談福利院建筑老年人生活熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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摘要:通過(guò)項(xiàng)目實(shí)例，分別對(duì)老年福利院內(nèi)不同機(jī)能狀態(tài)老年人的生活習(xí)性進(jìn)行比較，分析出各建筑熱水用水量，用水時(shí)段以及用水峰值等特點(diǎn)。同時(shí)，針對(duì)其特點(diǎn)分別給出經(jīng)濟(jì)合理且高效的生活熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。
關(guān)鍵詞:老年福利院，生活熱水，機(jī)能狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)高效
1項(xiàng)目概況
本工程項(xiàng)目為杭州濱江區(qū)某養(yǎng)老福利中心，項(xiàng)目的建設(shè)將保障濱江區(qū)老年人生活、健康及參與社會(huì)發(fā)展的條件，實(shí)現(xiàn)老有所養(yǎng)、老有所醫(yī)、老有所為、老有所學(xué)、老有所樂(lè)，同時(shí)為殘疾人提供康復(fù)、療養(yǎng)、教育和各類服務(wù)的設(shè)施。項(xiàng)目總建筑面積107987m2，殘疾人康復(fù)床位為200張，老年公寓床位1800個(gè)。出于項(xiàng)目平屋面設(shè)計(jì)以及節(jié)能經(jīng)濟(jì)考慮，項(xiàng)目集中熱水系統(tǒng)采用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。根據(jù)規(guī)范，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)有可靠的輔助能源［1］。設(shè)計(jì)采用空氣源熱泵系統(tǒng)作為第一輔熱，在太陽(yáng)能與空氣源熱泵均無(wú)法滿足熱水需求時(shí)，采用電加熱作為最終輔熱。
2不同機(jī)能狀態(tài)老年人建筑生活熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
人到老年，精力、體力、腦力都有所下降，由于生活習(xí)慣不同，福利院老人有的生活還能自理，而有的不能自理［2］。福利院設(shè)計(jì)需要以新的觀念來(lái)支持和研究老年人的生活需要，在一定經(jīng)濟(jì)的條件下，最大限度的為老人提供舒適生活［3］。園區(qū)內(nèi)部建筑根據(jù)老年人不同機(jī)能狀態(tài)分為自理老人區(qū)，護(hù)理老人區(qū)，殘疾人康復(fù)中心三大類。考慮到不同機(jī)能老人用水需求和習(xí)慣的不同，項(xiàng)目的熱水系統(tǒng)針對(duì)不同機(jī)能老人均進(jìn)行了有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，采用不同的熱水系統(tǒng)和供水形式，讓不同機(jī)能的老年人均得到舒適可靠的熱水供應(yīng)的同時(shí)，經(jīng)濟(jì)合理，安全節(jié)能。
2．1自理老人區(qū)
自理老人區(qū)一般為有一定自理能力的老人，建筑布局類似于公寓類宿舍。此類老人的生活較為個(gè)性化，個(gè)體差異較大。在生活熱水方面，用水時(shí)間、時(shí)段、水量均有不同。根據(jù)這一特點(diǎn)，設(shè)計(jì)采用家用型承壓式空氣源熱泵輔助電加熱熱水系統(tǒng)制備熱水，每間一套系統(tǒng)。具體系統(tǒng)原理圖見圖1。此系統(tǒng)供熱管網(wǎng)短且管道管徑小，能有效的減少管網(wǎng)散熱，降低能耗損失，用水時(shí)段靈活，用水溫度平衡，舒適且經(jīng)濟(jì)。同時(shí)為了有效利用空間，系統(tǒng)水罐均設(shè)置于水管井內(nèi)，上下疊放，見圖2，避免老年人在衛(wèi)生間因起身導(dǎo)致的碰頭問(wèn)題。此類系統(tǒng)需要注意的問(wèn)題是水量計(jì)算。設(shè)計(jì)計(jì)算中，因?yàn)閳?chǎng)地的局限性，水量按50L每人每天計(jì)算，儲(chǔ)熱水箱設(shè)置容量按100L設(shè)計(jì)。由于自理老人洗浴均獨(dú)立完成，大多動(dòng)作遲緩，洗浴時(shí)間較長(zhǎng)，一次洗浴用水量會(huì)較一般宿舍大?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況在一人洗完澡后，水箱水量基本處于低水位，無(wú)法再次使用。由于自理老人生活習(xí)慣差異，洗澡用水時(shí)間可自行調(diào)整錯(cuò)開，不會(huì)出現(xiàn)同時(shí)需要洗浴而產(chǎn)生矛盾。然而在條件允許的情況下，計(jì)算儲(chǔ)熱水箱容積及日用水量的時(shí)候需要注意適當(dāng)放大。
2．2護(hù)理老人區(qū)
護(hù)理老人區(qū)大多為沒有自理能力，均由護(hù)理人員保證日常生活護(hù)理的老年人。此類老人生活狀態(tài)一般以臥床，靜養(yǎng)為主，生活起居均由經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的護(hù)理人員進(jìn)行管理，所以在各個(gè)生活起居時(shí)間均有較為嚴(yán)格的控制，時(shí)間點(diǎn)相對(duì)集中。因此，生活熱水用水時(shí)間會(huì)較為集中，且同時(shí)用水量較大。本項(xiàng)目由于護(hù)理老人區(qū)屋面為平屋面，有較好的太陽(yáng)能集熱板放置空間，設(shè)計(jì)熱水系統(tǒng)時(shí)優(yōu)先利用太陽(yáng)能［4］。設(shè)計(jì)采用太陽(yáng)能輔助空氣源熱泵系統(tǒng)制備熱水。太陽(yáng)能集熱器采用直接加熱定溫(45℃～55℃)放水形式，熱水箱儲(chǔ)水溫度設(shè)定為55℃，分兩格并聯(lián)設(shè)置。系統(tǒng)設(shè)置直熱式空氣源熱泵作為輔助加熱設(shè)備，用作陰雨天及冬天等太陽(yáng)能集熱器不能滿足加熱要求時(shí)輔助加熱。并在空氣源熱泵內(nèi)設(shè)置電加熱裝置，用于滿足在冬季最不利工況下太陽(yáng)能和空氣源均不能滿足熱水用水要求時(shí)使用?？紤]到較大規(guī)模用水量的經(jīng)濟(jì)合理性，供水系統(tǒng)采用開式定時(shí)系統(tǒng)，高位水箱重力供水，并設(shè)置冷水平衡水箱，保證各用水點(diǎn)冷熱水平衡。具體系統(tǒng)原理圖見圖3。此系統(tǒng)采用高位水箱節(jié)省能源，且利用平衡水箱解決冷熱水不同壓?jiǎn)栴}。同時(shí)采用集中熱水系統(tǒng)用于集中用水建筑，減少管網(wǎng)循環(huán)所損失的熱量。節(jié)能經(jīng)濟(jì)，用水舒適。此類系統(tǒng)需要注意的是水箱需要有一定的設(shè)計(jì)高度，以保證最不利點(diǎn)用水壓力，且系統(tǒng)需做好同層設(shè)置，以免集中用水時(shí)部分最不利點(diǎn)用水水壓較小，或出流水量不足。
2．3殘疾人康復(fù)中心
殘疾人康復(fù)中心作為一個(gè)類似醫(yī)療機(jī)構(gòu)建筑，設(shè)計(jì)參照醫(yī)院建筑。其熱水用水量較大，用水時(shí)段相對(duì)比較集中，且熱水用水質(zhì)量要求較高。項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用以太陽(yáng)能作為熱媒一次加熱，對(duì)冷水進(jìn)行預(yù)熱，以解決太陽(yáng)能熱水水溫及水量的不穩(wěn)定性［5］?？諝庠礋岜米鳛檩o助熱源以及電加熱作為保證熱源形式系統(tǒng)制備熱水。太陽(yáng)能集熱器采用承壓閉式循環(huán)加熱方式，熱水罐儲(chǔ)水溫度設(shè)定為55℃，系統(tǒng)設(shè)置空氣源熱泵作為輔助加熱設(shè)備，用作陰雨天及冬天等太陽(yáng)能集熱器不能滿足加熱要求時(shí)輔助加熱;并在熱水供水干管起始端設(shè)置電加熱裝置，電加熱裝置出水溫度設(shè)定為58℃，確保管網(wǎng)熱水溫度能滿足用水要求。由于用冷熱水平衡要求較高，供水系統(tǒng)采用閉式系統(tǒng)，上行下給。具體系統(tǒng)原理圖見圖4。此系統(tǒng)采用閉式24h循環(huán)供水，滿足了醫(yī)療建筑的特殊熱水需求。基本能做到即用即熱。
3結(jié)語(yǔ)
根據(jù)分析探討，在以空氣源熱泵熱水系統(tǒng)輔助太陽(yáng)能作為節(jié)能的基礎(chǔ)上，不同生活機(jī)能老年人的熱水可分別采用不同方式供水。1)針對(duì)有獨(dú)立生活能力的自理老人，可采用分散式系統(tǒng)來(lái)滿足各個(gè)體的生活熱水需求。需注意適當(dāng)增大熱水儲(chǔ)熱容積，以免出現(xiàn)老年人無(wú)法連續(xù)洗澡而產(chǎn)生矛盾。2)針對(duì)無(wú)獨(dú)立生活能力，需要統(tǒng)一照顧的老人，可采用集中非承壓式定時(shí)系統(tǒng)，保證老人較為集中的供水需求的同時(shí)減少管網(wǎng)損耗，節(jié)約能源。需要注意管網(wǎng)同層以及冷熱水同壓的問(wèn)題。3)針對(duì)養(yǎng)老醫(yī)療建筑的熱水需求，由于供熱需求的特殊，可采用集中承壓式系統(tǒng)，24h供水。項(xiàng)目竣工1年多，各系統(tǒng)基本滿足項(xiàng)目各類單體的熱水需求，業(yè)主反饋意見較好。
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作者：邵煜然陳飛陳激單位：浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司