某鐵路站房衛生間污染物濃度實測研究

趙金罡 于靖華* 姚華偉 王敏 楊頡 冷康鑫 楊清晨 龔夢雅 魯展 鄒磊 夏提古麗·艾尼瓦爾

1 華中科技大學環境科學與工程學院

2 中鐵第四勘察設計院集團有限公司

衛生間作為重要的生活基礎設施，其室內環境一直廣受關注。國內外學者對于衛生間的污染問題已經進行了大量研究[1-5]，提出了通風系統、排水系統等存在的問題及優化設計方案，但主要針對的是住宅建筑和一般公共建筑。而公共衛生間作為人員密集場所必備的公共活動空間，在車站建筑中也發揮了不可替代的作用[6]。火車站不僅是重要的交通樞紐，而且是一個城市的門面，所以近年來，火車站衛生間的室內環境也引起了廣泛的關注。為了改善火車站衛生間空氣品質，提升游客出行體驗，很多火車站對站內衛生間進行了改造。為評估衛生間改造效果，同時研究分析火車站衛生間空氣品質的影響因素，本文選取某大型鐵路旅客站房候車室衛生間，于2019 年2 月針對衛生間的服務人數，氨氣濃度及通風量等內容展開實地調研測試，調研結果可為鐵路客站衛生間改造起到一定的指導作用。

1 車站及其內衛生間簡介

本次調研所選取的火車站屬大型火車站，單日旅客發送量為17～18 萬人次。該車站一層為出站層，二層為候車室，三層為商業夾層。二層候車室公共衛生間男、女廁所和第三衛生間均為8 個，廁位合計359個。商業夾層候車室公共衛生間男、女廁所均為4 個，第三衛生間2 個，廁位合計74 個。本文調研對象為二層候車室內未改造及已改造的兩個典型衛生間。未改造衛生間廁位數共56，其中男廁廁位32，女廁廁位24。已改造衛生間廁位數共34，其中男廁廁位22（其中大便池7 個，小便池15 個），女廁廁位12。未改造衛生間采用單獨上排風的方式，頂部設有方形排風口。已改造的衛生間采用上排風+下排風的方式，頂部及吊頂四周內側面設有條縫形排風口，且每個蹲廁位下部設有兩個圓形可開閉排風口，由男女廁位數可得女廁的下排風量比重高于男廁。

2 衛生間服務人數統計

火車站作為人流量極大的公共場所（尤其是春運期間），其內衛生間的服務能力面臨較大的考驗，且如廁人數也會對室內環境產生較為重要的影響。故調研期間逐時記錄衛生間進出人數，并觀察其內排隊情況，將測量數據與規范要求對比，評估衛生間的服務能力。

2.1 衛生間逐時服務人數

在所測試衛生間門口安裝紅外客流計數儀獲取衛生間服務人數的逐時數據。將2 月23 日11:00 時至24 日13:00 時未改造衛生間、已改造衛生間男女廁服務人數隨時間的變化曲線繪制如圖1 所示。

圖1 調研時段候車室男廁/女廁逐時服務人數

由圖1（a）可知，未改造衛生間中男、女廁服務人數基本持平，調研時段內男女廁服務人數比約為1.04:1，其中男廁最大服務人數為423 人/h，女廁最大服務人數為372 人/h，均出現在14:00～15:00 時段。12:00～16:00 時段均出現有排隊現象。其中男廁大便區排隊時間較長，約半小時左右。女廁排隊時間較短，僅持續數分鐘，但出現次數多。

如圖1（b）所示，已改造衛生間中男廁服務人數均高于女廁，調研時段內，男廁服務人數約為女廁的1.62倍，其中男廁最大服務人數為210 人/小時，女廁最大服務人數為125 人/h，分別出現在13:00-14:00 時段和19:00-20:00 時段。在23 日14:20 左右，因保潔人員打掃衛生，已改造衛生間暫停使用半小時左右，因此14:00-15:00 時段的服務人數偏少。

2.2 單個廁位服務人數

調研時段內，對未改造衛生間，男廁最高服務人數為423 人/h，全天服務4837 人，廁位數為32 個，因此，男廁單個廁位最高服務能力為13.2 人/(廁位.h)，日平均服務人數為151.2 人/(廁位.天)。女廁最大服務人數為372 人/h，全天服務人數為4629 人/天，廁位數為24 個，女廁單個廁位最高服務能力為15.5 人/(廁位.h)，日平均服務人數為192.9 人/(廁位.天)。

對已改造衛生間，男廁服務人數最大為210 人/h，全天服務2374 人，廁位數為22 個，因此，男廁單個廁位最高服務人數為9.5 人/(廁位.h)，日平均服務人數為107.9 人/(廁位.天)。女廁服務人數最大值為125 人/h，全天服務人數為1489 人/天，廁位數為12 個，女廁單個廁位最高服務人數為10.4 人/(廁位.h)，日平均服務人數為124.1 人/(廁位.天)。由于兩個衛生間的位置的不同，改造后的衛生間未出現排隊現象，因此計算出來的服務人數還未達到該衛生間的最大服務能力。

根據《鐵路旅客車站設計規范》(TB10100-2018)和《城市公共廁所衛生標準》(GTB 17217-1998)，可得該站衛生間服務能力評價如表1。兩個衛生間的高峰小時服務人數均低于標準中規定的衛生間服務能力。對于衛生間日平均服務人數，只有已改造男廁未超標。

表1 火車站候車室衛生間服務能力評價

3 氨氣濃度測試

氨氣作為衛生間的主要污染物，使室內環境惡化，危害人體健康，因此以該濃度作為評價衛生間室內環境的參數。本次調研使用氨氣檢測儀測試氨氣的濃度。分別在兩個衛生間選取不同的測點及高度進行了測量，并選擇最高濃度位置進行了氨氣濃度的逐時測量。

3.1 未改造衛生間

3.1.1 衛生間測點布置

所調研火車站候車室未改造衛生間內部布局及測點布置如圖2 所示。

圖2 調研火車站候車室未改造衛生間布局圖及測點位置標示

3.1.2 氨氣濃度測試結果及分析

針對選取的衛生間，進行不同水平高度處的氨氣濃度測試，測點高度取值分別為0.3m，0.9m 和1.7m。

1）男衛生間氨氣濃度分布特性

未改造衛生間男廁不同高度氨氣濃度的測試結果如圖3 所示。

圖3 候車室未改造男廁氨氣濃度曲線

由測試結果可知，測試時段內男廁各測點的氨氣濃度均高于0.6 ppm，0.3 m 高度處受污染源影響濃度較高，隨高度增加，濃度變低，0.9 m 和1.7 m 高度之間濃度差別不大。氨氣濃度的大小與測點位置有關，小便區的氨氣濃度遠高于大便區，其中01 測點的濃度最高。故選取01 測點作為男廁的關注重點，進行氨氣濃度逐時測試，圖4 為同時段男廁的服務人數與氨氣濃度隨時間的變化。由圖4 可得，在測試時段，隨著男廁服務人數的減少，氨氣濃度有降低的趨勢。測試時間內，氨氣濃度均在1.5 ppm 以上，最高3.05 ppm，最低1.65 ppm。整個男廁的氨氣濃度都滿足《城市公共廁所衛生標準》中規定的三類廁所氨氣濃度限值（低于3.95 ppm）。

圖4 候車室未改造男廁01 測點氨氣濃度與服務人數的逐時波動情況

2）女衛生間氨氣濃度分布特性

未改造衛生間女廁不同高度氨氣濃度的測試結果如圖5 所示。

測試結果表明，女廁氨氣濃度范圍在0.27～0.46 ppm 間，在高度方向上沒有明顯的分層，原因可能是未改造女廁服務人數較多，使用頻率較高，其內空氣上下流動，因此氨氣濃度在高度上沒有明顯分布規律。女廁各測點中測點22 的氨氣濃度最高，因此將22 點作為女廁關注重點，進行氨氣濃度逐時測試，同時段女廁服務人數與氨氣濃度隨時間的變化如圖6 所示。

圖5 候車室未改造女廁不同高度氨氣濃度分布曲線

圖6 候車室未改造女廁氨氣濃度與服務人數的逐時波動情況

測試時段內，女廁氨氣濃度最高值為0.78 ppm，出現在18-19 時段，最低值為0.44 ppm，出現在12-13時段。由圖6 可知，23 日18:00-20:00 時段內，氨氣濃度隨服務人數降低而降低，但23 日13-18 時段內，如廁人數未變的情況下，氨氣濃度逐漸升高，分析原因可能是由于女廁內排風量不足，室內氨氣積累引起。整個女衛的氨氣濃度滿足了《城市公共廁所衛生標準》GB/T 17217-1998 中規定的二類廁所氨氣濃度限值要求（低于1.318 ppm）。

3）男女衛生間氨氣濃度對比分析

由未改造男、女廁的測試結果可知，男廁氨氣濃度遠高于女廁，約為同時段女廁氨氣濃度的3 倍，一是因為男廁使用人數高于女廁，二是因為小便區與大便區排水系統不同，從與保潔員的溝通過程中了解到，小便斗排水管偏細，與大便區相比，發生堵塞時更難疏通。

3.2 已改造衛生間

3.2.1 衛生間測點布置

候車室已改造衛生間內部布局及測點布置如圖7（圖中虛線示意廁位上部靠墻燈管，以及上部條形排風位置）所示。

圖7 候車室已改造衛生間平面布局圖

3.2.2 氨氣濃度測試結果及分析

對所調研衛生間的男女廁進行氨氣濃度測試，包括不同高度（0.3 m，0.9 m 和1.7 m）及濃度隨時間的變化情況。

1）男廁氨氣濃度分布特性

如未改造衛生間的測量過程，01 點的氨氣濃度略高，因此選取01 點作為重點測量，得到01 點0.9 m 高度處氨氣濃度與男廁服務人數隨時間變化情況，如圖8 所示。

圖8 候車室已改造男廁氨氣濃度與服務人數的逐時波動情況

測量結果表明，隨著時間推移，氨氣濃度在0.5 ppm 上下波動，滿足了《城市公共廁所衛生標準》GB/T 17217-1998 中規定的二類廁所氨氣濃度限值要求（低于1.318 ppm）。氨氣濃度與服務人數的變化未呈現相關性，可能是該衛生間服務人數遠未達到最大服務能力，且排風系統效果較好的原因。

2）女廁氨氣濃度分布特性

選取01 點為女廁的氨氣濃度測量點，該點0.9 m高度處氨氣濃度與女廁服務人數隨時間變化情況見圖9。數據測試結果表明，女衛生間氨氣最高濃度為0.42 ppm，氨氣濃度與服務人數同樣未呈現強相關性，整個女衛的氨氣濃度滿足了《城市公共廁所衛生標準》GB/T 17217-1998 中規定的二類廁所氨氣濃度限值要求（低于1.318 ppm）。

圖9 候車室已改造女廁氨氣濃度與服務人數的逐時波動情況

3）男女廁氨氣濃度對比分析

將男、女廁氨氣濃度測量結果對比可知，同時刻男廁氨氣濃度略高于女廁，平均值約為女廁的1.3 倍，服務人數約為女廁的1.5 倍，均滿足了《城市公共廁所衛生標準》GB/T 17217-1998 中規定的二類廁所氨氣濃度限值要求（低于1.318 ppm），但并未達到一類廁所氨氣濃度限值要求（0.395 ppm）。

4 通風量測試

4.1 未改造衛生間

由于頂部排風口測量風速存在一定困難，本次選擇測量進風口門洞處的風速及面積，按照質量守恒原理，計算排風口的風量。采用對角線法對門洞不同位置的風速進行測試，測試結果如表2 所示。候車室未改造男、女廁門洞尺寸為高×寬=2.3 m×1.4 m，已改造男、女廁門洞尺寸為高×寬=2.4 m×1.4 m。

表2 未改造衛生間排風量測量

將得到的未改造衛生間男女廁換氣次數與《鐵路旅客車站設計規范》TB10100-2018 規定的15～20 次/h的標準統計對比如表3 所示，候車室未改造衛生間男女廁換氣次數均未達到標準。

表3 未改造衛生間換氣次數及評價結果

4.2 已改造衛生間

候車室已改造男、女廁門洞尺寸為高×寬=2.4 m×1.4 m，采用對角線法對門洞不同位置的風速進行測試，測試結果如表4 所示。

表4 已改造衛生間排風量測量

計算的改造后男女廁換氣次數分別為20 次和12.4 次，兩衛生間數值差異較大，可能是由于男女衛生間排風機運行功率不同而使風量有所不同。將計算所得已改造衛生間男女廁換氣次數與《鐵路旅客車站設計規范》TB10100-2018 規定的15～20 次/h 的標準統計對比如表5 所示，男廁換氣次數滿足設計標準。而女廁換氣次數稍低于標準。

表5 候車室已改造衛生間換氣次數及評價結果

5 未改造和已改造的衛生間測試結果對比分析

對候車室未改造和已改造衛生間的測量結果進行統計并列于表6。由前述可知，未改造衛生間排風形式為單獨上排風，排風量折合換氣次數為6.4～8.37 次/h。在測試時段，氨氣濃度與廁所服務人數有較強相關性。男廁為1.65～3.05 ppm，女廁為0.44～0.78 ppm。已改造男、女衛生間服務人數分別為9.5 和10.4 人/(廁位.h)，采用上排風+下排風的方式，排風量折合換氣次數男衛生間為20 次/h，女衛生間為12.4 次/h,為未改造衛生間的2～3 倍。女廁氨氣濃度為0.31～0.42 ppm，男廁氨氣濃度為0.48～0.51 ppm，最高污染物濃度為未改造衛生間的17%～54%，因此已改造衛生間的室內環境整體優于未改造衛生間。由于男衛生間與女衛生間上下排風量的比重不同（見圖7），下排風量比重女廁高于男廁，因此在男廁服務人數少且排風量高的情況下，污染物濃度卻高于女廁，說明下排風效果較優。

表6 候車室未改造和已改造衛生間測試結果對比

6 結論

1）未改造衛生間采用單獨上排風方式，排風量折合換氣次數為6.4～8.37 次/h，遠低于現行標準。在測試時段，氨氣濃度與廁所服務人數有強相關性。女廁氨氣濃度為0.44～0.78 ppm,男廁氨氣濃度為1.65～3.05 ppm。

2）已改造衛生間采用上排風+下排風的方式，排風量折合換氣次數男衛生間為20 次/h，女衛生間為12.4 次/h，為未改造衛生間的2～3 倍。因此，受排風量，排水系統通暢性及服務人數等因素共同影響，氨氣濃度與服務人數未呈現明顯的相關性。女廁氨氣濃度為0.31～0.42 ppm，男廁氨氣濃度為0.48～0.51 ppm，最高污染物濃度為未改造衛生間的17%～54%，室內環境整體優于未改造衛生間。

3）男衛生間下排風量比重小于女衛生間，導致男廁污染物濃度高于女廁，因此下排風效果較優。