浅析监狱热水给水系统设计
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摘要：本文结合实际工程案例，简要介绍了监狱热水系统特别是监舍热水系统的设计及设计过程中的一些思考。
关键词：监狱;热水系统;监舍
前言
监狱规范《监狱建设标准》中第36条规定“监狱建筑应设置完备的给水、排水系统。”监狱作为一类特殊建筑，生活热水系统作为常用的机电系统之一，在设计过程中以可靠性、舒适性、稳定性为主要设计目的，需兼顾经济、节能、节水、节材、节地、环保等诉求。本文结合实际工程案例，对监狱热水系统设计进行简要探讨。
1项目概况
某监狱属于中型监狱，主要由监舍、劳动改造用房、物流仓库、指挥中心、教学楼、礼堂等组成。监舍总关押犯人3000人。设置集中热水系统的建筑有监舍、伙房、武警附属房、备勤楼等。
2监狱热水用水特点
监狱小区内一般使用热水系统的建筑有监舍、伙房、武警备勤楼、禁闭室等，每个单体的用水特点和用水时间段均不相同。由于监狱狱政管理要求，监舍与禁闭室等统一规范化管理，每天定时供水，用水时间非常集中;武警备勤楼则全天24h供水;伙房热水用水相对集中，往往也是短时间集中供应。不同单体的用水特点不同，决定了热水系统的设计有所区别。
根据相关政策法规，本工程项目的特点以及当地的气候条件等因素，进行综合技术经济比较，监舍、武警备勤楼、禁闭室热水制备热源采用太阳能加空气源热泵及电辅助;伙房中厨房热水由厨房自行解决。
3热水给水系统设计
3.1武警备勤楼干警淋浴间
武警备勤楼为干警用房，热水系统使用时间为24小时，使用性质同常规民用建筑，采用冷热水双管供应模式，设置开式水箱，上行下给;热水用水点分散的，采用容积式电热水器。此处不展开作过多介绍。
3.2监舍、禁闭室等公共淋浴间
监舍与禁闭室主要是犯人休息与活动场所，公共淋浴间热水系统设置要求与常规建筑有所不同，在方案设计阶段，主要考虑因素如下：
（1）根据《建筑给水排水设计规范》（简称“水规”）第5.2.16条规定“公共浴室淋浴器出水水溫应稳定，并宜采取下列措施：工业企业生活间和学校的淋浴室，宜采用单管热水供应系统。”监舍及禁闭室淋浴间使用性质及特点类似于学校宿舍，且“水规”5.2.16A条规定“养老院、精神病医院、幼儿园、监狱等建筑的淋浴和浴盆设备的热水管道应采取防烫伤措施。”为保证淋浴器出水水温的稳定，以及避免高温热水烫伤，监舍、禁闭室的公共淋浴间采用单管供应模式。
（2）在前期与甲方的沟通中，甲方提出犯人公共淋浴间热水按季节供应，夏天采用冷水淋浴。供应热水时，每天仅供应一层，供应冷水时所有楼层同时供应。同时，淋浴时间集中，在管理规定的2h内使用。
（3）在监舍冷水给水系统设计时，存在监舍用水时间过度集中，用水负荷较大，需综合优化设计的问题。而监舍集中用水洁具中，淋浴器用水负荷大，时间集中。淋浴器的冷热水系统设计结合供水形式综合考虑。
综合上述因素，监舍与禁闭室的淋浴间热水系统采用单管供应模式，屋顶设置一个开式热水水箱，储存满足一天淋浴所需的43℃（可调）的热水。监舍淋浴间有热水供应季节轮流供应热水，每天供应一层;供应冷水时全部楼层同时供应。仅供应冷水时，开式热水水箱作为高位水箱，储存一部分生活用水。以监舍为例，系统设计如下：
监舍一共四层，每层层高为3.6m，两层为一个监区，按监区设置水表计量。监舍设置公共淋浴间，每层21个淋浴头。根据建设单位提供资料，淋浴间每天供水时间控制在2h。
a.开式水箱有效容积
热水供应工况下，监舍洗澡间每天供应2小时热水，轮流供应，每天供应一层，每层21个淋浴头，每个淋浴器小时用水量为450L/h，冷水计算温度为5℃，开式水箱有效容积Vr=450L/h×21×2.0h=18.9m3，取20m3。
冷水供应工况下，开式热水储水箱相当于高位水箱，高位水箱有效容积储存了淋浴用水最大用水时水量的50%，满足“水规”3.7.5条的规定。
b.水箱进水
供应热水季节，开式水箱可在夜间用水低峰时储存满一天的热水用水量，进水管在淋浴用水高峰期无需再进水，进水管上设置电动阀门，根据热水箱水位控制进水。
供应冷水季节，原热水水箱相当于高位水箱，由监狱小区的供水加压管网供水，进水管管径应满足不小于最大小时用水量。对于监舍淋浴器来说，最大小时用水量为Qh=KhQd/T=450Uh×21×4=37.8m3/h，进水管选择DN100的钢塑复合管。
给水管管径满足冷水供应工况的要求，必然满足热水供应工况的要求。
c.水箱供水
热水供应工况下，高区两层监舍由热水加压泵加压供应，低区两层监舍则直接重力流供水。
冷水供应工况下，高区两层监舍由原来的热水加压泵加压供应，低区两层监舍与热水供应工况时相同，重力流供水，冷热水供应季节进水通过阀门进行调控。
4结语
通过实际工程设计，了解到监狱热水系统，尤其是用水量较大的监舍热水系统设计，存在其自身的用水特点。本文通过对监狱小区热水系统的设计，简要总结如下，不足之处恳请各位同行批评指正。
（1）监狱热水系统设计时，需根据监狱狱政管理要求和罪犯的作息规律，选择合理的供水方案，达到节能、节水、节材、节地、环保等要求。
（2）监舍淋浴器供水分冷热水工况，可采用高位水箱供水。热水工况下作为热水水箱，冷水时作为高位水箱供水。冷热水工况采用同一系统，这样既可以优化设计，大大简化系统，减少设备和管网的设置;同时高位水箱，可以在非用水高峰期先储存一部分用水，缓解监舍用水高峰期整个管网的用水负荷。
（3）此设计方案，无论对于设置公共淋浴间的监舍，还是设置独立卫生间淋浴的监舍，均适用。
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