绿色医院建筑节水节能设计实践与探索

姜龙 杨方民

济宁医学院附属医院 山东 济宁 272067

引言

国家卫生健康委发布《公立医院高质量发展评价指标 （试行）》，万元收入能耗比作为定量评价指标之一，提升效率，节能降耗，是医院运行模式由粗放式管理向精细化管理的重要目标[1]。文章以济宁医学院附属医院太白湖院区为例，本项目按照绿色医院建筑二星标准进行设计，从节水角度出发，探讨从医院建筑给排水设计、施工、使用维护、利用非传统水源等阶段的不同节水措施，为医院节水提供一定参考。

1 给水设计—干管布置形式

太白湖院区供水分为四个竖向分区，2层及以下采用市政直供，3层及以上楼层按3～4层、5～9层、10～15层通过变频泵组从生活水箱中吸水供至各区供水点，充分利用市政管网给水压力，避免了供水压力持续高压或压力骤变。

由于医疗建筑各层各区域用水点分散，无法做到统一布置给水管道，为更好地满足用水需求，给水系统采用横向干管布置形式，即不同区域的给水竖管连接各楼层的横向干管，在由每个楼层的给水横向干管送至用水点[2]。这样既可以极少给水管道拐弯多的问题减低施工难度，还可以分科室进行给水计量，后期便于维护检修，也便于处理因科室调整带来的增减用水点问题。

竖向干管设管道井，横向干管全部在吊顶上方铺设，及时发现跑冒滴漏现象。室内给水管道采用S31608型薄壁不锈钢管，室外给水环网采用PE管埋深0.8～1.0m并设有阀门井。供水系统稳定可靠，选用材料均符合国家标准，大大减小给水系统管网漏损率。

2 太阳能热水循环系统

在病房卫生间、手术洗手处和淋浴间、急诊等设置集中热水供应系统，使用天然气转化为蒸汽进行加热，全日供应，对距离热水管网较偏远的少量用水点设置热水器供给生活热水。热水供应系统与生活用水一样，根据楼层高度设置供水分区，以保证用水点冷热水供水压力平衡及水温稳定。

病房楼五层及以上楼层采用太阳能，在屋顶设置太阳能集热器，作为生活热水的辅助热源，设置加热水温为45℃。热水供应采用循环管道与冷水同程布置，并设置变频循环泵，各用水点出水温度达到设定温度的时间不超过10s。在阳光充足的5～9月，太阳能辅助加热可满足病房楼五层及以上楼层的热水用水需求。太阳能热水循环系统的使用不仅可以减少热水放水的时间，减少不必要的浪费，同时全年还可以节省加热热水所使用天然气用量的20%。

太阳能系统建立信息化监测系统，可以24h监测水温及水位，监控人员设置在锅炉房，每半小时抄数一次，保证正常运行的同时也兼顾水温安全，避免因水温过高发生烫伤事件，监控画面如下图。

图1 太阳能系统信息化监控组态图

3 控制楼层水压并采用节水器具

《绿色医院建筑评价标准》6.2.3条要求：给水系统无超压出流现象。设有两档分值：①卫生器具用水点给水压力均不大于0.30MPa；②卫生器具用水点给水压力均不大于0.20MPa，且不小于用水器具要求的最低压。但在《民用建筑节水设计标准》（GB 50555-2010）4.1.3条规定：分区内低层部分应设置减压设施保证各用水点处给水压力不大于0.20MPa。从实际使用效果来看，为保证给水末端或者管道拐弯多的用水点以及用水高峰用水舒适性，对于5层及以上楼层，供水压力超过0.30MPa的楼层采用支管减压阀减压供水，支管减压阀减压后阀后压力不高于0.30MPa，不仅可以保护各用水器具，减少超压流出现象，同时也证明了在保证用水器具正常使用的前提下，合理设置供水压力是节水的关键环节之一。

对市政直供的负二层到二层楼层，关小公共卫生间进水阀门开度减小用水器具水压，也可以大大减少冲洗用水量。

卫生器具采用节水器具，包括节水水龙头、节水淋浴器、节水坐便器等。所选卫生器具均符合《节水型生活用水器具》（CJ/T164-2014）、《节水型卫生器具》（GB/T31436-2015）及《节水型产品通用技术条件》（GB/T18870-2016）中相关标准的要求。

4 信息化能耗及漏水监测系统

智慧信息化系统平台是节水的有效措施之一，能耗系统是依托于给水计量，市政进水总管设总水表计量，医疗医技部分按科室、护理单元进行分级计量，厨房、公共卫生间、消防水池进水管、生活水箱进水管、生活热水水加热补水管、空调锅炉补水管、冷却塔补水管等均设置水表进行分级计量，统计集中汇总到能耗系统平台进行分析，同时每月将各区域用水量发送至个科室负责人，对用水量明显高于其他区域的科室进行集中分析，提出改进措施，帮助该科室节约用水，从而做到全员节水，自主节水，大大提高节水效率。

漏水监测系统是对能耗系统的有效补充，在生活水箱间、水泵房、各空调机房设置水浸检测系统，对于发生漏水的地点可以第一时间发生报警通知到值班人员，及时抢修；若空调机房漏水还可以准确定位，避免了空调系统一直补水却排查不到漏水点的现状，目前使用情况良好。下一步还可以推广到整个院区，在公共夜间无人区域、重点防水区域、防汛区域增加漏水监测点，结合当前正在使用的地下室排污泵高液位报警系统，可以第一时间发现漏水点，提升医院应急抢险能力。

由于太白湖院区工程建设期间的一些变更及调整，水表没有100%覆盖各个区域，能耗系统各区域用水量叠加数据与院区总表用水量还有一定误差；同时结合医疗功能区域（科室）在平面上划分不严格，难以完全满足按科室计量；计量水表设置较多，不易获取数据维护难度高等问题的存在，需要在其中进行一定的取舍。下一步运维期间将继续探索上述问题，逐步完善优化能耗水系统，争取可以通过能耗水系统推算出管网漏损率[3]。

5 非传统水源—中水

中水作为优质的市政再生水源，且价格低廉，可以多方面进行利用，如室内冲厕，室外绿化灌溉，道路浇洒，洗车用水等。太白湖院区建设期间多次与市政自来水公司沟通协调，最终将一根DN100市政中水管道接入院区，因图纸已设计完成及工期等因素，未对中水进行深化设计，在室外院区施工中水环网管道，作为绿化浇灌、车辆冲洗、道路浇洒使用。经运行期间对中水的改造，取水口可覆盖院区绿化浇灌面积的80%以上，同时作为喷泉景观用水，太白湖院区一期绿化面积约20000m2，根据绿化浇灌用水量定额2L/m2结合目前中水使用量，每年可节约自来水用量约18000t。

图2 中水利用

6 分质供水反渗透浓水再利用

太白湖院区设有集中分质供水系统，通过一级与二级反渗透膜方法处理后[4]，除产生使用的纯水外，也会产生大量的废水，比例约为1∶1，按照高质高用、低质低用的用水原则，多目标阶梯使用水资源才能达到更好的节水效果。二级反渗透浓水水质优良，且水量温度，回收方便，设置浓水回收水箱供中央空调冷冻水补水使用。

原设计冷却塔补水水源为自来水，水质硬度高，运行几个月后发现自来水结垢严重，经过水质化验，浓水水质硬度低，且仅用作中央空调冷冻水有大量剩余，后将浓水改造为冷却塔补水水源。设计冷却循环水约为5250m3/h，补水量取1%，在供冷期5～10月，根据实际使用情况平均每日用水量为260m3/d，每年可节省自来水46800t。

对于一级反渗透后的废水目前还没有充分利用，下一步可将污物间、污水提升间、隔油池、实验室水处理提升间等需要冲洗清洗的房间水龙头以及部分区域室内冲厕也接入一级反渗透废水后的废水，可进一步提升废水利用率，减少自来水用水量。

7 雨水控制及回收系统

院区内严格实行雨污分流管网，雨水经雨水管网排至市政雨水管网，污水经污水管网排至院内污水处理站，处理合格后方可排放，减少了污水处理用水量。

雨水回收系统可收集部分屋面雨水，经处理后用于车辆冲洗和绿化、道路浇洒用水。目前太白湖院区二期正在建设中，完成后雨水回收利用系统将连通整个院区，并将中水管道接入补水口代替自来水补水管，进一步提升非传统水源利用率。

8 结束语

根据太白湖院区给排水设计及施工总说明，给水系统平均日用水量为2507m3/d，小于《民用建筑节水设计标准》（GB50555-2010）规定的节水用水定额的上限值。试运行后经过对各系统设备的调试维护及相关用水点改造，近一年（2022年4月-2023年3月）来日均用水量仅为1030m3/d，约为设计日均用水量的41%，证明了太白湖院区给排水系统从设计施工到运营维护的各项节水措施均真实有效，也为日后进一步精细化节水管理提供了宝贵经验。