武汉市青山楠姆方舱医院给排水设计总结与探讨
0前言
2020年初,一场突如其来的疫情袭击武汉,并迅速蔓延到全国。“方舱医院”作为解放军野战机动医疗系统的一种型式,在各种应急救治中广泛应用。武汉市自2月3日晚开始,连夜开工抢建多座“方舱医院”,专门用来收治新型冠状病毒感染的肺炎轻症患者,以缓解目前市内各定点医院床位紧张的压力。继完成武汉火神山医院设计后,中信建筑设计研究总院再次披挂上阵,先后承担了湖北省中医院武东院区改造工程、武汉客厅方舱、塔子湖体育中心方舱、黄陂方舱、江汉方舱、青山楠姆方舱等多座方舱医院的设计任务。本文针对其中较有代表性的青山楠姆方舱医院给排水系统进行总结与探讨。
1 工程概况
青山科技体育中心位于武汉市青山区,建筑高度23.95m,地上建筑面积15 000 m2,总建筑面积22 000m2。地下为一层,地上为三层(包含局部夹层)。地下一层为车库和设备用房;一层为文体体验中心、体育配套用房、办公区;二层为游泳馆;夹层为健身房;三层为综合训练馆。该项目2019年设计,目前已完成大部分机电安装,生活泵房、消防泵房已完成调试,医院实景如图1所示。现将青山科技体育中心改造成青山楠姆方舱医院,一层设200床位,三层设412床位,总床位数612床。二层和夹层设置供病患使用的卫生间、淋浴间、盥洗间及疏散走道。
2 项目特点
武汉市大多数已建或在建方舱医院供病患使用的卫生间、盥洗间、淋浴间均设置在室外,与主体建筑通过露天出入口连通,卫生间采用移动公厕。本项目病区和医护区的用水点和全部医护人员使用的卫生间、淋浴设在一层和三层,病患使用的卫生间、淋浴、盥洗设在二层和夹层。病患人员和医护人员可以足不出户,在本栋建筑内解决上厕、洗浴等生活问题。
大多数方舱医院主体建筑为单层或两层,本项目实际使用楼层有4层,供水高度较高,改造设计的给排水系统与建筑原有系统关联较多。
3 给排水系统设计
方舱医院属于传染病应急医疗设施,采用既有建筑改造,根据《建筑与工业给水排水系统安全评价标准》(GB 51188),对其建筑给水排水系统进行了安全评价,并依据评价结果进行改造。
3.1 给水系统
青山科技体育中心原设计一层为低区,由市政直接供水;二层及以上为高区,采用变频加压供水。改造设计沿用原设计供水分区,因一层新增医护区淋浴,为保证集中热水系统冷热水同源,满足热水使用的舒适性,一层医护区淋浴用冷水考虑由高区供水。经复核,原设计变频加压给水设备的技术参数能满足方舱医院的给水流量需求。
方舱医院主要收治轻症病人,低区采用断流水箱供水改造,在超短的施工周期内确有困难时,根据《建筑与工业给水排水系统安全评价标准》进行评价,给水系统采用减压型倒流防止器防止回流污染时,产生回流污染的风险较低,且供水压力完全可以满足低区用水器具额定工作压力要求。因此一层低区(医护卫生间)仍由市政管网压力直接供水。
一层医护区淋浴和一层以上用水点由变频供水,为断流水箱供水方式,另外考虑加强防回流措施,在加压供水各楼层给水引出管上设置倒流防止器。一层医护卫生间由市政供水,项目在市政给水引入管上已设置倒流防止器。
所有洗手盆的水龙头均采用感应水龙头,蹲便器采用脚踏阀,大便器选用构造内有水封、冲洗效果好、污物不易黏附在便槽内且回流少的器具。
3.2 热水系统
青山楠姆方舱医院的病区和医护区均有卫生热水需求,病区卫生热水供应淋浴间和盥洗间洗脸盆,医护区卫生热水供应淋浴间。病区共设48个洗脸盆,14个淋浴器。医护区共设26个淋浴器。医护人员奋战在抗疫一线,在卫生通过时需在淋浴间进行彻底的洗浴,因此医护淋浴用热水需有足够的保障,保证随到随用,且能连续供水,其同时使用率设计按100%取值。耗热量计算如表1所示。在供热方式的选择上,商用燃气热水器和商用电热水器各有优缺点,2种方式的优缺点对比如表2所示。
因方舱医院建设周期较短,一般只有3d,热水系统方案选择还需考虑市场采购、产品库存、施工便捷等因素,以最短时间完成设计和施工任务。设计考虑设置集中热水系统,供给病区和医务区总共40个淋浴器,水源从高区给水管上接入,并在接入管上设置倒流防止器。结合项目实际情况和市政条件,供热方式采用商用燃气热水器,相比电加热方式,可减少用电负荷394kW。因疫情时期供应商库存有限,设计选用5台BTRO-275商用燃气热水器,加热设备设在室外,每台设备容积370L,功率73kW。病区盥洗间洗脸盆采用电热水器供热,每个洗脸盆配备1台1.5kW小厨宝。小厨宝供热优点是避免交叉感染、管路短、热损失小,缺点是安装和维护量的工作量较大。图2为商用燃气热水器安装实景照片。
3.3 排水系统
根据建筑布局,医护区和病区分设用水点,医护人员使用的卫生间、淋浴设在一层和三层,病患使用的卫生间、淋浴、盥洗设在二层和夹层。医护区和病区污水严格分流,分别设置排水管网收集。
因建设周期很短,新增卫生间和洗浴设施的给排水安装应考虑能快速实施。本项目卫生间和洗浴设施均按同层排水设计,减少楼板开孔洞工程量,也便于疫情结束后按原有建筑功能复原。一层医护区卫生间利用原有卫生间;一层医护区淋浴间新增单排管出户;三层医护区卫生间接入原有排水立管;三层医护区淋浴间增加单独排水立管,同层排水,立管在室外靠外墙设置。病区卫生间采用移动厕所,方便快速安装,二层及夹层的移动厕所共计40台。各移动厕所采用管道排水,排水横管同层安装,排水立管伸出室外靠外墙设置;二层及夹层的病区淋浴间增加单独排水立管,排水立管伸出室外靠外墙设置。所有排水立管伸顶通气,顶端装设紫外线灯消毒。图3为二层病区卫生间和盥洗间局部排水平面布置。
医护区和病区污废水分别排放,医护区污废水排入原有化粪池,病区污废水排入新建消毒池,考虑到快速安装使用,设计选用成品化粪池作为消毒池,成品化粪池有效容积为75m3。青山区水务部门要求消毒池出水只能与原有化粪池的出水管合并,合并管经消毒处理达标后排至市政污水管网。
方舱医院生活污废水必须经过消毒处理,达到生态环境部《新型冠状病毒污染的医疗污水应急处理技术方案》(环办水体函[2020]52号)相关要求后排放。武汉市执行2020年2月4日市生态环境局、市卫生健康委、市水务局、市城管执法委印发的《关于做好全市方舱医院医疗污水处理有关工作的紧急通知》要求进行消毒。
医护区和病区污废水均采取二次消毒法。原有化粪池和新建消毒池均在第一格进行第一次投药消毒杀菌处理,参考有效氯投加量为50mg/L,消毒接触时间≥1.5h,余氯量大于6.5 mg/L(以游离氯计),粪大肠菌群数<100个/L。并在接市政管网入口处(污水井)进行二次强化消毒,达标后方可排至市政污水管网。一次消毒和二次消毒的消毒剂均采用次氯酸钠,由投药机自动投加10%的次氯酸钠溶液,次氯酸钠溶液由成品次氯酸钠现场配制。按照武汉市《关于做好全市方舱医院医疗污水处理有关工作的紧急通知》的要求,医疗污废水排放的监测监管由环保部门负责实施,一次消毒由城管部门负责实施,二次消毒由水务部门负责实施。图4为室外新建消毒池与加药消毒的安装实景照片。
3.4 消防系统
青山楠姆方舱医院在原有体育中心的基础上改造,原建筑已设置室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、消防泵房等消防设施,且能正常使用。本次改造利用原有的消防设施,并保证消防设施不被遮挡。
本工程室内均按严重危险级A类火灾配置手提式磷酸铵盐干粉灭火器,单具灭火器最小配置灭火级别为3A,单位灭火级别最大保护面积为50m2,最大保护距离不得大于15 m。灭火器设计选用每处设置2具MF/ABC5,保护距离一般按照10m控制。
4 结语
目前武汉市已建及在建方舱医院均利用原有建筑,方舱医院设计属于改造设计,首先必须熟悉原有建筑设计情况,熟悉原设计给排水系统。在确定给排水系统方案时,应能准确地判断原系统哪些可以利用,哪些需要新增。同时,需要深入了解建筑平面的工艺流程,熟悉清洁区和隔离区的划分,清楚哪些用水设施属于医护人员使用,哪些属于病患使用。
方舱医院用电量较大,需担负空气净化器、空凋柜机、电热毯、电开水器、照明、消防等负荷,因此在市政具备燃气供应条件时,热水系统的供热方式优先考虑采用商用燃气热水器。病区淋浴、盥洗和医护区淋浴宜采用集中热水系统供应,便于集中维护管理。本项目因商用燃气热水器供应商库存规格和数量有限,集中热水系统无法服务病区洗脸盆,只能以小厨宝供应洗脸盆,小厨宝数量较多,导致方舱医院运行时会带来一些维护工作量。
方舱医院设计周期很短,一般都要求在24h内完成,因此需要尽快确定设计方案。给排水系统方案选择不仅要考虑减少土建及安装工程量,施工便捷,而且要了解疫期设备材料的市场供货情况,所选用的产品需有货可供、容易采购,且便于施工。在最短的时间内,以最小的成本建设实施。
[2]GB 50849-2014传染病医院建筑设计规范[S].
[3] 关于做好方舱医院医疗污水应急处理相关工作的通知[Z].2020-02-04.