綠色醫(yī)院建筑節(jié)水節(jié)能設(shè)計實踐與探索

姜龍 楊方民

濟寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 山東 濟寧 272067

引言

國家衛(wèi)生健康委發(fā)布《公立醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展評價指標(biāo) （試行）》，萬元收入能耗比作為定量評價指標(biāo)之一，提升效率，節(jié)能降耗，是醫(yī)院運行模式由粗放式管理向精細化管理的重要目標(biāo)[1]。文章以濟寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院太白湖院區(qū)為例，本項目按照綠色醫(yī)院建筑二星標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計，從節(jié)水角度出發(fā)，探討從醫(yī)院建筑給排水設(shè)計、施工、使用維護、利用非傳統(tǒng)水源等階段的不同節(jié)水措施，為醫(yī)院節(jié)水提供一定參考。

1 給水設(shè)計—干管布置形式

太白湖院區(qū)供水分為四個豎向分區(qū)，2層及以下采用市政直供，3層及以上樓層按3～4層、5～9層、10～15層通過變頻泵組從生活水箱中吸水供至各區(qū)供水點，充分利用市政管網(wǎng)給水壓力，避免了供水壓力持續(xù)高壓或壓力驟變。

由于醫(yī)療建筑各層各區(qū)域用水點分散，無法做到統(tǒng)一布置給水管道，為更好地滿足用水需求，給水系統(tǒng)采用橫向干管布置形式，即不同區(qū)域的給水豎管連接各樓層的橫向干管，在由每個樓層的給水橫向干管送至用水點[2]。這樣既可以極少給水管道拐彎多的問題減低施工難度，還可以分科室進行給水計量，后期便于維護檢修，也便于處理因科室調(diào)整帶來的增減用水點問題。

豎向干管設(shè)管道井，橫向干管全部在吊頂上方鋪設(shè)，及時發(fā)現(xiàn)跑冒滴漏現(xiàn)象。室內(nèi)給水管道采用S31608型薄壁不銹鋼管，室外給水環(huán)網(wǎng)采用PE管埋深0.8～1.0m并設(shè)有閥門井。供水系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，選用材料均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，大大減小給水系統(tǒng)管網(wǎng)漏損率。

2 太陽能熱水循環(huán)系統(tǒng)

在病房衛(wèi)生間、手術(shù)洗手處和淋浴間、急診等設(shè)置集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)，使用天然氣轉(zhuǎn)化為蒸汽進行加熱，全日供應(yīng)，對距離熱水管網(wǎng)較偏遠的少量用水點設(shè)置熱水器供給生活熱水。熱水供應(yīng)系統(tǒng)與生活用水一樣，根據(jù)樓層高度設(shè)置供水分區(qū)，以保證用水點冷熱水供水壓力平衡及水溫穩(wěn)定。

病房樓五層及以上樓層采用太陽能，在屋頂設(shè)置太陽能集熱器，作為生活熱水的輔助熱源，設(shè)置加熱水溫為45℃。熱水供應(yīng)采用循環(huán)管道與冷水同程布置，并設(shè)置變頻循環(huán)泵，各用水點出水溫度達到設(shè)定溫度的時間不超過10s。在陽光充足的5～9月，太陽能輔助加熱可滿足病房樓五層及以上樓層的熱水用水需求。太陽能熱水循環(huán)系統(tǒng)的使用不僅可以減少熱水放水的時間，減少不必要的浪費，同時全年還可以節(jié)省加熱熱水所使用天然氣用量的20%。

太陽能系統(tǒng)建立信息化監(jiān)測系統(tǒng)，可以24h監(jiān)測水溫及水位，監(jiān)控人員設(shè)置在鍋爐房，每半小時抄數(shù)一次，保證正常運行的同時也兼顧水溫安全，避免因水溫過高發(fā)生燙傷事件，監(jiān)控畫面如下圖。

圖1 太陽能系統(tǒng)信息化監(jiān)控組態(tài)圖

3 控制樓層水壓并采用節(jié)水器具

《綠色醫(yī)院建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》6.2.3條要求：給水系統(tǒng)無超壓出流現(xiàn)象。設(shè)有兩檔分值：①衛(wèi)生器具用水點給水壓力均不大于0.30MPa；②衛(wèi)生器具用水點給水壓力均不大于0.20MPa，且不小于用水器具要求的最低壓。但在《民用建筑節(jié)水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50555-2010）4.1.3條規(guī)定：分區(qū)內(nèi)低層部分應(yīng)設(shè)置減壓設(shè)施保證各用水點處給水壓力不大于0.20MPa。從實際使用效果來看，為保證給水末端或者管道拐彎多的用水點以及用水高峰用水舒適性，對于5層及以上樓層，供水壓力超過0.30MPa的樓層采用支管減壓閥減壓供水，支管減壓閥減壓后閥后壓力不高于0.30MPa，不僅可以保護各用水器具，減少超壓流出現(xiàn)象，同時也證明了在保證用水器具正常使用的前提下，合理設(shè)置供水壓力是節(jié)水的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

對市政直供的負二層到二層樓層，關(guān)小公共衛(wèi)生間進水閥門開度減小用水器具水壓，也可以大大減少沖洗用水量。

衛(wèi)生器具采用節(jié)水器具，包括節(jié)水水龍頭、節(jié)水淋浴器、節(jié)水坐便器等。所選衛(wèi)生器具均符合《節(jié)水型生活用水器具》（CJ/T164-2014）、《節(jié)水型衛(wèi)生器具》（GB/T31436-2015）及《節(jié)水型產(chǎn)品通用技術(shù)條件》（GB/T18870-2016）中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4 信息化能耗及漏水監(jiān)測系統(tǒng)

智慧信息化系統(tǒng)平臺是節(jié)水的有效措施之一，能耗系統(tǒng)是依托于給水計量，市政進水總管設(shè)總水表計量，醫(yī)療醫(yī)技部分按科室、護理單元進行分級計量，廚房、公共衛(wèi)生間、消防水池進水管、生活水箱進水管、生活熱水水加熱補水管、空調(diào)鍋爐補水管、冷卻塔補水管等均設(shè)置水表進行分級計量，統(tǒng)計集中匯總到能耗系統(tǒng)平臺進行分析，同時每月將各區(qū)域用水量發(fā)送至個科室負責(zé)人，對用水量明顯高于其他區(qū)域的科室進行集中分析，提出改進措施，幫助該科室節(jié)約用水，從而做到全員節(jié)水，自主節(jié)水，大大提高節(jié)水效率。

漏水監(jiān)測系統(tǒng)是對能耗系統(tǒng)的有效補充，在生活水箱間、水泵房、各空調(diào)機房設(shè)置水浸檢測系統(tǒng)，對于發(fā)生漏水的地點可以第一時間發(fā)生報警通知到值班人員，及時搶修；若空調(diào)機房漏水還可以準(zhǔn)確定位，避免了空調(diào)系統(tǒng)一直補水卻排查不到漏水點的現(xiàn)狀，目前使用情況良好。下一步還可以推廣到整個院區(qū)，在公共夜間無人區(qū)域、重點防水區(qū)域、防汛區(qū)域增加漏水監(jiān)測點，結(jié)合當(dāng)前正在使用的地下室排污泵高液位報警系統(tǒng)，可以第一時間發(fā)現(xiàn)漏水點，提升醫(yī)院應(yīng)急搶險能力。

由于太白湖院區(qū)工程建設(shè)期間的一些變更及調(diào)整，水表沒有100%覆蓋各個區(qū)域，能耗系統(tǒng)各區(qū)域用水量疊加數(shù)據(jù)與院區(qū)總表用水量還有一定誤差；同時結(jié)合醫(yī)療功能區(qū)域（科室）在平面上劃分不嚴格，難以完全滿足按科室計量；計量水表設(shè)置較多，不易獲取數(shù)據(jù)維護難度高等問題的存在，需要在其中進行一定的取舍。下一步運維期間將繼續(xù)探索上述問題，逐步完善優(yōu)化能耗水系統(tǒng)，爭取可以通過能耗水系統(tǒng)推算出管網(wǎng)漏損率[3]。

5 非傳統(tǒng)水源—中水

中水作為優(yōu)質(zhì)的市政再生水源，且價格低廉，可以多方面進行利用，如室內(nèi)沖廁，室外綠化灌溉，道路澆灑，洗車用水等。太白湖院區(qū)建設(shè)期間多次與市政自來水公司溝通協(xié)調(diào)，最終將一根DN100市政中水管道接入院區(qū)，因圖紙已設(shè)計完成及工期等因素，未對中水進行深化設(shè)計，在室外院區(qū)施工中水環(huán)網(wǎng)管道，作為綠化澆灌、車輛沖洗、道路澆灑使用。經(jīng)運行期間對中水的改造，取水口可覆蓋院區(qū)綠化澆灌面積的80%以上，同時作為噴泉景觀用水，太白湖院區(qū)一期綠化面積約20000m2，根據(jù)綠化澆灌用水量定額2L/m2結(jié)合目前中水使用量，每年可節(jié)約自來水用量約18000t。

圖2 中水利用

6 分質(zhì)供水反滲透濃水再利用

太白湖院區(qū)設(shè)有集中分質(zhì)供水系統(tǒng)，通過一級與二級反滲透膜方法處理后[4]，除產(chǎn)生使用的純水外，也會產(chǎn)生大量的廢水，比例約為1∶1，按照高質(zhì)高用、低質(zhì)低用的用水原則，多目標(biāo)階梯使用水資源才能達到更好的節(jié)水效果。二級反滲透濃水水質(zhì)優(yōu)良，且水量溫度，回收方便，設(shè)置濃水回收水箱供中央空調(diào)冷凍水補水使用。

原設(shè)計冷卻塔補水水源為自來水，水質(zhì)硬度高，運行幾個月后發(fā)現(xiàn)自來水結(jié)垢嚴重，經(jīng)過水質(zhì)化驗，濃水水質(zhì)硬度低，且僅用作中央空調(diào)冷凍水有大量剩余，后將濃水改造為冷卻塔補水水源。設(shè)計冷卻循環(huán)水約為5250m3/h，補水量取1%，在供冷期5～10月，根據(jù)實際使用情況平均每日用水量為260m3/d，每年可節(jié)省自來水46800t。

對于一級反滲透后的廢水目前還沒有充分利用，下一步可將污物間、污水提升間、隔油池、實驗室水處理提升間等需要沖洗清洗的房間水龍頭以及部分區(qū)域室內(nèi)沖廁也接入一級反滲透廢水后的廢水，可進一步提升廢水利用率，減少自來水用水量。

7 雨水控制及回收系統(tǒng)

院區(qū)內(nèi)嚴格實行雨污分流管網(wǎng)，雨水經(jīng)雨水管網(wǎng)排至市政雨水管網(wǎng)，污水經(jīng)污水管網(wǎng)排至院內(nèi)污水處理站，處理合格后方可排放，減少了污水處理用水量。

雨水回收系統(tǒng)可收集部分屋面雨水，經(jīng)處理后用于車輛沖洗和綠化、道路澆灑用水。目前太白湖院區(qū)二期正在建設(shè)中，完成后雨水回收利用系統(tǒng)將連通整個院區(qū)，并將中水管道接入補水口代替自來水補水管，進一步提升非傳統(tǒng)水源利用率。

8 結(jié)束語

根據(jù)太白湖院區(qū)給排水設(shè)計及施工總說明，給水系統(tǒng)平均日用水量為2507m3/d，小于《民用建筑節(jié)水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50555-2010）規(guī)定的節(jié)水用水定額的上限值。試運行后經(jīng)過對各系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)試維護及相關(guān)用水點改造，近一年（2022年4月-2023年3月）來日均用水量僅為1030m3/d，約為設(shè)計日均用水量的41%，證明了太白湖院區(qū)給排水系統(tǒng)從設(shè)計施工到運營維護的各項節(jié)水措施均真實有效，也為日后進一步精細化節(jié)水管理提供了寶貴經(jīng)驗。