韧性城市+平急结合，给排水怎么做？

韧性城市建筑就是该城市中，当面临外部冲击或灾害时，可采取相应措施进行有效抵御的建筑或建筑类型。

临时隔离收治点是指为抵御外部冲击或灾害时，用于隔离和医学观察的建筑场所及其配套设施，是具备特定功能的建筑或建筑类型的统称，定点医院、方舱医院、临时应急隔离用房、帐篷式方舱、集中隔离收治点等都是其具体表现形式。

从“平急结合”蕴含的内容来看，包括“平疫结合”“平灾结合”；从应急的危险等级来看，具备抵御突发性烈性传染病的“平疫结合”是管理和技术要求最高的，是“平急结合”最高级别的体现；从应急功能来看，凡能满足“平疫结合”要求的，其基础设施能同时满足“平灾结合”要求。具备“平急结合”功能的临时隔离收治点不仅是韧性城市建筑的典型代表，也是韧性城市建设的重要元素，更是发挥城市韧性作用的关键点。

从过去经验来看，一些城市建筑类型成功地在应急状态下经过快速改造，作为临时隔离收治点，发挥了相当强大的应急功能，以上海为例，如表1所示。

表1 临时隔离收治点项目实例

设计任何建筑或建筑类型都需要设计依据，韧性城市建筑“平急结合”设计也不例外。

图1 “平急结合”设计标准体系

3.1 通用应对措施

3.1.1 用水定额

用水定额（应急状态下）的选取直接关系到供水规模、设备选型、污水处理规模等重要结果，间接影响设备占地面积等考量内容。表2所示为生活用水定额及小时变化系数建议取值，计算时用水定额宜取最小限值，同时应在场所内显眼之处加强节约用水宣传内容，通过主观节水意识控制用水量。

表2 用水标准

注： ①表中(*)参数引自《华建集团应急医疗建筑设计技术导则（试行）》（2022年4月）。

3.1.2 图纸和标识

运营管理单位应具备项目两套图纸归档文件，包括平时运营的项目竣工图和应急运行的项目图纸。其中应急运行图纸中应严格划分三区（安全区、限制区、污染区），表达包括（但不仅限于）给水、排水、消防供水及其他预设应急接口，图中应以醒目的颜色或特定符号标明接口位置，配以简要文字辅助表达接口的各项参数（表达内容如表3所示；以给水预设接口为例，如图2所示）。目的是可以第一时间为应急指挥中心掌握现场情况、做决策提供条件和便利。

图2 给水应急接口标识示例

3.2 新建建筑的设计

对于新建建筑，最重要的是预先合理地划分三区（规划安全区、规划限制区、规划污染区）、规划应急平面和功能布置，这是包括给排水在内的所有机电系统应对“平急结合”设计的基础。

表3 给排水应急标识

3.2.1 条件预留

(1) 给水。主要考虑3个方面：①在总平面规划安全区内预留给水阀门井（含水表，可用于后期对应急状态下用水量的调研），接自市政水压供水管，应急时可与临时供水的整体式箱泵一体化泵站的贮水箱进水管对接。②若应急供水机组在总平面的设置条件受限，可将建筑本体二次加压供水设施出水总管预留旁通管、给水阀门和接口，接口引至规划应急用水区域。③在建筑内部结合规划应急功能预留给水阀门和接口，如直饮水机的进水接口等。

(2) 热水和热水回水。对于本体功能有集中热水需求的建筑（如体育馆等），可将其热水和热水回水干管通过阀门进行旁通形成并联预留接口，接口引至规划应急集中热水使用区域，根据机组供热能力按表2反向计算可负荷的使用人数和用水器具，供应不足的可在应急时进行加设，以便充分利用建筑本体自身的热水系统，减少应急加设工作量和耗材。

热水回水管在回水进入规划安全区的第一时间应设置并联旁通预留阀门和接口，为应急时加设的AOT等消毒器预留接驳条件（如图3所示），使热水回水得到及时有效地消毒。

图3 热水回水管应急接口预留示意

(3) 排水。根据规划应急平面，限制区、污染区的排水系统室外预留预消毒池安装空间，其位置宜与预留的给水阀门井等供水设施呈远距离对称之势；集中淋浴排水出户后宜预留单一排水口，在场地条件受限时便于排水分流、不进入化粪池，减小化粪池体积；车辆洗消场地预留给水、排水和消毒设施，洗消废水经消毒后排入污水管网；在污废水排入市政污水管网前的基地内应留有空地，有条件的预先设置二级生化处理设施（如定点医院），无条件的应急时设置终末消毒罐（箱）。

(4) 消防供水。消防灭火室内系统原则上充分利用建筑本体设施，按建筑本体进行设计，总平面室外消火栓的布置应兼顾平时和规划应急平面布置，水泵接合器等设施不应影响规划应急平面功能。对于应急状态下加建的临时建筑，应按规划应急平面预留消防供水阀门和总管接口。

3.2.2 系统定型

系统定型主要涉及给水系统和排水系统，若系统形式选用不当，投入应急使用时可能引起较大的拆改，费时、费力、废料，所以有必要预先将系统合理定型。

(1) 给水系统。规划应急平面划分为污染区的建筑本体利用市政水压直接供水的区域，应为独立的单一系统（接口唯一），设置双阀+连接短管的阀门井，应急状态下关闭双阀形成断流后，与整体式箱泵一体化泵站的出水管对接（如图4所示），形成断流水箱+恒压变频泵组的安全供水方式。

图4 市政水压直供区平急转换示意

建筑本体二次加压给水系统最优建议采用贮水箱-恒压变频泵组-用水点的方式，对建筑本体运营和应急状态下运行是两利的选择。

若采用贮水箱-提升泵-屋顶水箱-用水点的方式，除了按静水压力分区以外，还应按规划应急功能将供水干管分设，形成至少以规划安全区为独立干管的系统形式，如图5所示。

图5 屋顶水箱供水系统示意

(2) 排水系统。宜采用污废合流的系统形式。根据规划应急平面，将安全区、限制区、污染区的排水和通气系统各自独立收集排出，室外排水管应前瞻性充分考虑应急状态下三区的划分，避免混接。以定点医院为例，如图6b所示充分考虑了应急状态时规划三区的排水划分，为应急状态下污废水的消毒预处理和三区各自排水系统之间防止交叉污染创造了良好的条件，而应避免图6a所示的排水混接方式。地漏采用直通式地漏加存水弯的方式；在限制区、污染区的通气管口采取不影响透气效果的消毒处理措施；污废水排水管出户至室外埋地预消毒池之间的埋地管道应采取防止渗漏的有效措施。

图6 定点医院室外污水系统示意

3.2.3 机房和管道布设

生活水泵房、热水机房、给水管井等应按照规划应急平面设置在安全区或应急时可采取有效措施与病患严格隔离的区域内。其中主要机房周围至少一面紧邻可应急扩展空间（如车库等），便于应急状态下模块化增设机组；主要管井、附件等设置在应急状态下可限制病患接触的公共区域。管道走向按水流方向从安全区→限制区→污染区的原则，不反向走管，各区独立供水。

3.2.4 设备材料选用

临时隔离收治点的给水排水及消防系统应选用标准化、集成化、装配化程度较高的设备、管道系统及附件；设备应优先采用整体式箱泵一体化泵站、成品水处理设施、集成卫生间、集成淋浴间等设施，并预留成组扩展接口及空间；宜优先采用可重复利用的管材。表4所示为2022年上海应急项目中使用率较高的主要设施。

表4 给排水应急设施

选用的时候需要注意：

(1) 本体功能与应急状态下都能使用的设施，应选用同一型号，数量上尽量以平时和应急时两种状态下需求量一致为宜，并作适当备用，便于平时和应急两种使用状态下随时调用。

(2) 预留在潮湿、易腐蚀等环境中的阀门、接口和其他附配件，应采用防腐耐用的设施和材料；凡为应急预留的所有接口、附配件等均应周期性地检查运行状况。

3.2.5 污水处理

对于本体建筑本身具有污水处理要求的，其污水处理设施宜统一采用二级生化处理工艺，如定点医院。其他建筑则根据最新的设计导则文件，当污水排入的城市污水系统下游无城市污水处理厂时，应采用二级生化处理系统处理、出水满足当地要求后排入自然水体；当有城市污水处理厂时，首先考虑充分利用化粪池实施2 h有效消毒，无此条件的需在项目地块污水排入市政污水管网前，根据规划应急平面估算预留足够的空地，便于在应急状态下临时搭建二级消毒池，且在临时搭建的二级消毒池前的最后一个检查井处应预留设置混凝土集水井，应急时可封堵排出管，在集水井内临时设置潜水排污泵，将污水提升至临时搭建的二级消毒池进行2 h强化消毒后排入市政污水管网。集水井尺寸、临时搭建二级消毒池占地面积估算可参见表5。

表5 应急污水处理设施估算

对于规划应急平面中的限制区、污染区污水，应在项目室外空地预先设置消毒池和化粪池功能相结合的预消毒池，如图7所示，该池具备“平急结合”功能，平时可作为普通化粪池使用，应急状态下在加药仓临时安装加药设施即可实现消毒功能，其有效容积可按化粪池计算。

图7 一种平急结合的污水预处理池

注：①根据应急项目案例，污水处理主要涉及收治人员和医务人员排水。②用水量取值：收治人员120 L/d，医务人员130 L/d。③计算人员比例：根据应急项目案例，多数情况下收治人员：医务人员=100：（7~25），计算中按收治人员∶医务人员=100∶10。④表中集水井的净深是指进水管内底至井底的净高度，按净深≥1.0 m；集水井按最小安装尺寸长×宽≥1 600×1 200 mm。集水井具体尺寸可按场地条件和有效容积做适当调整。⑤文中所有涉及计算的内容仅为了示例，且采用不同的产品设施存在差异性，具有一定局限性，具体工程中应按照实际情况进行计算复核。

3.3 既有建筑的改造

对于既有建筑，最重要的是根据已有功能平面、机电系统布局等综合考虑，合理地划分三区、设置有效的隔离措施，制定应急平面布置。由于目前讨论的“平急结合”内容都是前瞻性的为将来的疫情、灾害等创造应对条件，所以既有建筑的改造主要还是参考新建建筑的设计，只是限于项目现状尽可能地按照就近、就利、就原系统等原则，达到“三较一长效”的改造目的，即以较低的资金投入、较简便的技术措施、获得较高效的应急产出，且能形成长效可执行机制。而对于改造中可能存在的几点不同于新建建筑的应对措施，可以做如下应对。

3.3.1 给水系统的适应性利用

既有建筑改造中，由于不少老旧建筑采用贮水箱-提升泵-屋顶水箱-用水点的供水方式，特别是多单体、系统复杂的医疗建筑，当具备条件进行全变频供水改造时应坚决执行，当条件限制时应根据实际情况合理地进行适应性利用。以多单体的医院建筑为例，较为典型的是将屋顶水箱设置在病房楼屋顶，对病房楼、门诊医技楼、后勤宿舍楼等进行供水（如图8a所示）。应急状态下，病房整体属于污染区，门诊医技楼可能是三区并存的状态，后勤宿舍楼则为安全区。此时，将原有病房楼、医技楼给水主系统部分保留、部分改造，将原有后勤宿舍楼给水系统做变频改造则是符合“三较一长效”的合理化改造思路（如图8b所示）。

图8 屋顶水箱供水系统改造示意

图8b中，将原有病房楼、门诊医技楼给水系统总管分为污染区和限制区二路干管，利用原有后勤宿舍楼给水系统总管作为其安全区供水干管，而新设恒压变频泵组为后勤宿舍楼供水，改造后的给水系统分区明晰、供水安全，既符合“平急结合”设计要求，又对原系统进行最大限度的合理化利用，节省改造耗材和施工周期。此例是从大系统宏观上应对的一种应急状态，但应急状态下的实际运行状况是不尽相同的，存在多样化和不确定性。

3.3.2 室外排水管储水容积的适应性利用

当遇到以下3种情况时，可考虑利用室外排水管储水容积来应对2 h消毒水力停留时间的要求：①室外总平面原设计无化粪池（或当地不需要设化粪池，如上海地区），改造时无法设置或限制设置大容量消毒池，包括临时搭建的预消毒池；②污废水排水点较为集中；③改造之后容易实现污废水汇集点后的室外埋地排水管线足够长。此时可采用平急结合缓冲检查井（如图9所示，以下简称“缓冲井”）对一定行程内的排水管网水流形成有效缓冲，使流入缓冲井之前的污废水经投加消毒药剂后在管道内推流式前进、溢流式流出，起到与化粪池和消毒池相当的作用效果。

图9 一种平急结合的缓冲检查井

缓冲井可按组设置，每组设置位置建议有2处，一处是规划限制区或污染区所有排水出户管的汇集点（如图10所示的A1、A2、A3点，图中呈3组设置，规划限制区和污染区是各自分设的），该处设置的缓冲井的前置井挡板下游可作为应急时消毒药剂投加点，是所有计算污废水理论消毒水力停留时间（不小于2 h）的起点；另一处是汇集点下游污废水流经行程“L”后的点位（如图10所示的B1、B2、B3点），该处是满足消毒水力停留时间后的流出点；每组A、B两点间排水管内的有效容积VAB为对应负荷区域最大小时排水量Qph的2倍，即VAB=2Qph=14πD2LAB（式中D为排水管直径，室外污废水总管视为同径；LAB为A、B两点间排水管长度）。

图10 缓冲井设置示意

应急状态下，在下游设置的如图9所示的缓冲井，投加消毒剂后的污废水由进水管流入其前置井，将已满足消毒水力停留时间的污废水通过高位过水管推溢流进入后置井后从出水管流出，此时可拆卸式铸铁闸门利用自身重力和前置井一定的水深压力呈封闭状态；平时状态下将可拆卸式铸铁闸门拆去，污废水可从进水管-低位过水管-出水管正常流经缓冲井。

为便于快速确定污废水满足消毒水力停留时间所需的排水管最短长度（即LAB），表6罗列了排水管管径为DN300时的污染区床位数与LAB的对应关系，表中计算结果仅包含污染区收治人员，医务人员和工勤人员应根据实际排班、休息区域的划分等情况进行最终确定。

表6 排水管长度计算

注：①计算人员：仅收治人员。②用水量取值：收治人员120 L/（床·d）。③表中计算结果呈线性正比关系，其余床位数相应计算结果可类推。④具体工程中应按照实际情况下的所有排水类型进行复核。

临时隔离收治点是韧性城市建设的重要组成，其“平急结合”功能是应对疫情、灾害的重要手段。确定适合的建筑类型、建立完善的标准体系，将包括给排水在内的符合韧性城市建筑“平急结合”设计的关键应对措施有效地落实到新建和既有建筑的建设和改造中去，将大大提升城市韧性抵御、应急避难、防疫抗灾等各方面的能力。文中所述仅为应对措施的一部分，或将为韧性城市建设“平急结合”给排水设计拓展思路，更多的应对措施需要在今后的实施过程中不断地加以完善和补充。