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某人防中心医院战时给排水设计分析

2023-12-28中建三局集团有限公司湖北武汉430074

安徽建筑 2023年12期
关键词:中心医院水坑人防

彭 亚 (中建三局集团有限公司,湖北 武汉 430074)

0 引言

当前,世界上大多数国家和地区处于和平状态,但是战争的威胁依然存在。在现代战争中,政治地位高、体量大、经济发达的大型城市是重点打击对象,在战争初期就有遭受核打击和空袭的风险。这些大型城市一旦遭受核打击和大规模空袭,必定会造成极大的经济财产损失以及人员伤亡,医疗系统极有可能陷入瘫痪。人防医疗救护工程在设计时应考虑相当的防核防常规武器袭击,具有一定防护能力,在平时医疗系统无法使用时能发挥救治伤员的重要作用。近两年,为应对新冠肺炎疫情,弥补医疗短板,全国各地大量建设医院,为人防医疗救护工程提供了建设条件[1]。人防医疗救护工程按其规模和任务划分为三等:一等人防医疗工程(即本文涉及到的中心医院)战时主要功能是对伤员进行早期治疗以及部分专科治疗;二等人防医疗工程(即急救医院)战时主要功能是对伤员进行早期治疗,设置的科室与一等人防医疗工程接近,但是少了血清检验室等房间;三等人防医疗工程(即救护站)战时主要功能是对伤员进行紧急救治,设置的科室较简单[2]。

1 工程概况

本人防中心医院项目位于湖北省,为附建式甲类人防工程,地下室共两层,人防区位于地下二层。地上为医院建筑,地下室平时为医院设备用房、汽车库,战时为二等人员掩蔽部、装备队装备掩蔽部和人防中心医院,总人防建筑面积为39990m2,其中中心医院建筑面积为4357m2。中心医院抗力级别为核5级常5 级,防化级别为乙级,配套一个固定电站。中心医院战时掩蔽人数为390人,其中伤员150人,工作人员240人。

2 战时给水系统设计

2.1 生活给水水源

根据工程周边环境及地质勘测报告综合考虑,本工程战时按无可靠内水源进行设计,采用市政给水管网以及战时生活水箱联合供水。人防区给水由室外市政管网引入一路DN150 给水管分支管接到各防护单元生活、饮用水箱,中心医院给水管由与第九防护单元相邻人防墙引入,接到战时生活、饮用水箱。在战时市政给水管网未遭受破坏及市政水源未遭受污染时,可利用市政管网直供,减少水箱贮水的消耗,延长战时供水保障时间,其它情况下采用工程内水箱和水泵供水。

2.2 战时用水量计算及水箱布置

2.2.1 战时用水量计算

根据《人民防空医疗救护工程设计标准》(RFJ 005-2011)5.2.4 条和5.2.6条规定,中心医院战时用水量如表1 所示。

表1 中心医院战时生活用水量及战时水箱贮水量

注:①表中所示水箱仅贮存中心医院内掩蔽人员的生活、饮用水、口部及人员洗消用水,不含空调及其它设备用水量,配套电站冷却水单独贮存。开水供水量标准为1~2L/(人·d),其水量已计入饮用水量中。生活水箱容积包含洗消用水。

2.2.2 战时水箱设置

考虑到战时饮用水贮水时间较长需要再次消毒,防止饮用水被污染以及避免被挪用,生活用水水箱和饮用水箱分开设置。人防中心医院室内净高要求比常规二等人掩项目高,本项目中心医院层高4.2m,在满足规范前提下水箱高度可以做到2.5m,保证有效容积满足要求且尽量减少水箱占地面积。

2.3 战时给水系统

中心医院位于地下二层,建筑面相对标高为-10.00m,市政进水管在负二层建筑面处,压力约为0.28MPa。经过计算比较得知,口部冲洗阀处为战时给水最不利点,其供水压力不宜小于0.2MPa,计算给水系统各项水头损失,给水泵选型参数为Q=12m3/h,H=30m,N=2.2kW,一用一备,为防止水泵频繁启动,配套设置一台隔膜式气压罐。战时冲洗阀给水压力要求与卫生间及各功能房间用水点压力要求相差较大[3-4],根据《建筑给水排水设计标准》(GB 50015-2019)3.4.4 条,生活给水用水点处供水压力不宜大于0.2MPa,卫生器具用水工作压力多为0.1MPa,在除了战后对口部进行冲洗外的大多数时间内,中心医院内部卫生器具供水压力偏大,不利于节水节能,且影响战时贮水的有效保障时间。因此设计过程中在计算选择接至卫生间等供水房间给水管主干管管径时,可适当减小管径,增大管道阻力以平衡供水压力,或在部分支管设置减压阀进行减压。

2.4 战时洗消热水系统

战时人员洗消用水贮水量按需要洗消的人数及洗消用水量标准计算,而热水供应量按卫生器具套数计算。当计算的人员洗消用水量大于热水供应量时,热水供应量按淋浴器热水供应量计算,热水供应不够的部分只保证冷水供应。当计算的人员洗消用水量小于热水供应量时,热水供应量按人员洗消用水量计算。在设计时应区分洗消用水量和热水供应量的不同,而热水供应量影响水加热设备的选型。本工程战时主要出入口淋浴间设置2 套淋浴器。淋浴洗消人数按伤员和工作人员总数的8%计算,共32人。人员洗消用水量标准取40L/(人·次)计算,淋浴器和洗脸盆的热水供应量取400L/套计算。人员洗消用水贮水量为1280L,其中热水供应量为800L。加热设备按能在3h 内将全部淋浴用水加热至设计温度进行计算选型。

2.5 其它注意事项

中心医院内部建筑空间根据清洁程度,分为第一密闭区和第二密闭区,其中第二密闭区属于清洁区,两个区受污染程度不一致,因此其给水管道应自生活给水泵出水干管处分开独立设置,一般做法为在水泵出水总管分两根支管,支管上分别设闸阀和止回阀。

3 战时排水系统设计

3.1 口部洗消排水

中心医院部分房间或位置在战时会遭受核生化污染,包括进风系统的进风竖井、扩散室、除尘室、滤毒室、密闭通道和排风系统的扩散室、第一第二防毒通道、脱衣间、淋浴间、穿衣检查间以及防护密闭门外的通道等[5]。在这些房间或部位应设置收集、排除洗消废水的防爆地漏、普通地漏或集水坑。地漏采用铜材质或不锈钢材质,防爆地漏本身构造自带存水弯,考虑到结构底板厚度及地漏、排水管道敷设要求,普通地漏宜选用自带存水弯地漏,水封深度不小于50mm。口部洗消集水坑尺寸宜为1m×1m×1m。有设计提出口部集水坑有效容积不宜小于最大一台污水泵5min 的出水量,且还需要按每小时水泵启动次数不超过6 次进行复核。笔者认为,中心医院口部洗消为空袭后进行,人员在现场进行操作,水泵在洗消过程中持续工作,口部冲洗为单次动作,可以不考虑排水泵频繁启动问题。

3.2 清洁区生活排水

中心医院内部设有水冲厕所。不同于地上建筑公共卫生间,中心医院内部卫生间的布置及给排水管道敷设更特殊。中心医院建在地下室内,考虑到排水管道无法敷设在结构底板下,卫生间应进行结构降板处理。中心医院卫生间内卫生器具较多,整体排水管道较长,在保证排水坡度的前提下计算相应需降板高度。在卫生间平面布置时,应综合考虑,合理设置污泵间的位置,使得卫生器具排水管以尽量短的路由接到污水集水坑。常规做法是男女卫生间分别设置在两边,中间设污泵间和盥洗室,保证各排水点到集水坑距离接近,能减少结构降板高度。如图1 所示,卫生间排水管最远端到集水坑处管道总长10.45m。根据《建筑给水排水设计标准》(GB 50015-2019)4.5.6 条,排水横支管的标准坡度为0.026,坡降H=iL=0.026×10.45=0.272m。管道起端底标高为建筑面下0.3m,管道末端底标高为建筑下0.572m,实际结构降板高度为0.6m。

图1 中心医院卫生间给排水管道平面布置图

根据《人民防空地下室设计规范》(GB 50038-2005)6.3.5 条规定,生活污水集水池的有效容积由调节容积和贮备容积两部分组成。其中调节容积按不小于最大一台污水泵5min 的出水量,且污水泵每小时启动次数不宜超过6 次进行计算。贮备容积要大于隔绝防护时间内产生的全部污水量(生活用水加饮用水)的1.25 倍。中心医院用水点比较分散,依据战时功能分区,共设有5 个卫生间,每个卫生间均配有污泵间及集水坑。战时人员根据所处分区位置按需使用附近卫生间,隔绝防护时间内全部污水量分散贮存在5 个集水坑内,集水坑总的有效容积满足规范规定的最小容积即可,本设计污水集水坑尺寸均为L×B×H=1.5m×1.5m×1.5m,单个集水坑有效容积2.25m3,集水坑内设两台潜污泵,一用一备,潜污泵参数为Q=15m3/h,H=18m,N=1.5kW。污水集水坑有效容积为:

式中,Vr-调节容积,m3,当采用自动控制潜污泵时,不小于最大一台污水泵5min 的出水量,且污水泵每小时启动次数不宜超过6 次。Vq-贮备容积,m3。K-安全系数,取1.25。Q1-掩蔽人员生活饮用水量标准[L/(d·天)],如表1 所示。m-防护单元内掩蔽人员数量(人),如表1 所示。t-中心医院隔绝防护时间(h),取6h。

计算得V=1.25×(150×64+240×33)×6/(24×1000)+15×5/60=6.73m3,设计污水集水坑总的有效容积V1=5×2.25=11.25m3,实际布置的集水坑总的有效容积大于计算值,满足规范要求。

污水集水坑设置DN100 通气管,接至污泵间排风口,战时污泵间及卫生间等房间设有排风系统。

3.3 其他注意事项

根据《人民防空医疗救护工程设计标准》(RFJ 005-2011)3.4.6 条和3.4.7条规定,战时制剂室应设洗涤池、地漏,接收室和洗涤室应设一般洗涤池和专用洗涤池,并装置各种专用冲洗水龙头,在设计图纸中应有表示及文字说明。中心医院内部的功能房间较多,排水点较多,方案阶段应配合建筑专业合理布置房间及集水坑。在个别排水点距离集水坑过远时,可通过增大排水管管径,减小排水坡度的方式进行处理。

4 战时管线穿人防墙防护密闭处理设计

本工程负一层是非人防区,为减少集水坑、潜污泵的设置数量、降低造价,人防区上层的地面冲洗废水及消防废水通过防爆地漏排入下层人防区的方式进行排放。接防爆地漏的排水管上可以不设置防护阀门。

给排水管道穿人防墙体和顶板处都应在土建施工时预埋带止水环的刚性防水套管,在管道上人防内侧或两侧人防处安装铜芯闸阀,阀门在保证方便安装及开启使用的条件下,尽量靠近墙面,阀门近端面距墙面不大于200mm,如图2所示。

图2 战时管线穿人防墙防护密闭处理

5 结语

设计方案阶段提前介入,与建筑专业紧密配合很重要。人防中心医院功能房间多,用水点分散,与建筑专业协商用水房间布局,有利于减少集水坑设置数量,节省造价。

口部冲洗阀工作压力与清洁区卫生间等用水房间卫生器具工作压力有较大差别,通过局部给水支管减小管径、增大阻力的方式达到减压效果,既能减少造价,又能保证用水点水压不至于过大而造成水资源浪费。

卫生间选择降板处理,便于排水管道敷设及卫生器具安装。人防底板为钢筋混凝土结构,一旦施工后期无法更改,安装在结构板内的管道管材要求采用机制排水铸铁管或热镀锌钢管。卫生间区域选择降板处理,排水管和卫生器具安装可在结构主体完工后进行,便于后期调整。安装在建筑回填层内的排水管可采用PVC塑料管,水力条件更优。

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