关于高标准幼儿园的给排水系统设计要点

关于高标准幼儿园的给排水系统设计要点

陈行健

上海现代建筑规划设计研究院有限公司  上海  200040

摘要：近几年中，伴随着我国城市化的飞速发展，随着人民经济条件的不断增长，各级地方和政府对于教育事业的投入逐渐加大。作为教育启蒙的起始场所，幼儿园中的教育在孩子成长发展中具有举足轻重的地位，鉴于幼儿的独特教育需求，幼儿园在其教学设施与其他教育场所相比展现出显著的不同，给排水系统是幼儿园设施的关键部分，是幼儿园顺利开展教育保育工作的基础性条件之一，为给儿童提供安全舒适健康的成长环境，新构建的高规格幼儿园需紧密结合自身情况，重视绿色和可持续发展的理念，在设计给水及排水系统时采用科学和系统化的方法，目的是确保幼儿园的日常教育与保育活动能够顺畅进行，进而推动教育与保育质量的持续进步。鉴于此，本篇文章着重对幼儿园构建项目中给排水系统设计的关键点进行了深入的讨论与分析。

　关键词：建筑给水排水；幼儿园；高标准

0引言

幼儿园的设计与其他传统建筑工程有显著的区别，它是儿童日常教育和生活的关键环境。因此，幼儿园的建筑设计不仅需确保结构的质量，还必须兼顾到安全性、卫生性等因素的重要性。而在此基础上一些国家重点地区新建的高标准幼儿园项目需要满足绿色建筑3星、健康住宅3星、超低能耗建筑以及应急避难场所建筑等设计要求，因此，笔者以近期设计的某幼儿园为例，浅析幼儿园设计过程中的要点。

1.给水系统设计

1.1冷水系统设计

这里以一个16班的幼儿园为例，建筑面积9980平方米，建筑高度14.80米，水源采用城市自来水系统，在地块红线外市政管网中西侧与南侧各引入一路DN200给水管，在规划消防及给水管道时，采取了环状布局，其中一条管道直连市政接口，并额外延伸出DN100规格的水管。面对市政水源的供水压力为0.16Mpa的实际情况，为了最大化利用该供水压力，决定实行分区供水策略。具体来说，幼儿园的底层将直接接入市政供水，而二层与三层则通过加压系统来实现供水，由市政水引入的幼儿园地下一层的生活给水水箱提供水源，在生活水箱间设置变频生活水泵，对生活水箱中的水进行二次加压将其供至各用水点，同时在水泵出水管位置设置紫外线装置，对加压生活水进行消毒。为确保幼儿园第二层的每个取水点的供水压力不超过0.15Mpa，将在各取水点的支管上安装减压阀。水泵房中布置有水箱与加压泵等设施，而水泵房设置在幼儿园地下室内，因此幼儿园内供水管道系统主要攻击方式为下行上给式。需要注意的是此幼儿园为应急避难建筑，根据当地政府的规划，该建筑需在灾时转化为Ⅲ类应急避难场所，生活水箱不仅要满足平时正常使用的用水量，还需额外计算预留灾时紧急用水的储水量，同时地下室应增设应急生活饮用水水箱，满足灾时避难人员饮水需求。此外一层给水管道中需预留断接接口，确保在平灾转换时施工人员能快速将一层的市政水源转换为加压供水水源。

1.2热水系统设计

幼儿园的生活热水系统采用的供应类型, 通常有电能、燃气能、太阳能、空气能等方案，目前流行的节能集中供热解决方案主要有太阳能和空气源热泵两种。太阳能供热具备低成本和环保的优点，但易受气候变化的影响，在阴雨天气下可能无法满足需求；而空气源热泵虽然不依赖天气条件，运行费用较低，但在低温环境下效率会降低。鉴于幼儿园用水需求的特点，即用水点较多、用水时段集中且较为规律， 因此笔者综合两种方案的各自特点，综合当地实际条件，最终确定的方案为：在该幼儿园屋顶设置闭式集中供热系统，热水供各个班级内的幼儿洗手及淋浴设备使用。热水系统在屋面采用太阳能集热板作为主要热源以满足项目当地的绿建要求，同时设置两组空气源热泵（辅助热源）及一个储热水箱作为整个热水系统的热源。

在考虑管线排布的时候，参考了（JGJ39-2016）《托儿所、幼儿园建筑设计规范》中6.1.5条：“托儿所、幼儿园建筑宜设置集中热水供应系统，也可采用分散制备热水或预留安装热水供应设施的条件。当设置集中热水供应系统时，应采用混合水箱单管供应定温热水系统。”因此，笔者为幼儿园设计了在屋顶储热水箱热水出水管处设置了专门的混合器与270L的恒温热水罐以及水体杀菌设备，即在管线前端将热水与冷水提前混合（控制温度在35℃—40℃），同时在教室卫生间内采用热水单管制系统，以保证教室卫生间的热水配水点温度为恒定的35度水温而无需调节。这套系统与传统布置最大的区别在于干管管线内的热水温度较低，并取消了安装在洗手池末端的恒温混合阀，这样做一方面能杜绝幼儿操作混合阀不当以及混合阀失效导致的热水烫伤等安全问题；另一方面也能合理优化建筑内部的管线，并消弭有可能产生的水压不平衡的问题；同时在混合器及恒温热水罐后端专门设置了水体杀菌设备，也能有效防止温度过低引起的细菌问题并保障幼儿用水安全，笔者认为在幼儿园使用单管制是更有优势的一种做法。

2.消防系统设计

2.1消火栓系统设计

结合消防给给水与消火栓系统技术规范，以及当地市政条件，该幼儿园室外的供水方案确定为低压制，户外消防用水直接连接至市政的消防供水系统；室内的消火栓系统采用暂时的高压方案，其压力通过地下室的消防泵房和屋顶上的消防储水箱进行调控。泵房配备两台消火栓泵（主用与备用），依照本地消防规定，这些泵可以直接从管道吸水，避免了设置消防水池的需要，经过加压处理的水被输送到各个独立区域的室内消火栓系统中。楼顶配备了18立方米的消防水箱，确保了室内初期消防用水和压力的需求。这所幼儿园的特别之处在于它作为紧急避难所，即便在市政供水中断的情况下，也需确保能根据设计要求，提供不低于10L/s的灭火水量和不少于1小时的持续供水能力以应对火灾。因此需要额外增加一个应急消防水箱，串联在消防泵进水管之前，并设置平时常闭阀门，以方便快速的平灾转换。

为保证灭火效率，消火栓栓口压力要保证不小于0.25MPa，同时消防栓口的安装高度需高于地坪1.1m，消火栓在室内按环状布置以保证系统可靠性，箱体安装位置则确保了室内任意位置都可受到两股水柱的保护。在消火栓布置时需要特别注意的是，幼儿园的主要服务人群是身高较矮视野受限的幼童，明装消火栓箱会对奔跑打闹的儿童造成很大的安全隐患，因此消火栓箱必须全部全嵌墙安装，或者安装在建筑结构的阴角处，并明确要求内装单位进行包裹，以避免造成幼儿嬉戏打闹时与箱体碰撞。

2.2自动灭火系统设计

依据我国消防安全标准，幼儿园建设需将自动灭火系统的设置纳入轻危险类别进行规划。因应此标准，本项目采用封闭式自动喷水灭火系统，其中地面建筑的火灾危险等级划分为轻危险，设计的喷水量为每分钟每平方米4升，覆盖面积达160平方米，需连续喷水1小时以应对火灾。对于地下室部分，由于其火灾等级为中危险Ⅰ级，系统的喷水量提高至每分钟每平方米8升，同样的覆盖面积为160平方米，并保持1小时的持续喷水时间。地下室配备喷淋泵的消防水泵房，其水源通过市政管道直接获取。正常情况下，自动喷淋系统的管网压力得到屋顶设置的消防水箱所保持；一旦发生火灾，喷淋头启动，水流指示装置激活，向消防指挥中心传递火情所在区域的信息。此时，位于消防泵出水主管上的压力开关、高位消防水箱的出水管流量开关以及报警阀压力开关将自动触发消防泵启动并向消防指挥中心发送报警信号。在消防泵房内，安装了报警阀组，并在管路设计时，要保证每个报警阀组连接的喷头数量不得超过800个。在管网的最末端，即最不利的位置处，安装末端试水装置，用于测试该管网的流量和压力状态。每个防火区域都配备一只水流指示器，并在每只水流指示器的后方安装泄水阀。末端试水装置和泄水阀需要明确标识，并保证其安装高度约为1.5米，同时采取措施避免误操作。

    3.排水系统设计

该幼儿园的室内排水设计采取了混合排水方式。针对厨房的排水，选择了可以承受高温的塑料或金属材料作为排水管，这些排水管将厨房的废水单独引导至户外的一体化油水分离设备，最后汇入整体污水系统。在管道敷设时需要注意，排水管不得穿越食堂及厨房制作或者备餐区。幼儿园教室相比于其他教室有额外的类似寝室的性质，因此排水管或雨水管需选用消音管材，同时应尽量避免穿越教室，排水立管也应不要贴近幼儿午睡的墙或柱为宜。

幼儿园室外排水系统选择使用雨污水分流模式，雨水收集后需全部汇入室外雨水蓄水池，以满足绿色建筑及海绵工程的要求，但是需要注意的是一些地区出台的公共建筑绿色设计标准等地规中规定，幼儿园不得采用非传统水作为水源，所以在该项目中，雨水蓄水设施主要承担调节存储功能，通过收集雨水直接导入市政雨水系统，并未配备清水池进行二次利用。

    4.结语

至此，笔者概括性的叙述了近期所设计的某幼儿园项目内容，并指出了其中部分细节要点。综上所述，可以看出幼儿园建筑属于典型的“麻雀虽小，五脏俱全”的公共建筑，其服务的对象亦与我们常见的目标人群大相径庭。而在一些地方的重点新建区域，幼儿园也往往作为高标准的标志性配套项目工程以此来进行人才引进吸引居住。因此各位同行在面对幼儿园项目时，切勿因规模较小而轻视它，因此，应充分利用建筑的独特性，考虑到所在地的供排水特点及地理环境，明智地选择环保的能源解决方案，注重各系统的细节，保证各系统的科学性，给儿童提供安全舒适的使用场景，最终才能打造出高质量的幼儿园产品。

参考文献

1. 晋薇. 幼儿园给排水设计方案[J]. 有色金属设计, 2017, 44 (02): 54-56+62.
2. 赵仲帅. 幼儿园建筑给排水设计方案要点分析[J]. 新疆有色金属, 2022, 45 (04): 107-108.