医院建筑给排水设计探讨

作者:陈寒冰 李铮 谈政
单位:中衡设计集团股份有限公司
摘要:结合苏州市独墅湖医院项目的给排水设计,对医院建筑的医用给水、排水系统设计进行整理、归纳和分析,并对设计中遇到的一些特殊给排水系统进行对比探讨。
关键词:医院 医用纯水 酸化水 污水处理站


 

    

1 项目概况

   苏州市独墅湖医院(苏州大学医学中心)位于苏州市工业园区,项目以“整体规划,分期实施”为原则,按三级甲等综合性教学医院标准建设,日最大门诊量5 000人次,总床位数为1 500张,一期建设800张床位,二期建设700张床位。项目总用地面积为156 295.61m2,本期建筑面积127 582m2,1#主楼为门急诊、医技、住院等多功能一体化综合楼,地上12层,地下1层(局部2层)。地上裙房部分1~5层主要功能为门急诊及医技各科室,高层塔楼6~12层主要为住院部(800张床位),地下1层局部为核医学及放疗科室、病理科、太平间、机械式地下停车库、物流库房、后勤设备用房等,局部地下2层为设备用房。

2 系统介绍

2.1 给水系统

2.1.1 供水安全

   供水安全是医院正常运行的关键,从医院用水的安全性考虑,本工程自地块南北侧市政给水干管各引入一路给水管在院区布置成环状管网。

   医院血液透析供水,设计考虑在屋顶设置高位水箱,常规情况采用恒压变频供水,停水时或管道检修时,由屋顶水箱重力供水,在任何情况下均能保证血液透析用水的不间断供应。

2.1.2 分质供水

   医院根据不同水质要求分为普通自来水、医用纯水、医用酸化水、软化水、雨水收集处理回用水,本文就与医疗相关的纯水及酸化水系统做重点介绍。

2.1.2. 1 医用纯水

   医用纯水按水质指标差异主要分为如下几种:

   (1)血液透析用水:原水经砂滤、软化、炭滤、反渗透及二级反渗透等工艺处理后滤除固形颗粒、细菌、病毒、内毒素、有害离子,供血透机用水和透析液配制用水,终端水质指标达到美国AAMI/ASAIO标准以及中国血液透析和相关治疗用水标准(YY0572-2005)。使用科室主要为血透中心、ICU等。本工程根据院方提供资料,设计按50台血透机同时使用,每台用水量300L/次,一次透析1.5h,一天使用4次,则一天需要60m3原水,故屋顶水箱按血液透析一天用水量60m3储存自来水,并设置消毒设施,水箱储存水48h内更新一次。

   (2)器械清洗用水:原水经砂滤、软化、炭滤及反渗透等工艺处理后滤除固形颗粒、细菌、病毒、有害离子,终端水质指标达到《医院消毒供应中心-第1部分管理规范》(WS310.1-2009)和《医院消毒供应中心-第2部分清洗消毒及灭菌技术操作规范》(WS310.2-2009)的相关要求。因为这两个规范对器械清洗用水的指标要求为建议性的框架要求,所以对比国外消毒供应中心的用水要求和主流大型自动清洗机的进水水质指标要求,采用欧盟《DINEN标准285》。使用科室主要为中心供应室、内镜清洗室、DSA导管清洗间、口腔科等。

   (3)生化检验用水:原水经砂滤、软化、炭滤及反渗透等工艺处理后几乎滤除全部杂质和离子,终端水质指标达到中国《国家实验室分析用水标准》(GB/T6682-2008)中一级水质指标和2005版药典纯化水指标。使用科室主要为生化检验科、病理科、药物配置中心等。

   本工程医用纯水用水量详见表1。

   表1 医用纯水用水量统计   

表1 医用纯水用水量统计

   医用纯水系统处理工艺流程见图1。

2.1.2. 2 医用酸化水

   酸化水是新一代的环保型消毒液,通过电解添加微量食盐(NaCl)的自来水获得,可现场制取,大规模供应,其含有氧化氯、活氧和羟基等有效杀菌成分,能杀灭包括MRSA、细菌芽孢在内的各种病原微生物,具有高效、快速、广谱、环保、廉价等显著优点。

图1 医用纯水系统处理工艺流程

   图1 医用纯水系统处理工艺流程

    

   酸化水主要用于医院以下科室:手术部、ICU、CCU;住院部病房;内镜清洗消毒室;血液透析室;中心供应室;妇产、儿科;口腔科;感染科、发热门诊;烧伤皮肤、泌尿科;营养科、食堂。本工程医用酸化水用水量详见表2。

   本工程采用中心供应酸化水方式,在病房楼屋顶设置酸化水机房,制备后采用上行下给方式供应至医院各科室酸化水用水点。较单机各科室安装节约初投资,方便管理和取用,较每年采购消毒剂而言投资回收期2年左右。医用酸化水处理工艺流程见图2。

图2 医用酸化水系统处理工艺流程

   图2 医用酸化水系统处理工艺流程

    

2.2 热水系统

2.2.1 热水系统形式

   本工程热水系统采用分散型与集中型2种形式,公共卫生间及门诊洗手盆采用分散容积式电热水器供应热水;食堂、病房、手术部及集中淋浴生活热水采用集中热水供应系统,由半容积式浮动盘管热交换器换热至使用温度,热媒采用93℃高温热水;其中厨房热水采用太阳能预热,以充分利用可再生能源;病房楼热水管网采用水平布置成环循环方式。

   表2 医用酸化水用水量统计   

表2 医用酸化水用水量统计

   注:按每日工作8h计算,1 061L/h×8h=8 488L≈8.5m3,即每日所需酸化水约8.5m3

2.2.2 热水供水安全

   医院集中热水系统采用热效率较高且无滞水区的浮动盘管半容积式换热器,每组2台以上,当一台检修时,其余设备能供应60%以上的设计用水量;加热设备出水温度60℃,系统回水温度50℃。

   手术部集中刷手池设恒温恒压阀,供水温度30~35℃;洗婴池设恒温恒压阀,出水温度35~40℃。

2.3 排水系统

2.3.1 污废水类型

   医院污废水包括生活污废水、厨房废水、普通门诊废水、发热门诊(传染病)污废水、放射科废水、口腔科废水、分析化验废水、中心供应室消毒凝结水等。其中一些含有毒、有害化学物质的废水、废液以及放射性废水、废物,应单独收集预处理后排入污水处理站,污废水归类见图3。

图3 医院特殊污水处理

   图3 医院特殊污水处理

    

2.3.2 医疗特殊废水处理

   检验科化验用废水含有大量的酸性物质,这部分排水单独排至室外酸碱中和池,用碱性中和剂将废水中和至pH=6~9后排放。

   放射科采用碘131放射性同位素,其污染的废水经衰变池自然衰变后排放,碘131的半衰期为8.04d,衰变池按其10个半衰期即80.4d的排放量设计,根据院方提供资料放射性废水排放量500L/d,故在地下1层庭院内设计50m3的衰变池贮存放射性废水。

   发热门诊考虑有传染性废水排放,故在室外设置消毒池,投加消毒剂消毒后排放。

2.3.3 污水处理

   医院污水处理排放按《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)执行,采用生化处理技术接触氧化法加二氧化氯消毒,具体工艺流程见图4。

   污水处理站的主体工艺选用生物接触氧化法,其工艺成熟,抗冲击负荷强,运行费用相对较低,污泥产量低,对可生化性强的污水处理效果可靠、稳定,且管理控制操作较容易。消毒方式采用二氧化氯消毒,现场制备。

图4 污水处理工艺流程

   图4 污水处理工艺流程

    

3 分析与探讨

3.1 医用纯水供水方式

   医院纯水供应方式通常有单科室制备分散供水与集中制备、分质供水。单科室制备纯水,这类水处理设备原水利用率低,仅为50%左右,制水成本高;水处理机房需就近设置于用水科室附近,占用了科室宝贵的使用面积,且设备运行可能会给科室带来噪声干扰,分散于各科室附近的机房也给管理带来不便,人力耗费大。集中制水、分质供水系统与前者相比,原水利用率可达90%以上,制水成本降低,水处理机房可以设置于地下室设备房区域,不占用科室面积,对科室无噪声干扰,该系统可实现PLC无人值守全自控功能,可通过通讯协议接口与监控室连接,通过监控室值班人员可以全程监控并可在线操作系统,提高管理效率,但初期投资较大,本工程集中制备分质供水初投资约480万元,日常维护费用每年约10万元。且从供水安全性考虑,集中制水可以各科室间用水平衡调配,避免了单科室制水遇到突发情况造成用水量不足甚至断水的情况。通过技术经济比较及考虑远期发展,本工程选用集中制水、分质供水系统。

3.2 病房楼集中热水管网布置形式

   常规的酒店、宿舍等公共建筑集中热水系统均采用竖向立管循环布置方式,考虑到医院病房楼按照楼层划分各科室病区,为实现各科室病区热水计量,热水系统采用水平布置成环循环,每层设置热水表及回水表进行差值计量,以便于各科室病房单独计量及独立运行互不干扰。

3.3 污水处理消毒剂的选用

   目前医院污水处理站的消毒剂一般应用较多为次氯酸钠或二氧化氯2种。

   次氯酸钠溶液为淡黄色或无色液体,分子式为NaClO,有效氯含量为0.953。其杀菌原理是在酸性或微酸性环境下,次氯酸钠在水中以次氯酸分子的形态存在,次氯酸分子极易穿透微生物细胞,具有较强的杀菌效果;次氯酸钠的杀菌过程以氯代反应为主,易与有机物生成大量的有害物质,杀菌效果受pH影响很大,在碱性环境下NaClO以次氯酸根的形态存在,杀菌效果大幅度下降;次氯酸钠较易分解。

   二氧化氯溶液为黄色或淡黄色液体,分子式为ClO2,其有效氯是氧的2.63倍,氧化能力是氯的2.5倍,杀菌能力是氯的5倍;二氧化氯以分子态在水中存在,其分子以对微生物细胞的高穿透力和强氧化性迅速杀灭微生物。二氧化氯作为第四代高效、广谱杀菌剂,杀菌过程为氧化还原反应,杀菌速率快,杀菌效果是次氯酸钠的4~5倍;且不会产生三氯甲烷等致癌物,杀菌效果基本不受pH影响;二氧化氯以分子态存在于水中,稳定性较高。因此,二氧化氯可以维持更长的杀菌时间,是世界卫生组织(WHO)公认的一种安全高效的消毒剂。

   综上2种消毒剂的各项指标,本工程选用二氧化氯消毒剂,现场制取和使用。

4 小结

   医院建筑与其他公共建筑相比,其工艺流程复杂,对于医院的给排水设计不仅要对各科室的不同用水需求进行了解,并根据不同要求分质供水,而且要对不同科室不同性质的污废水进行恰当的处理和处置,医院可靠的供水、排水系统是保证医院正常运行的关键。

  

 

    

    

参考文献[1] 陈惠华,萧正辉.医院建筑与设备设计.北京:中国建筑工业出版社,1991

[2] 给水排水设计手册第2册建筑给水排水.第3版.北京:中国建筑工业出版社,2012

[3] GB 51039-2014综合医院建筑设计规范
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