金 進

（浙江工業(yè)大學工程設(shè)計集團有限公司，浙江 杭州310014）

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

1 問題討論

1.1 規(guī)范條文及解釋

《托兒所幼兒園建筑設(shè)計規(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)置集中熱水供應系統(tǒng)，也可采用分散制備熱水或預留安裝熱水供應設(shè)施的條件。當設(shè)置集中熱水供應系統(tǒng)時，應采用混合水箱單管供應定溫熱水系統(tǒng)。當采用太陽能、空氣源熱泵等制備熱水時，熱水溫度低于60℃的系統(tǒng)應設(shè)置輔助加熱設(shè)施。條文解釋：嬰幼兒洗手或洗浴需要熱水。托兒所、幼兒園宜優(yōu)先采用集中熱水制備的熱水供應系統(tǒng)。當無條件采用集中熱水制備時，也可采用分散熱水制備或預留安裝熱水供應設(shè)施的條件。氣候適宜地區(qū)應優(yōu)先采用太陽能熱水器或空氣源熱泵制備熱水。按照國家要求托兒所、幼兒園建筑都應該是綠色建筑，綠色建筑應按照被動措施優(yōu)先的原則設(shè)計。因此，采用太陽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)計將越來越多，又考慮到各地氣候特點的差異性，在一些地區(qū)將存在利用太陽能熱水器或空氣源熱泵制備熱水時熱水溫度可能低于60℃，所以強調(diào)采用上述制備熱水達不到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 個人理解

2.1 分析

幼兒園給排水設(shè)計，均需要設(shè)計熱水?，F(xiàn)在新設(shè)計的幼兒園容納的人數(shù)較多，班級較多，熱水設(shè)計一般都采用集中式熱水供應方式。而規(guī)范要求“當設(shè)置集中熱水供應系統(tǒng)時，應采用混合水箱單管供應定溫熱水系統(tǒng)”［1］。

而幼兒園的熱水供應水溫，不同的潔具有不同的要求?！督ㄖo水排水設(shè)計標準（GB 50015—2019）》中表6.2.1-2對托兒所、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］。

集中式熱水供應方式，熱水出水水溫是固定在一個區(qū)間范圍內(nèi)的，基本上是個定值，而末端用水點需要的水溫是不同的。而冷水的設(shè)計水溫是定值。這就要求，在末端用水點通過冷水流量及熱水流量不同配比來調(diào)節(jié)出水溫度，達到用水點使用要求。從使用水溫的角度而言，采用混合水箱單管供應定溫熱水可以滿足要求。由于不同衛(wèi)生潔具不同的水溫要求，相應地就要求一個末端用水點就應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)計標準（GB 50015—2019）》中表3.2.12，對各個衛(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］。如果采用開式混合水箱單管供應定溫熱水系統(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定溫熱水系統(tǒng)，為了滿足使用要求，需要在混合水箱出水口設(shè)置溫包（感應出水溫度），冷水熱水進水管及混合水箱出水管上均設(shè)置控制閥門，相應產(chǎn)品聯(lián)動控制由弱電控制專業(yè)完成，出水水溫控制由溫包及混合水箱冷水熱水進口流量聯(lián)動控制實現(xiàn)。

在設(shè)計過程中，筆者體會到混合水箱的缺點，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，當混合水箱使用間隔較長時，儲存在混合水箱內(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)）；混合水箱及自動控制裝置為組裝式產(chǎn)品，缺少系統(tǒng)調(diào)試檢測，缺少混合水箱圖集及相關(guān)國家檢測標準；水箱容積大小等技術(shù)參數(shù)未明確。見圖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，裝有一個熱敏元件，利用感溫原件的特性推動閥體內(nèi)閥芯移動，封堵或者開啟冷、熱水的進水口。在封堵冷水的同時開啟熱水，當溫度調(diào)節(jié)旋鈕設(shè)定某一溫度后，不論冷、熱水進水溫度及壓力如何變化，進入出水口的冷、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，恒溫混水閥將自動維持出水溫度。恒溫混水閥內(nèi)部構(gòu)造圖見圖2。

圖2 恒溫混水閥示意

當恒溫混水閥出口端停止用水時，兩個進口端是連通的，當冷水、熱水壓力差較大時會出現(xiàn)倒流現(xiàn)象。因此，建議在冷熱水進口端均設(shè)置止回閥。

恒溫混水閥，體積小，占地小，國內(nèi)產(chǎn)品有較多生產(chǎn)廠家，有行業(yè)檢測標準，有不同型號適應不同的用水量要求。相比混合水箱，產(chǎn)品設(shè)計使用更可靠、安全。

2.4 對比結(jié)果

因此，筆者認為規(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混合水箱不足之處。

3 對“當采用太陽能、空氣源熱泵等制備熱水時，熱水溫度低于60℃的系統(tǒng)應設(shè)置輔助加熱設(shè)施。”的理解

3.1 分析

《托兒所幼兒園建筑設(shè)計規(guī)范（JGJ 39—2016）》（2019年版）6.1.5條提到，當采用太陽能、空氣源熱泵等制備熱水時，熱水溫度低于60℃的系統(tǒng)應設(shè)置輔助加熱設(shè)施。60℃是為了消滅水中的軍團菌。管網(wǎng)中的熱水含有軍團菌，25℃～45℃適合軍團菌生長，在50℃時，軍團菌存活時間數(shù)小時，60℃時，存活時間降到數(shù)分鐘。為了有效抑制細菌繁殖生長，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℃。對于制熱設(shè)備，例如，空氣源熱泵，在環(huán)境溫度不變時，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

筆者認為，在進行托兒所、幼兒園熱水設(shè)計時，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。熱源采用兩套：一套空氣源熱泵、冬季熱水溫度達不到60℃的補充電輔助加熱設(shè)施；另一套采用電容積式熱水器（分散設(shè)置于每個衛(wèi)生間內(nèi)、各自獨立使用）。空氣源熱泵與浴盆、淋浴器、盥洗槽水嘴（使用水溫接近且較低）組成一個系統(tǒng)；電容積式熱水器與洗滌盆（使用水溫較高）組成一個系統(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，出水溫度39℃時空氣源熱泵制熱設(shè)備的性能系數(shù)約為出水溫度60℃的1.4倍），同時與室外溫差不至于過大，對于管道及設(shè)備保溫節(jié)能相對有利。每日在幼兒園放學后，將空氣源熱泵出水溫度調(diào)到60℃（若達不到要求時，開啟電輔助加熱設(shè)施，）對管網(wǎng)內(nèi)的熱水進行循環(huán)，時間10 min，消滅水中軍團菌，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)有兩個進水口，一個是電容積式熱水器的出水管，另一個是與浴盆、淋浴器、盥洗槽水嘴相連接的熱水管，在各自進水接口處設(shè)置止回閥及閥門。在冬季時，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)相對較高，此時，關(guān)閉所有電容積式熱水器出水管的檢修閥，開啟另一個是與浴盆、淋浴器、盥洗槽水嘴相連接熱水管的檢修閥，整個系統(tǒng)的能效比相對較高。見圖3。

圖3 衛(wèi)生間冷熱水系統(tǒng)

4 結(jié) 語

托兒所幼兒園集中熱水供應系統(tǒng)，因混合水箱安裝空間較大，混合水箱內(nèi)間隔水浪費較多，產(chǎn)品缺少相關(guān)國家檢測標準，宜采用恒溫混水閥替代混合水箱單管供應定溫熱水系統(tǒng)。當采用太陽能、空氣源熱泵等制備熱水時，宜結(jié)合末端用水點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。