某人防中心醫(yī)院戰(zhàn)時(shí)給排水設(shè)計(jì)分析

彭 亞 （中建三局集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430074）

0 引言

當(dāng)前，世界上大多數(shù)國家和地區(qū)處于和平狀態(tài)，但是戰(zhàn)爭(zhēng)的威脅依然存在。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，政治地位高、體量大、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的大型城市是重點(diǎn)打擊對(duì)象，在戰(zhàn)爭(zhēng)初期就有遭受核打擊和空襲的風(fēng)險(xiǎn)。這些大型城市一旦遭受核打擊和大規(guī)?？找u，必定會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失以及人員傷亡，醫(yī)療系統(tǒng)極有可能陷入癱瘓。人防醫(yī)療救護(hù)工程在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮相當(dāng)?shù)姆篮朔莱Ｒ?guī)武器襲擊，具有一定防護(hù)能力，在平時(shí)醫(yī)療系統(tǒng)無法使用時(shí)能發(fā)揮救治傷員的重要作用。近兩年，為應(yīng)對(duì)新冠肺炎疫情，彌補(bǔ)醫(yī)療短板，全國各地大量建設(shè)醫(yī)院，為人防醫(yī)療救護(hù)工程提供了建設(shè)條件[1]。人防醫(yī)療救護(hù)工程按其規(guī)模和任務(wù)劃分為三等：一等人防醫(yī)療工程（即本文涉及到的中心醫(yī)院）戰(zhàn)時(shí)主要功能是對(duì)傷員進(jìn)行早期治療以及部分?？浦委?；二等人防醫(yī)療工程（即急救醫(yī)院）戰(zhàn)時(shí)主要功能是對(duì)傷員進(jìn)行早期治療，設(shè)置的科室與一等人防醫(yī)療工程接近，但是少了血清檢驗(yàn)室等房間；三等人防醫(yī)療工程（即救護(hù)站）戰(zhàn)時(shí)主要功能是對(duì)傷員進(jìn)行緊急救治，設(shè)置的科室較簡(jiǎn)單[2]。

1 工程概況

本人防中心醫(yī)院項(xiàng)目位于湖北省，為附建式甲類人防工程，地下室共兩層，人防區(qū)位于地下二層。地上為醫(yī)院建筑，地下室平時(shí)為醫(yī)院設(shè)備用房、汽車庫，戰(zhàn)時(shí)為二等人員掩蔽部、裝備隊(duì)裝備掩蔽部和人防中心醫(yī)院，總?cè)朔澜ㄖ娣e為39990m2，其中中心醫(yī)院建筑面積為4357m2。中心醫(yī)院抗力級(jí)別為核5級(jí)常5 級(jí)，防化級(jí)別為乙級(jí)，配套一個(gè)固定電站。中心醫(yī)院戰(zhàn)時(shí)掩蔽人數(shù)為390人，其中傷員150人，工作人員240人。

2 戰(zhàn)時(shí)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 生活給水水源

根據(jù)工程周邊環(huán)境及地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告綜合考慮，本工程戰(zhàn)時(shí)按無可靠?jī)?nèi)水源進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用市政給水管網(wǎng)以及戰(zhàn)時(shí)生活水箱聯(lián)合供水。人防區(qū)給水由室外市政管網(wǎng)引入一路DN150 給水管分支管接到各防護(hù)單元生活、飲用水箱，中心醫(yī)院給水管由與第九防護(hù)單元相鄰人防墻引入，接到戰(zhàn)時(shí)生活、飲用水箱。在戰(zhàn)時(shí)市政給水管網(wǎng)未遭受破壞及市政水源未遭受污染時(shí)，可利用市政管網(wǎng)直供，減少水箱貯水的消耗，延長(zhǎng)戰(zhàn)時(shí)供水保障時(shí)間，其它情況下采用工程內(nèi)水箱和水泵供水。

2.2 戰(zhàn)時(shí)用水量計(jì)算及水箱布置

2.2.1 戰(zhàn)時(shí)用水量計(jì)算

根據(jù)《人民防空醫(yī)療救護(hù)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（RFJ 005-2011）5.2.4 條和5.2.6條規(guī)定，中心醫(yī)院戰(zhàn)時(shí)用水量如表1 所示。

表1 中心醫(yī)院戰(zhàn)時(shí)生活用水量及戰(zhàn)時(shí)水箱貯水量

注：①表中所示水箱僅貯存中心醫(yī)院內(nèi)掩蔽人員的生活、飲用水、口部及人員洗消用水，不含空調(diào)及其它設(shè)備用水量，配套電站冷卻水單獨(dú)貯存。開水供水量標(biāo)準(zhǔn)為1～2L/(人·d)，其水量已計(jì)入飲用水量中。生活水箱容積包含洗消用水。

2.2.2 戰(zhàn)時(shí)水箱設(shè)置

考慮到戰(zhàn)時(shí)飲用水貯水時(shí)間較長(zhǎng)需要再次消毒，防止飲用水被污染以及避免被挪用，生活用水水箱和飲用水箱分開設(shè)置。人防中心醫(yī)院室內(nèi)凈高要求比常規(guī)二等人掩項(xiàng)目高，本項(xiàng)目中心醫(yī)院層高4.2m，在滿足規(guī)范前提下水箱高度可以做到2.5m，保證有效容積滿足要求且盡量減少水箱占地面積。

2.3 戰(zhàn)時(shí)給水系統(tǒng)

中心醫(yī)院位于地下二層，建筑面相對(duì)標(biāo)高為-10.00m，市政進(jìn)水管在負(fù)二層建筑面處，壓力約為0.28MPa。經(jīng)過計(jì)算比較得知，口部沖洗閥處為戰(zhàn)時(shí)給水最不利點(diǎn)，其供水壓力不宜小于0.2MPa，計(jì)算給水系統(tǒng)各項(xiàng)水頭損失，給水泵選型參數(shù)為Q=12m3/h，H=30m，N=2.2kW，一用一備，為防止水泵頻繁啟動(dòng)，配套設(shè)置一臺(tái)隔膜式氣壓罐。戰(zhàn)時(shí)沖洗閥給水壓力要求與衛(wèi)生間及各功能房間用水點(diǎn)壓力要求相差較大[3-4]，根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50015-2019）3.4.4 條，生活給水用水點(diǎn)處供水壓力不宜大于0.2MPa，衛(wèi)生器具用水工作壓力多為0.1MPa，在除了戰(zhàn)后對(duì)口部進(jìn)行沖洗外的大多數(shù)時(shí)間內(nèi)，中心醫(yī)院內(nèi)部衛(wèi)生器具供水壓力偏大，不利于節(jié)水節(jié)能，且影響戰(zhàn)時(shí)貯水的有效保障時(shí)間。因此設(shè)計(jì)過程中在計(jì)算選擇接至衛(wèi)生間等供水房間給水管主干管管徑時(shí)，可適當(dāng)減小管徑，增大管道阻力以平衡供水壓力，或在部分支管設(shè)置減壓閥進(jìn)行減壓。

2.4 戰(zhàn)時(shí)洗消熱水系統(tǒng)

戰(zhàn)時(shí)人員洗消用水貯水量按需要洗消的人數(shù)及洗消用水量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，而熱水供應(yīng)量按衛(wèi)生器具套數(shù)計(jì)算。當(dāng)計(jì)算的人員洗消用水量大于熱水供應(yīng)量時(shí)，熱水供應(yīng)量按淋浴器熱水供應(yīng)量計(jì)算，熱水供應(yīng)不夠的部分只保證冷水供應(yīng)。當(dāng)計(jì)算的人員洗消用水量小于熱水供應(yīng)量時(shí)，熱水供應(yīng)量按人員洗消用水量計(jì)算。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)區(qū)分洗消用水量和熱水供應(yīng)量的不同，而熱水供應(yīng)量影響水加熱設(shè)備的選型。本工程戰(zhàn)時(shí)主要出入口淋浴間設(shè)置2 套淋浴器。淋浴洗消人數(shù)按傷員和工作人員總數(shù)的8%計(jì)算，共32人。人員洗消用水量標(biāo)準(zhǔn)取40L/(人·次)計(jì)算，淋浴器和洗臉盆的熱水供應(yīng)量取400L/套計(jì)算。人員洗消用水貯水量為1280L，其中熱水供應(yīng)量為800L。加熱設(shè)備按能在3h 內(nèi)將全部淋浴用水加熱至設(shè)計(jì)溫度進(jìn)行計(jì)算選型。

2.5 其它注意事項(xiàng)

中心醫(yī)院內(nèi)部建筑空間根據(jù)清潔程度，分為第一密閉區(qū)和第二密閉區(qū)，其中第二密閉區(qū)屬于清潔區(qū)，兩個(gè)區(qū)受污染程度不一致，因此其給水管道應(yīng)自生活給水泵出水干管處分開獨(dú)立設(shè)置，一般做法為在水泵出水總管分兩根支管，支管上分別設(shè)閘閥和止回閥。

3 戰(zhàn)時(shí)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 口部洗消排水

中心醫(yī)院部分房間或位置在戰(zhàn)時(shí)會(huì)遭受核生化污染，包括進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)豎井、擴(kuò)散室、除塵室、濾毒室、密閉通道和排風(fēng)系統(tǒng)的擴(kuò)散室、第一第二防毒通道、脫衣間、淋浴間、穿衣檢查間以及防護(hù)密閉門外的通道等[5]。在這些房間或部位應(yīng)設(shè)置收集、排除洗消廢水的防爆地漏、普通地漏或集水坑。地漏采用銅材質(zhì)或不銹鋼材質(zhì)，防爆地漏本身構(gòu)造自帶存水彎，考慮到結(jié)構(gòu)底板厚度及地漏、排水管道敷設(shè)要求，普通地漏宜選用自帶存水彎地漏，水封深度不小于50mm?？诓肯聪映叽缫藶?m×1m×1m。有設(shè)計(jì)提出口部集水坑有效容積不宜小于最大一臺(tái)污水泵5min 的出水量，且還需要按每小時(shí)水泵啟動(dòng)次數(shù)不超過6 次進(jìn)行復(fù)核。筆者認(rèn)為，中心醫(yī)院口部洗消為空襲后進(jìn)行，人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作，水泵在洗消過程中持續(xù)工作，口部沖洗為單次動(dòng)作，可以不考慮排水泵頻繁啟動(dòng)問題。

3.2 清潔區(qū)生活排水

中心醫(yī)院內(nèi)部設(shè)有水沖廁所。不同于地上建筑公共衛(wèi)生間，中心醫(yī)院內(nèi)部衛(wèi)生間的布置及給排水管道敷設(shè)更特殊。中心醫(yī)院建在地下室內(nèi)，考慮到排水管道無法敷設(shè)在結(jié)構(gòu)底板下，衛(wèi)生間應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)降板處理。中心醫(yī)院衛(wèi)生間內(nèi)衛(wèi)生器具較多，整體排水管道較長(zhǎng)，在保證排水坡度的前提下計(jì)算相應(yīng)需降板高度。在衛(wèi)生間平面布置時(shí)，應(yīng)綜合考慮，合理設(shè)置污泵間的位置，使得衛(wèi)生器具排水管以盡量短的路由接到污水集水坑。常規(guī)做法是男女衛(wèi)生間分別設(shè)置在兩邊，中間設(shè)污泵間和盥洗室，保證各排水點(diǎn)到集水坑距離接近，能減少結(jié)構(gòu)降板高度。如圖1 所示，衛(wèi)生間排水管最遠(yuǎn)端到集水坑處管道總長(zhǎng)10.45m。根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50015-2019）4.5.6 條，排水橫支管的標(biāo)準(zhǔn)坡度為0.026，坡降H=iL=0.026×10.45=0.272m。管道起端底標(biāo)高為建筑面下0.3m，管道末端底標(biāo)高為建筑下0.572m，實(shí)際結(jié)構(gòu)降板高度為0.6m。

圖1 中心醫(yī)院衛(wèi)生間給排水管道平面布置圖

根據(jù)《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50038-2005）6.3.5 條規(guī)定，生活污水集水池的有效容積由調(diào)節(jié)容積和貯備容積兩部分組成。其中調(diào)節(jié)容積按不小于最大一臺(tái)污水泵5min 的出水量，且污水泵每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)不宜超過6 次進(jìn)行計(jì)算。貯備容積要大于隔絕防護(hù)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的全部污水量（生活用水加飲用水）的1.25 倍。中心醫(yī)院用水點(diǎn)比較分散，依據(jù)戰(zhàn)時(shí)功能分區(qū)，共設(shè)有5 個(gè)衛(wèi)生間，每個(gè)衛(wèi)生間均配有污泵間及集水坑。戰(zhàn)時(shí)人員根據(jù)所處分區(qū)位置按需使用附近衛(wèi)生間，隔絕防護(hù)時(shí)間內(nèi)全部污水量分散貯存在5 個(gè)集水坑內(nèi)，集水坑總的有效容積滿足規(guī)范規(guī)定的最小容積即可，本設(shè)計(jì)污水集水坑尺寸均為L(zhǎng)×B×H=1.5m×1.5m×1.5m，單個(gè)集水坑有效容積2.25m3，集水坑內(nèi)設(shè)兩臺(tái)潛污泵，一用一備，潛污泵參數(shù)為Q=15m3/h，H=18m，N=1.5kW。污水集水坑有效容積為：

式中，Vr-調(diào)節(jié)容積，m3，當(dāng)采用自動(dòng)控制潛污泵時(shí)，不小于最大一臺(tái)污水泵5min 的出水量，且污水泵每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)不宜超過6 次。Vq-貯備容積，m3。K-安全系數(shù)，取1.25。Q1-掩蔽人員生活飲用水量標(biāo)準(zhǔn)[L/（d·天）]，如表1 所示。m-防護(hù)單元內(nèi)掩蔽人員數(shù)量（人），如表1 所示。t-中心醫(yī)院隔絕防護(hù)時(shí)間（h），取6h。

計(jì)算得V=1.25×（150×64+240×33）×6/（24×1000）+15×5/60=6.73m3，設(shè)計(jì)污水集水坑總的有效容積V1=5×2.25=11.25m3，實(shí)際布置的集水坑總的有效容積大于計(jì)算值，滿足規(guī)范要求。

污水集水坑設(shè)置DN100 通氣管，接至污泵間排風(fēng)口，戰(zhàn)時(shí)污泵間及衛(wèi)生間等房間設(shè)有排風(fēng)系統(tǒng)。

3.3 其他注意事項(xiàng)

根據(jù)《人民防空醫(yī)療救護(hù)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（RFJ 005-2011）3.4.6 條和3.4.7條規(guī)定，戰(zhàn)時(shí)制劑室應(yīng)設(shè)洗滌池、地漏，接收室和洗滌室應(yīng)設(shè)一般洗滌池和專用洗滌池，并裝置各種專用沖洗水龍頭，在設(shè)計(jì)圖紙中應(yīng)有表示及文字說明。中心醫(yī)院內(nèi)部的功能房間較多，排水點(diǎn)較多，方案階段應(yīng)配合建筑專業(yè)合理布置房間及集水坑。在個(gè)別排水點(diǎn)距離集水坑過遠(yuǎn)時(shí)，可通過增大排水管管徑，減小排水坡度的方式進(jìn)行處理。

4 戰(zhàn)時(shí)管線穿人防墻防護(hù)密閉處理設(shè)計(jì)

本工程負(fù)一層是非人防區(qū)，為減少集水坑、潛污泵的設(shè)置數(shù)量、降低造價(jià)，人防區(qū)上層的地面沖洗廢水及消防廢水通過防爆地漏排入下層人防區(qū)的方式進(jìn)行排放。接防爆地漏的排水管上可以不設(shè)置防護(hù)閥門。

給排水管道穿人防墻體和頂板處都應(yīng)在土建施工時(shí)預(yù)埋帶止水環(huán)的剛性防水套管，在管道上人防內(nèi)側(cè)或兩側(cè)人防處安裝銅芯閘閥，閥門在保證方便安裝及開啟使用的條件下，盡量靠近墻面，閥門近端面距墻面不大于200mm，如圖2所示。

圖2 戰(zhàn)時(shí)管線穿人防墻防護(hù)密閉處理

5 結(jié)語

設(shè)計(jì)方案階段提前介入，與建筑專業(yè)緊密配合很重要。人防中心醫(yī)院功能房間多，用水點(diǎn)分散，與建筑專業(yè)協(xié)商用水房間布局，有利于減少集水坑設(shè)置數(shù)量，節(jié)省造價(jià)。

口部沖洗閥工作壓力與清潔區(qū)衛(wèi)生間等用水房間衛(wèi)生器具工作壓力有較大差別，通過局部給水支管減小管徑、增大阻力的方式達(dá)到減壓效果，既能減少造價(jià)，又能保證用水點(diǎn)水壓不至于過大而造成水資源浪費(fèi)。

衛(wèi)生間選擇降板處理，便于排水管道敷設(shè)及衛(wèi)生器具安裝。人防底板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一旦施工后期無法更改，安裝在結(jié)構(gòu)板內(nèi)的管道管材要求采用機(jī)制排水鑄鐵管或熱鍍鋅鋼管。衛(wèi)生間區(qū)域選擇降板處理，排水管和衛(wèi)生器具安裝可在結(jié)構(gòu)主體完工后進(jìn)行，便于后期調(diào)整。安裝在建筑回填層內(nèi)的排水管可采用PVC塑料管，水力條件更優(yōu)。