醫療建筑中心消毒供應室給排水設計

李會杰

（北京市建筑工程設計有限公司，北京 100045）

醫療建筑給排水設計直接關系到醫療工作的正常運轉，是為人們提供高質量醫療服務的關鍵[1]。中心消毒供應室作為醫療建筑的重要結構之一，承擔著各個科室醫療物品、醫療器械和器具的滅菌、消毒處理工作，必須準確掌握供應室各個區域用水量和高溫廢水量，通過準確計算，擬定高精度給排水設計方案[2]。目前，關于中心消毒供應室給排水設計研究較少，尚未形成較為可靠的核心參數，該文以某醫療建筑項目為例展開探究。

1 醫療建筑中心消毒供應室用水區域分析

按照《醫院消毒供應中心 第1部分：管理規范》，將消毒區域劃分為3部分，分別是無菌區域、清潔區域、污染區域[3]。其中，污染區用于存放各個科室送來的醫療使用過的玻璃、金屬器械、橡膠類器材等，這些醫療材料需要經過清洗、滅菌，方可重復利用。該區域除了負責存放醫療器械以外，還負責器械分類、清洗和消毒，該過程需要利用超聲波清洗裝置、壓力水槍等設備，完成器械的清洗。由于設備用水量較大，因此被列入供應室主要用水區域。清潔區負責檢驗醫療物品消毒情況，對于合格的物品采取打包處理，而后利用滅菌器進行低溫、干熱、蒸氣滅菌。在此期間，需要使用滅菌蒸氣發生器，需要耗費一定水資源。無菌區不需要耗水，只負責經過滅菌處理后的醫療物品的存儲。

2 醫療建筑中心消毒供應室給排水設計

2.1 中心消毒供應室用水計算及設計

通過用水區域分析可知，清潔區域和污染區域是中心消毒供應室的主要用水區域，此處不包括醫務人員生活用水。根據設備清潔、消毒處理需求，主要用水設備包括滅菌蒸氣發生器、壓力水槍、手工清洗池、清洗消毒器。按照醫療管理規范中的9.4條，將器械滅菌處理所需的蒸氣用水分為2種，分別是純水、軟化水。其中，2種用水均用到的是清洗消毒器，只用到其中一種用水的是壓力蒸氣滅菌器。根據此部分信息可以推斷，如果得知設備作業頻率及一次用水量、2種主要用水裝置的臺數，便可以計算出供應室用水量。該研究根據文獻[4]和文獻[5]研究統計結果，給予指標統計建議值，見表1。

表1 中心消毒室不同物件體積統計數據及建議值

注意這些物件中存在無法在壓力蒸汽環境中采取滅菌處理的物件，占比大約5%，選擇低溫滅菌方法進行處理，例如，環氧乙烷滅菌器處理。

以日為計算周期，統計待消毒物件用水量，如公式（1）所示：

式中：N0代表各個用水區域待消毒物件數量；V0代表待消毒物件體積。

以某醫療建筑工程為例，計算供應室用水量。其中，床位800床，手術20臺/d，手術室共計12間，門急診3000人/d。按照這些參數，計算待消毒物件總量，結果如下：

同樣根據文獻[4]和文獻[5]確定典型設備耗水量和設備容積指標參數，對供應室用水量進行計算，見表2。

表2 供應室用水量計算

按照表2中的計算結果，該項目供應室每日處理污染物件需要耗費的水量為14.86 m3/d。按照安全系數為1.2計算，設計日水處理設備供水量：Qd=1.2×14.86=17.832 m3/d 。

2.2 中心消毒供應室排水計算及設計

2.2.1 高溫廢水量的計算

高溫廢水主要來自壓力蒸汽滅菌器，在60 ℃環境內作業，短時間內溫度可以達到100 ℃。該部分廢水需要單獨處理，按照醫療器械管理規定，需要將高溫廢水排放到降溫池，使用該裝置對廢水采取降溫處理。

關于高溫廢水排水量的計算，按照1 h的工作周期，日運行45次計算。在不考慮用水損耗和蒸氣的情況下，依據質量平衡原理，計算壓力蒸汽滅菌器每次排水量。其中，排水量的計算，主要由用汽量和用水量組成。用汽量與用水量的計算結果見表3。關于用汽量的計算：按照醫院建筑設計規范，蒸汽耗量標準為2.0 kg/（h·床）2.5 kg/（h·床），綜合三甲醫院數據資料，將此參數數值調整為1 kg/（h·床）。所以，用汽量應該設計為800×1.0=800 kg/h，考慮到設備單次作業時間周期為1 h，所以可以推斷單次凝結排水量為0.8 m3/次。關于用水量的計算：設備單次作用用水量Qs=545/1000×1.09（m3/次）。其中，數據來自表2。通過上述計算，忽略用水汽損耗部分，依據用汽量與用水量可知，該工程高溫廢水排量為1.09+0.8=1.89（m3/次）。

表3 用汽量與用水量的計算結果

2.2.2 基于降溫池容積的排水設計

保守計算，高溫廢水溫度為100 ℃，采取冷卻處理后需要達到ty=40℃，廢水溫度tt=25 ℃，混合不均勻系數設置為K，取值1.5。依據這些參數之間的關系，計算降溫池容積大小：

按照該計算結果，設計凝結水排放量，即13.23 m3。

通過上述計算明確了高溫廢水排量1.89（m3/次），降溫池容積的排水13.23 m3，根據這2項參數，討論高溫廢水排水處理方法，具體內容見后文。

2.3 醫療建筑給排水設計要點

2.3.1 醫療建筑給水設計

前文已經對醫療建筑給水水溫控制、供水量控制指標設計進行了探討，確定了醫療中心消毒供應室給水設計相關參數數值，接下來，該文將對排水管道布局、給水水溫控制、給水質量保證措施3個方面的設計要點內容進行探究。

2.3.1.1 給水溫度控制

為了使建筑給排水設計方案的可靠性得以體現，需要在給排水材料的選取做好把控工作，根據給排水處理環境的不同，合理配備管材。按照供水功能不同，可以將供應室供水作業區分為純水系統、軟化水、熱水、冷水4個部分，通過分析不同作業區對供水水質的需求，建議統一選取不銹鋼管材料。另外，對于污染區管道材料的選取，同樣建議選擇不銹鋼管材料。考慮到清潔區作業設備排水溫度較高，最高溫度大約在100℃左右，所以對管材的耐高溫性能要求較高，建議選取的金屬管材具有較高的耐高溫性能，支持100℃高溫排水。

2.3.1.2 給水管道布局

由于供應室供水管道布局情況較為復雜，以污染區作為供水集中點，在向其他區域供水時，容易引發二次污染，所以對各個供水點供水控制方案提出了較高要求。以滿足供水壓力為前提條件，建議選擇倒流防止器作為供水控制工具，將其布設在給水干管起始端，從而阻斷污水流入其他供水區。注意在投入使用前測試無誤后，才可以正常使用。

在設計施工方案時，需要注意2點：1）醫療建筑供水總管網體系與中心供應室供水管網的連接。2）中心供應室各個供水區域供水管道的合理布局。

其中，關于總管網體系與中心供應室供水管網之間的連接，應該根據供水需求計算供水水壓，按照該指標調節連接處的閥門大小。由于理論計算結果可靠性有待驗證，所以在施工中，必須對連接點閥門控制參數進行調節和測試。如果測試結果與供水需求不符，立即調整參數數值，直至參數滿足供水需求。

應對各個供水區域管道合理布局，根據各個區域對供水的需求布設給水管道。由于中心供應室各個區域功能不同，對供水的水壓、水量需求存在一定差異，所以只利用1條管道來供水無法滿足供水需求。該設計方案將供應室拆分為多個供水區域，以每個功能區域為單位，布設供水點，計算供水壓力等相關數值，打造供水管道體系。由于供水需求不同，所以需要通過多個管道轉輸，管道結構錯綜復雜。

2.3.1.3 給水質量保證措施

中心消毒供應室給水質量對整個醫療系統供水安全性影響較大，為了保證此部分建筑結構供水質量，該設計方案采用斷流水箱為該區域供水。該水箱內的水資源經過消毒處理后，分別從各個管道流出，為不同功能作業區提供水資源。其中，水箱的核心設備為消毒器，綜合考慮消毒處理、成本控制等多項因素，選取RZ-UV2-DH200FW型號消毒器作為供水處理裝置，該裝置集紫外線技術和污染消毒技術為一體，能夠有效改善供水質量。

2.3.2 醫療建筑排水設計

關于建筑排水的設計，該文以清潔區排水控制、排水管道布局、污染水溢出處理、污水處理、防滲漏措施作為主要設計內容，展開全面探究。

2.3.2.1 清潔區排水控制

清潔區的排水控制對供應室的排水控制質量影響較大，考慮清潔區排水隨著大量水蒸氣，這部分水蒸氣可能存在串流情況，即多個區域水蒸氣串流，導致廢水中的化學物質反應，帶來一定安全隱患，同時可能對環境中的空氣造成嚴重污染。為了避免該問題的發生，建議設置專用通氣管，按照區域不同，分別在各個區域安裝通氣管。

2.3.2.2 排水管道布局設計

關于排水管道施工布局設計，需要保證管道溝槽開挖合理性，該項設計內容在很大程度上決定了醫療建筑給水方案實施可靠性。根據建筑施工技術要求，應該減少施工開挖量，以此滿足排水管敷設要求。本設計方案的地面硬化結構面和地面回填土面之間的距離設置為400mm，污水管道敷設寬度為2.5m，具體管道布局設計方案如圖1所示。圖1中，供應室排水管道布局中添加了雨水管、污水管、廢水管，各個管道之間留有足夠的空隙，不會導致排水期間出現不同功能管道匯流情況，滿足排水要求。

圖1 排水管道布置剖面

2.3.2.3 污染水溢出處理

考慮到地下管可能出現污水溢出情況，為了避免該情況出現，我國建筑排水設計方案中大部分采用安裝排水地漏方法加以處理，起到了較好的抑制效果。由此看來，排水地漏的選取在很大程度上決定了地下管道污水溢出問題的出現，建議選擇防返溢式地漏作為施工材料。由于中心供應室排出的廢水中可能存在化學物質，容易對排水地漏造成腐蝕。為了避免地漏遭受腐蝕，建議選取金屬材質地漏作為污染水溢出處理裝置。

2.3.2.4 污水處理

供應室排出的廢水中含有一定污染物質，不可以直接排放到河道中，必須經過消毒處理。關于污水處理方案的設計，應該嚴格按照《醫療結構水污染物排放標準》，布設污水管網。目前，我國污水處理技術比較成熟，根據排放污染物組成結構，合理選取消毒裝置，對污水中含有的化學物質進行處理。供應室所有污水都將流入污水池中，考慮到該區域排水量較大，所以需要根據計算的排水量數值，合理修建污水池，并設置警戒值，避免過多排放，導致污水溢出。在污水池中安裝污水處理裝置，經過檢驗，確定污水池中的污水達到處理標準后，統一排放到指定管道，從改管道流入非飲用水河道。

2.3.2.5 仿滲漏措施

供應室室外排水管可能存在滲漏情況，對排水體系的正常運行造成一定影響。為了避免滲漏問題出現，建議在室外地面鋪設一層防滲膜，例如HDPE，在回填層的下方鋪設。

3 分析與討論

3.1 中心消毒供應室供水處理

供應室供水處理主要分為2個部分，分別是供水安全保障、供水量保障。

其中，供水安全保障需要綜合考慮供應室給排水點布設情況，由于供水點主要集中在污染區，因此如何避免該區域的污水混入純水中，是供水處理的關鍵。建議在給水干管處布設倒流防止器，在壓力的作用下，將純水輸送到供應室，避免干管處發生污水倒流情況。

關于供水量的保障，建議對供應室各個用水設備的供水情況進行監控，及時發現設備供水不足，縮短設備作業狀態調整時間，降低應供水不足導致的設備損壞等問題發生頻率。隨著物聯網技術的發展，為醫院建筑給排水設計創造了有利條件，建議選取物聯網通信技術，作為監控中心通信工具，在各個供水設備內安裝水量監測設備，根據采集數據，下達設備控制命令。

3.2 高溫廢水排水處理

對于高溫廢水排水處理，在供應室排水區域修建了降溫池，根據排水需求計算容積大小，按照計算結果修建降溫池。滅菌器排出的高溫廢水，在降溫池內經過一番處理后冷卻，當溫度達到降低到標準溫度以后，方可從降溫池排出。目前，僅是計算了降溫池的容積，大概掌握了該環境內可以存儲高溫廢水的提及大小，但是高溫廢水排放是一個連續過程，不斷有高溫廢水流入降溫池中，所以當溫度降低到25℃時才可以排放，上限值為40℃。當池內水溫達到了40℃，停止排放。該排水過程中，對溫度信息的采集和閥門控制時效性要求較高。建議采用智能自動化控制技術，利用溫度傳感器檢測池內廢水溫度，如果達到25℃，則開啟排水閥門。需要注意的是，傳感器的安裝位置必須遠離入水口，因為入水口為設備剛剛排出的高溫廢水，水溫較高，會影響傳感器對池內當前水溫的判斷。建議在出水口和遠離入水口處的多個位置布點。按照池內水溫變化特點，分別在距離水面不同高度位置布設溫度傳感器，從而避免超出溫度標準的廢水排出。如果池低溫度達到了40℃，那么出水口位置廢水溫度很有可能高于40℃，所以具體溫度限定值的設定，需要做實驗進一步探究。

4 結語

在醫院建筑中心消毒供應室用水量和排水量較大的作業區，為了保證醫療服務質量，該文通過查閱文獻資料，結合醫院建筑工程實際情況，按照用水區域不同，分別計算各個區域的用水量和排水量。通過計算分析，給出供應室用水量和排水量設計數值，并提出了工程管道布設建議，討論了中心供應室供水處理和排水處理方法。為了給醫療建筑給排水設計提供更多的參考，該文以某中心消毒供應室為例，對建筑給水和建筑排水設計要點進行了探究，希望對醫療建筑給排水方案設計研究有所幫助。