金 進(jìn)

（浙江工業(yè)大學(xué)工程設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，浙江 杭州310014）

隨著國(guó)家政策的修訂，我國(guó)新生人口不斷增加，相關(guān)教育建筑項(xiàng)目也在不斷增多。筆者關(guān)注到現(xiàn)階段的學(xué)校，尤其是幼兒園施工圖設(shè)計(jì)的占比有所提高。

1 問(wèn)題討論

1.1 規(guī)范條文及解釋

《托兒所幼兒園建筑設(shè)計(jì)規(guī)范（JGJ 39—2016）》（2019年版）6.1.5條提到，托兒所、幼兒園建筑宜設(shè)置集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)，也可采用分散制備熱水或預(yù)留安裝熱水供應(yīng)設(shè)施的條件。當(dāng)設(shè)置集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采用混合水箱單管供應(yīng)定溫?zé)崴到y(tǒng)。當(dāng)采用太陽(yáng)能、空氣源熱泵等制備熱水時(shí)，熱水溫度低于60℃的系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置輔助加熱設(shè)施。條文解釋?zhuān)簨胗變合词只蛳丛⌒枰獰崴?。托兒所、幼兒園宜優(yōu)先采用集中熱水制備的熱水供應(yīng)系統(tǒng)。當(dāng)無(wú)條件采用集中熱水制備時(shí)，也可采用分散熱水制備或預(yù)留安裝熱水供應(yīng)設(shè)施的條件。氣候適宜地區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用太陽(yáng)能熱水器或空氣源熱泵制備熱水。按照國(guó)家要求托兒所、幼兒園建筑都應(yīng)該是綠色建筑，綠色建筑應(yīng)按照被動(dòng)措施優(yōu)先的原則設(shè)計(jì)。因此，采用太陽(yáng)能熱水器或空氣源熱泵制備熱水的托兒所、幼兒園建筑設(shè)計(jì)將越來(lái)越多，又考慮到各地氣候特點(diǎn)的差異性，在一些地區(qū)將存在利用太陽(yáng)能熱水器或空氣源熱泵制備熱水時(shí)熱水溫度可能低于60℃，所以強(qiáng)調(diào)采用上述制備熱水達(dá)不到60℃的系統(tǒng)需要設(shè)置輔助加熱設(shè)施，以保障嬰幼兒的用水需求［1］。

2 個(gè)人理解

2.1 分析

幼兒園給排水設(shè)計(jì)，均需要設(shè)計(jì)熱水?，F(xiàn)在新設(shè)計(jì)的幼兒園容納的人數(shù)較多，班級(jí)較多，熱水設(shè)計(jì)一般都采用集中式熱水供應(yīng)方式。而規(guī)范要求“當(dāng)設(shè)置集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采用混合水箱單管供應(yīng)定溫?zé)崴到y(tǒng)”［1］。

而幼兒園的熱水供應(yīng)水溫，不同的潔具有不同的要求?！督ㄖo水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 50015—2019）》中表6.2.1-2對(duì)托兒所、幼兒園的使用水溫給予明確規(guī)定：浴盆、淋浴器35℃；盥洗槽水嘴30℃；洗滌盆50℃［2］。

集中式熱水供應(yīng)方式，熱水出水水溫是固定在一個(gè)區(qū)間范圍內(nèi)的，基本上是個(gè)定值，而末端用水點(diǎn)需要的水溫是不同的。而冷水的設(shè)計(jì)水溫是定值。這就要求，在末端用水點(diǎn)通過(guò)冷水流量及熱水流量不同配比來(lái)調(diào)節(jié)出水溫度，達(dá)到用水點(diǎn)使用要求。從使用水溫的角度而言，采用混合水箱單管供應(yīng)定溫?zé)崴梢詽M足要求。由于不同衛(wèi)生潔具不同的水溫要求，相應(yīng)地就要求一個(gè)末端用水點(diǎn)就應(yīng)該配一套混合水箱裝置。

2.2 混合水箱特性

《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 50015—2019）》中表3.2.12，對(duì)各個(gè)衛(wèi)生潔具的工作壓力給出明確的要求：浴盆0.1 MPa、淋浴器0.1～0.2 MPa、盥洗槽水嘴洗滌盆0.1 MPa［2］。如果采用開(kāi)式混合水箱單管供應(yīng)定溫?zé)崴到y(tǒng)，為了滿足規(guī)范的工作壓力，衛(wèi)生間的層高必須10 m以上，這樣的建筑是不可行的。采用閉式混合水箱單管供應(yīng)定溫?zé)崴到y(tǒng)，為了滿足使用要求，需要在混合水箱出水口設(shè)置溫包（感應(yīng)出水溫度），冷水熱水進(jìn)水管及混合水箱出水管上均設(shè)置控制閥門(mén)，相應(yīng)產(chǎn)品聯(lián)動(dòng)控制由弱電控制專(zhuān)業(yè)完成，出水水溫控制由溫包及混合水箱冷水熱水進(jìn)口流量聯(lián)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，筆者體會(huì)到混合水箱的缺點(diǎn)，特梳理如下：混合水箱占用空間較大，在有限托兒所幼兒園衛(wèi)生間使用空間中，安裝較為突兀；在環(huán)境溫度較低時(shí)，當(dāng)混合水箱使用間隔較長(zhǎng)時(shí)，儲(chǔ)存在混合水箱內(nèi)的熱水水溫已經(jīng)不滿足規(guī)范規(guī)定的使用要求（由于熱水循環(huán)一般是干管、立管循環(huán)）；混合水箱及自動(dòng)控制裝置為組裝式產(chǎn)品，缺少系統(tǒng)調(diào)試檢測(cè)，缺少混合水箱圖集及相關(guān)國(guó)家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；水箱容積大小等技術(shù)參數(shù)未明確。見(jiàn)圖1。

圖1 混合水箱系統(tǒng)

2.3 恒溫混水閥特性

恒溫混水閥工作原理：在恒溫混水閥的混合出水口處，裝有一個(gè)熱敏元件，利用感溫原件的特性推動(dòng)閥體內(nèi)閥芯移動(dòng)，封堵或者開(kāi)啟冷、熱水的進(jìn)水口。在封堵冷水的同時(shí)開(kāi)啟熱水，當(dāng)溫度調(diào)節(jié)旋鈕設(shè)定某一溫度后，不論冷、熱水進(jìn)水溫度及壓力如何變化，進(jìn)入出水口的冷、熱水比例也隨之變化，從而使出水溫度始終保持恒定，調(diào)溫旋鈕可在產(chǎn)品規(guī)定溫度范圍內(nèi)任意設(shè)定，恒溫混水閥將自動(dòng)維持出水溫度。恒溫混水閥內(nèi)部構(gòu)造圖見(jiàn)圖2。

圖2 恒溫混水閥示意

當(dāng)恒溫混水閥出口端停止用水時(shí)，兩個(gè)進(jìn)口端是連通的，當(dāng)冷水、熱水壓力差較大時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒流現(xiàn)象。因此，建議在冷熱水進(jìn)口端均設(shè)置止回閥。

恒溫混水閥，體積小，占地小，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品有較多生產(chǎn)廠家，有行業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，有不同型號(hào)適應(yīng)不同的用水量要求。相比混合水箱，產(chǎn)品設(shè)計(jì)使用更可靠、安全。

2.4 對(duì)比結(jié)果

因此，筆者認(rèn)為規(guī)范中采用的混合水箱單管供水的方式值得商榷，建議調(diào)整為采用恒溫混水閥單管供水的方式。恒溫混水閥能有效彌補(bǔ)混合水箱不足之處。

3 對(duì)“當(dāng)采用太陽(yáng)能、空氣源熱泵等制備熱水時(shí)，熱水溫度低于60℃的系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置輔助加熱設(shè)施?！钡睦斫?/h2>

3.1 分析

《托兒所幼兒園建筑設(shè)計(jì)規(guī)范（JGJ 39—2016）》（2019年版）6.1.5條提到，當(dāng)采用太陽(yáng)能、空氣源熱泵等制備熱水時(shí)，熱水溫度低于60℃的系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置輔助加熱設(shè)施。60℃是為了消滅水中的軍團(tuán)菌。管網(wǎng)中的熱水含有軍團(tuán)菌，25℃～45℃適合軍團(tuán)菌生長(zhǎng)，在50℃時(shí)，軍團(tuán)菌存活時(shí)間數(shù)小時(shí)，60℃時(shí)，存活時(shí)間降到數(shù)分鐘。為了有效抑制細(xì)菌繁殖生長(zhǎng)，保證使用水質(zhì)的衛(wèi)生要求，規(guī)定制備熱水設(shè)備的出水溫度不小于60℃［3］。而單從末端使用水溫而言，只要制備熱水設(shè)備出水溫度大于末端用戶使用溫度，同時(shí)考慮管網(wǎng)的熱量損失，即可。洗滌盆使用水溫50℃，制備熱水設(shè)備出水溫度取54℃；浴盆、淋浴器使用水溫35℃，制備熱水設(shè)備出水溫度取39℃；盥洗槽水嘴使用水溫30℃，制備熱水設(shè)備出水溫度取34℃。對(duì)于制熱設(shè)備，例如，空氣源熱泵，在環(huán)境溫度不變時(shí)，出水溫度越高，設(shè)備的性能系數(shù)越低。怎樣在能保證熱水水質(zhì)的前提下，又能有效提高制熱設(shè)備的性能系數(shù)呢？

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

筆者認(rèn)為，在進(jìn)行托兒所、幼兒園熱水設(shè)計(jì)時(shí)，既考慮制熱設(shè)備的性能系數(shù)又考慮水質(zhì)的衛(wèi)生要求及使用水溫規(guī)定，可做如下熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。熱源采用兩套：一套空氣源熱泵、冬季熱水溫度達(dá)不到60℃的補(bǔ)充電輔助加熱設(shè)施；另一套采用電容積式熱水器（分散設(shè)置于每個(gè)衛(wèi)生間內(nèi)、各自獨(dú)立使用）?？諝庠礋岜门c浴盆、淋浴器、盥洗槽水嘴（使用水溫接近且較低）組成一個(gè)系統(tǒng)；電容積式熱水器與洗滌盆（使用水溫較高）組成一個(gè)系統(tǒng)。冬季室外溫度低，空氣源熱泵出水溫度設(shè)置在39℃，這樣有利于提高制熱設(shè)備本身的性能系數(shù)（環(huán)境溫度不變時(shí)，出水溫度39℃時(shí)空氣源熱泵制熱設(shè)備的性能系數(shù)約為出水溫度60℃的1.4倍），同時(shí)與室外溫差不至于過(guò)大，對(duì)于管道及設(shè)備保溫節(jié)能相對(duì)有利。每日在幼兒園放學(xué)后，將空氣源熱泵出水溫度調(diào)到60℃（若達(dá)不到要求時(shí)，開(kāi)啟電輔助加熱設(shè)施，）對(duì)管網(wǎng)內(nèi)的熱水進(jìn)行循環(huán)，時(shí)間10 min，消滅水中軍團(tuán)菌，保證次日用水水質(zhì)安全。室內(nèi)的電容積式熱水器的出水溫度設(shè)定為60℃。洗滌盆的熱水管設(shè)有兩個(gè)進(jìn)水口，一個(gè)是電容積式熱水器的出水管，另一個(gè)是與浴盆、淋浴器、盥洗槽水嘴相連接的熱水管，在各自進(jìn)水接口處設(shè)置止回閥及閥門(mén)。在冬季時(shí)，與浴盆、淋浴器、盥洗槽水嘴相連接熱水管的檢修閥關(guān)閉，電容積式熱水器出水管的檢修閥開(kāi)啟。夏季，室外環(huán)境溫度較高，空氣源熱泵產(chǎn)熱水的水溫較高，性能系數(shù)相對(duì)較高，此時(shí)，關(guān)閉所有電容積式熱水器出水管的檢修閥，開(kāi)啟另一個(gè)是與浴盆、淋浴器、盥洗槽水嘴相連接熱水管的檢修閥，整個(gè)系統(tǒng)的能效比相對(duì)較高。見(jiàn)圖3。

圖3 衛(wèi)生間冷熱水系統(tǒng)

4 結(jié) 語(yǔ)

托兒所幼兒園集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)，因混合水箱安裝空間較大，混合水箱內(nèi)間隔水浪費(fèi)較多，產(chǎn)品缺少相關(guān)國(guó)家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，宜采用恒溫混水閥替代混合水箱單管供應(yīng)定溫?zé)崴到y(tǒng)。當(dāng)采用太陽(yáng)能、空氣源熱泵等制備熱水時(shí)，宜結(jié)合末端用水點(diǎn)使用溫度要求及制熱設(shè)備的性能系數(shù)，合理優(yōu)化熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。