据设备层，9层为会议中心，10层~19层为病房，20层、21层为宿舍，22层、23层为可研用房，本项目属于高层综合性医院建筑。同一时间发生火灾次数为一次。
本工程设计给水系统包含冷水系统、热水系统；排水系统包含污水系统、废水系统、雨水系统；消防系统包括室内外消火栓系统、自动喷水系统、气体灭火及灭火器等设计内容。
一、给水系统
室外给水系统 ：从场地南侧市政道路引入一路DN200给水管,分别设置生活用水表及消防水表,水表后给水管引入后在建筑周围内分别以环状布置，供院区低区生活用水及生活水池、消防水池补水等.
在地下室二层设置生活水池及水泵房，生活水池采用不锈钢水箱，水箱设置紫外线消毒装置。生活水泵房设置生活给水加压泵，供本项目加压生活用水。
1、总用水量计算表
序号 | 用水 区域 | 用水类型 | 数量 | 用水 | 用水 | 时变化 | 用水量 | ||
人 | 标准 | 时间(h) | 系数 k | 最大日 | 平均时 | 最大时 | |||
Qd=∑q*N/1000 | Qh= Qd/T | Qh= Qd*K/T | |||||||
(L/p.d) | M3/d | M3/d | M3/h | ||||||
1 | 门诊医技 | 门诊医技 | 1050 | 15.0 | 12.0 | 1.5 | 15.8 | 1.3 | 2.0 |
2 | 门诊医务人员 | 157 | 100.0 | 8.0 | 1.5 | 15.7 | 2.0 | 2.9 | |
3 | 住院部 | 病房 | 300 | 400.0 | 24.0 | 2.5 | 120.0 | 5.0 | 12.5 |
4 | 住院医务人员 | 63 | 200.0 | 8.0 | 1.5 | 12.5 | 1.6 | 2.3 | |
5 | 行政后勤 | 94 | 200.0 | 24.0 | 1.5 | 18.8 | 0.8 | 1.2 | |
6 | 宿舍 | 128 | 150.0 | 24.0 | 3.0 | 19.2 | 0.8 | 2.4 | |
7 | 餐厅 | 1800 | 25.0 | 16.0 | 1.5 | 15.0 | 0.9 | 1.4 | |
8 | 会议 | 160 | 6.0 | 4.0 | 1.5 | 1.0 | 0.2 | 0.4 | |
9 | 空调补水 | 10.0 | 1.0 | 60.0 | 6.0 | 50.0 | |||
空调补水 | 24.0 | 1.0 | 140.0 | 7.0 | 51.0 | ||||
10 | 绿化用水 | 2480.0 | 2.0 | 8.0 | 1.0 | 5.0 | 0.6 | 0.6 | |
11 | 车库冲洗 | 24506.0 | 2.0 | 8.0 | 1.0 | 49.0 | 6.1 | 6.1 | |
12 | 小计 | 471.9 | 32.3 | 132.8 | |||||
13 | 未予见 | 0.10 | 47.2 | 3.2 | 13.3 | ||||
14 | 合计 | 519.1 | 35.6 | 146.1 | |||||
本项目最高日用水量519.1m3，最大时用水量146.1m3。
2、地下生活水池容积计算：
地下室生活储水量按5-1表格1-8项之和最大日用水量的40%，同时空调冷却循环量2小时用水量储存，水生活水池有效容积为：V1+V2=271.9×40%+12×2=132.76m3, 本项目地下室设置2个规格为10×5×2组合式不锈钢水箱生活水池，总有效容积136m3。
3、给水分区：
本项目地下室5层和1层采用市政水压直接供水，其他楼层采用“生活水箱+变频水泵”联合供水，具体分区如下：
室内共分5个区供水。1层及1层以下为1区，由市政管网压力直接供水， 2至8层为2区，9至13层为3区，14至18层为4区，19至23层为5区，3层及以上由地下室生活变频加压设备供水。其中加压1区为门诊部及会议室层，加压2区至加压4区均为住院部。
变频加压设施的设置情况如下：
加压1区：
主泵：Q=19.5m3/h H=63m N=5.5Kw 两用一备
辅泵：Q=5.0m3/h H=62m N=1.5Kw 一用
加压2区：
主泵：Q=19.5m3/h H=86m N=7.5Kw 一用一备
辅泵：Q=5.0m3/h H=85m N=2.2Kw 一用
加压3区：
主泵：Q=20m3/h H=102m N=7.5Kw 一用一备
辅泵：Q=5.0m3/h H=108m N=3.0Kw 一用
加压4区：
主泵：Q=23.5m3/h H=140m N=11.0Kw 两用一备
辅泵：Q=5.0m3/h H=146m N=4.0Kw 一用
二、热水系统
本项目热水系统采用全日制集中热水供应系统。热源采用“空调余热+高温空气源热泵（设定出水温度为60℃）及电加热”，系统供水水温为60℃，回水温度不小于55℃。
分别在塔楼屋面及裙房屋面屋顶设置空气源热泵。
本项目住院病房（值班宿舍等）手盆、淋浴等，门诊部及办公区域不供热水，住院部每五层划分为一个热水分区（同给水系统）。本项目最大日热水量23m3，最大时热水量2.74 m3。
整个热水系统主要选型结果如下：
设备型号 | 设备数量 | 说明 |
CAHP-PI-42 | 3 | 热泵主机 |
CAHP-TANK-D48 | 1 | 电加热水箱，做为辅助热源 |
4m³承压水罐 | 2 | 储热水箱 |
三、排水系统
本项目室内污废水采用合流制，室外采用雨污分流制。
本项目设置1个200m3钢筋混凝土化粪池，化粪池设置在污水管网的末端。
总人数 | 实际使用人数 | 实际使用 | 生活污水量 | 停留时间 | 污水部分 | 污泥量 | 污泥清掏 | 浓缩污泥 | 总有效 | |
百分比 bf | 人数N | qw(L/人.d) | t(H) | 容积Vw | qn(L/人.d) | 周期T(d) | 容积Vn | 容积 | ||
住院部 | 300 | 1 | 300 | 350 | 24 | 105.00 | 0.7 | 180 | 18.14 | 123 |
门诊 | 1050 | 0.1 | 105 | 10 | 24 | 1.05 | 0.1 | 180 | 0.91 | 2 |
住院部医护 | 336 | 0.4 | 134.4 | 200 | 24 | 26.88 | 0.3 | 180 | 3.48 | 30 |
门诊医护 | 168 | 0.4 | 67.2 | 80 | 24 | 5.38 | 0.3 | 180 | 1.74 | 7 |
宿舍 | 128 | 1 | 128 | 135 | 24 | 17.28 | 0.7 | 180 | 7.74 | 25 |
总计 | 188 |
四、消防系统
本项目建筑高度99.85m，属于一类高层医院。消防设计用水如下表。
消防系统设计参数及用水量表
序号 | 用水类别 | 用水 标准(L/S) | 灭火时间(h) | 总用 水量 (ｍ3) | 备 注 |
1 | 室外消火栓系统 | 40 | 3 | 432 | 储存在新建一层消防水池 |
2 | 室内消火栓系统 | 40 | 3 | 432 | 储存在新建地下一层消防水池 |
3 | 自动喷洒系统(药房) | 40 | 1.5 | 216 | 储存在新建地下二层消防水池 |
4 | 自动喷洒系统(中庭) | 50 | 1 | 180 | 储存在新建地下二层消防水池 |
4 | 合 计 | 1080 | |||
5 | 储 水 量 | 1080 |
一次消防总用水量合计1080m3。 地下二层水池贮存室内消火栓、自动喷水系统用水，储存的消防水量满足648 m3。一层消防水池贮存室外消火栓系统用水量，有效容积满足432m3.
消防水箱设于大楼屋顶，有效容积36m³。
1、.室内消火栓消防系统
采用临时高压消防给水系统。各层均按规范设有室内消火栓，其压力和流量均由设于地下室消火栓水泵保证。栓口动压大于0.5 MPa处设减压稳压消火栓。地下室水泵房内设有室内、室外消火栓消防泵，屋顶设高位水箱。初期消防水量和压力由屋顶水箱及相应气压设备保证。消防水箱有效容积36m3。系统还设有水泵接合器，供消防车向大楼管网供水。
室内消火栓箱：选用带灭火器组合式消防柜，箱体尺寸为700*240*1800mm，消防柜内设DN65普通消火栓（或减压稳压消火栓）一个，25m长DN65衬胶龙带一条，配φ19水枪一支、报警按钮和指示灯以及长度25m消防软管卷盘等全套
室内、室外消防水泵选型如下：
室内消火栓水泵选型：XBD17/40-125(W) Q=40L/s H=170m N=132kW 一用一备
室外消火栓泵型号：XBD6/40-125(L) Q=40L/s H=60m N=45kW 一用一备
2、自动喷淋系统的计算
本工程属高层医院建筑。在公共活动用房、走道、办公室和病房，治疗间等除不能用水喷淋的区域均设自动喷水喷头。病房和治疗区均设置快速响应喷头，温级68℃；地下车库等未设吊顶场所采用直立型喷头，温级68℃；设置吊顶场所采用吊顶型喷头，温级68℃；地下室车库按中危险级Ⅱ级设置，中危Ⅱ级喷水强度8 L/min.m2，作用面积160m2，中危Ⅰ级喷水强度6 L/min.m2，作用面积160m2（火灾延续时间按照1.0h计算），药房及药库按照仓库危险级（单双多排货架，储物高度≤3.0m）Ⅱ级喷水强度8 L/min.m2，作用面积160m2（火灾延续时间按照1.5h计算）。中庭部分按照最大净空高度8m＜h≤12m，喷水强度12 L/min.m2，作用面积160m2（火灾延续时间按照1.0h计算）。
喷头设置形式：地下室、无吊顶区域设置直立型喷头，喷头特性系数K取80，有吊顶区域设置隐蔽式喷头，喷头特性系数K取80，中庭区域高大空间场所设置标准覆盖面积洒水喷头，喷头特性系数K取115.
3.2、喷淋系统设置情况
自动喷淋采用湿式喷水灭火系统，报警阀前消防管成环。
本工程采用临时高压消防给水系统.喷淋泵设于地下二层。系统平时压力由屋顶36m3消防水箱及增压设备维持，各层均设置自动喷水灭火系统，每个防火分区单独设置水流指示器。自动喷淋系统均设有湿式报警阀、监控阀、水流指示器以及管网末端试验装置等。
自动喷水泵选型
自动喷淋泵型号：XBD17/50-150(W) 消防泵2台，1用1备
水泵性能：Q=50L/S, H=170m, N=160KW。
3、灭火器设置
a、 地下车库按A/B类火灾‘中危险级”考虑，每个设置点设2具手提式磷酸铵盐灭火器MF/ABC5，保护最大保护距离12米。
b、地下室（非车库）按A类火灾‘中危险级”考虑，每个设置点设2具手提式磷酸铵盐灭火器MF/ABC5，最大保护距离20米。
c、 地上医技、住院等各层按A类火灾‘严重危险级”考虑，每个设置点设2具手提式磷酸铵盐灭火器MF/ABC5，最大保护距离15米。
d、 高、低压配电室等按A/E类火灾‘中危险级”考虑，设置，每个点设1具推车式磷酸铵盐灭火器MFT/ABC20，最大保护距离24米。
五、结束语
综上所述，在高层建筑中，医院项目给排水设计工作作为建筑设计的重点工作内容，设计难度大，在具体设计过程中，相关人员要结合建筑所在区域的自然条件、气候条件、使用功能以及生活用水量、消防用水量，加强对各类细节问题的管控，做好不同场景用水、排水工作的统筹，才能提高给排水系统设计的合理性、适用性。
参考文献：
《综合医院建筑设计规范》 GB 51039-2014
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《中小学校设计规范》 GB50099-2011；
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《宿舍建筑设计规范》JGJ36—2016；
《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）；
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《建筑灭火器配置设计规范》 GB50140-2005；
《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》 GB 50067-2014；
《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)；
《深圳市电动汽车充电基础设施工程技术规程》SJG27-2021
《深圳市优质饮用水工程技术规程》（SJG16－2017）
《深圳市二次供水设施建设与提标改造技术规程》（试行）
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