綠色醫院建筑節水節能設計實踐與探索

姜龍 楊方民

濟寧醫學院附屬醫院 山東 濟寧 272067

引言

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

1 給水設計—干管布置形式

太白湖院區供水分為四個豎向分區，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供水點，充分利用市政管網給水壓力，避免了供水壓力持續高壓或壓力驟變。

由于醫療建筑各層各區域用水點分散，無法做到統一布置給水管道，為更好地滿足用水需求，給水系統采用橫向干管布置形式，即不同區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整帶來的增減用水點問題。

豎向干管設管道井，橫向干管全部在吊頂上方鋪設，及時發現跑冒滴漏現象。室內給水管道采用S31608型薄壁不銹鋼管，室外給水環網采用PE管埋深0.8～1.0m并設有閥門井。供水系統穩定可靠，選用材料均符合國家標準，大大減小給水系統管網漏損率。

2 太陽能熱水循環系統

在病房衛生間、手術洗手處和淋浴間、急診等設置集中熱水供應系統，使用天然氣轉化為蒸汽進行加熱，全日供應，對距離熱水管網較偏遠的少量用水點設置熱水器供給生活熱水。熱水供應系統與生活用水一樣，根據樓層高度設置供水分區，以保證用水點冷熱水供水壓力平衡及水溫穩定。

病房樓五層及以上樓層采用太陽能，在屋頂設置太陽能集熱器，作為生活熱水的輔助熱源，設置加熱水溫為45℃。熱水供應采用循環管道與冷水同程布置，并設置變頻循環泵，各用水點出水溫度達到設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。太陽能熱水循環系統的使用不僅可以減少熱水放水的時間，減少不必要的浪費，同時全年還可以節省加熱熱水所使用天然氣用量的20%。

太陽能系統建立信息化監測系統，可以24h監測水溫及水位，監控人員設置在鍋爐房，每半小時抄數一次，保證正常運行的同時也兼顧水溫安全，避免因水溫過高發生燙傷事件，監控畫面如下圖。

圖1 太陽能系統信息化監控組態圖

3 控制樓層水壓并采用節水器具

《綠色醫院建筑評價標準》6.2.3條要求：給水系統無超壓出流現象。設有兩檔分值：①衛生器具用水點給水壓力均不大于0.30MPa；②衛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《民用建筑節水設計標準》（GB 50555-2010）4.1.3條規定：分區內低層部分應設置減壓設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，合理設置供水壓力是節水的關鍵環節之一。

對市政直供的負二層到二層樓層，關小公共衛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。

衛生器具采用節水器具，包括節水水龍頭、節水淋浴器、節水坐便器等。所選衛生器具均符合《節水型生活用水器具》（CJ/T164-2014）、《節水型衛生器具》（GB/T31436-2015）及《節水型產品通用技術條件》（GB/T18870-2016）中相關標準的要求。

4 信息化能耗及漏水監測系統

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

漏水監測系統是對能耗系統的有效補充，在生活水箱間、水泵房、各空調機房設置水浸檢測系統，對于發生漏水的地點可以第一時間發生報警通知到值班人員，及時搶修；若空調機房漏水還可以準確定位，避免了空調系統一直補水卻排查不到漏水點的現狀，目前使用情況良好。下一步還可以推廣到整個院區，在公共夜間無人區域、重點防水區域、防汛區域增加漏水監測點，結合當前正在使用的地下室排污泵高液位報警系統，可以第一時間發現漏水點，提升醫院應急搶險能力。

由于太白湖院區工程建設期間的一些變更及調整，水表沒有100%覆蓋各個區域，能耗系統各區域用水量疊加數據與院區總表用水量還有一定誤差；同時結合醫療功能區域（科室）在平面上劃分不嚴格，難以完全滿足按科室計量；計量水表設置較多，不易獲取數據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探索上述問題，逐步完善優化能耗水系統，爭取可以通過能耗水系統推算出管網漏損率[3]。

5 非傳統水源—中水

中水作為優質的市政再生水源，且價格低廉，可以多方面進行利用，如室內沖廁，室外綠化灌溉，道路澆灑，洗車用水等。太白湖院區建設期間多次與市政自來水公司溝通協調，最終將一根DN100市政中水管道接入院區，因圖紙已設計完成及工期等因素，未對中水進行深化設計，在室外院區施工中水環網管道，作為綠化澆灌、車輛沖洗、道路澆灑使用。經運行期間對中水的改造，取水口可覆蓋院區綠化澆灌面積的80%以上，同時作為噴泉景觀用水，太白湖院區一期綠化面積約20000m2，根據綠化澆灌用水量定額2L/m2結合目前中水使用量，每年可節約自來水用量約18000t。

圖2 中水利用

6 分質供水反滲透濃水再利用

太白湖院區設有集中分質供水系統，通過一級與二級反滲透膜方法處理后[4]，除產生使用的純水外，也會產生大量的廢水，比例約為1∶1，按照高質高用、低質低用的用水原則，多目標階梯使用水資源才能達到更好的節水效果。二級反滲透濃水水質優良，且水量溫度，回收方便，設置濃水回收水箱供中央空調冷凍水補水使用。

原設計冷卻塔補水水源為自來水，水質硬度高，運行幾個月后發現自來水結垢嚴重，經過水質化驗，濃水水質硬度低，且僅用作中央空調冷凍水有大量剩余，后將濃水改造為冷卻塔補水水源。設計冷卻循環水約為5250m3/h，補水量取1%，在供冷期5～10月，根據實際使用情況平均每日用水量為260m3/d，每年可節省自來水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域室內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

院區內嚴格實行雨污分流管網，雨水經雨水管網排至市政雨水管網，污水經污水管網排至院內污水處理站，處理合格后方可排放，減少了污水處理用水量。

雨水回收系統可收集部分屋面雨水，經處理后用于車輛沖洗和綠化、道路澆灑用水。目前太白湖院區二期正在建設中，完成后雨水回收利用系統將連通整個院區，并將中水管道接入補水口代替自來水補水管，進一步提升非傳統水源利用率。

8 結束語

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