醫(yī)院避難間機械加壓送風系統(tǒng)的設(shè)計探討

金 鐸 臧廣宇

（昆明理工泛亞設(shè)計集團有限公司 昆明 650224）

0 引言

現(xiàn)行的國家規(guī)范《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016-2014（2018年版）[1]（以下簡稱《建規(guī)》）對高層病房樓和潔凈手術(shù)部提出了設(shè)置避難間的要求，此要求是在參考了歐美等國家對醫(yī)療建筑避難區(qū)域或使用輪椅等行動不便人員避難的規(guī)定，結(jié)合我國相關(guān)實際情況確定的，主要是為了在火災(zāi)時及時疏散人員，對行動不便的病人提供避難需要并保證其避難安全。

本文通過對高層病房樓和潔凈手術(shù)部中的避難間的設(shè)置要求的理解和分析，對規(guī)范所規(guī)定的機械加壓送風系統(tǒng)風量的計算方法提出質(zhì)疑，并通過相應(yīng)的計算和分析，提出合理的系統(tǒng)風量計算方法以及相應(yīng)的系統(tǒng)聯(lián)動控制要求，提高避難間火災(zāi)時的避難安全性。

1 醫(yī)院避難間加壓送風系統(tǒng)存在問題

（1）醫(yī)院避難間的設(shè)置要求

現(xiàn)行的國家規(guī)范《建規(guī)》[1]第5.5.24 條要求醫(yī)院高層病房樓應(yīng)在二層及以上的病房樓層和潔凈手術(shù)部設(shè)置避難間，而在避難間設(shè)置的諸多要求中與防煙系統(tǒng)相關(guān)的內(nèi)容如下：

①避難間服務(wù)的護理單元不應(yīng)超過2 個，其凈面積應(yīng)按每個護理單元不小于25.0m2確定。

本條規(guī)定了此類避難間的面積劃分。每個護理單元的床位數(shù)一般是40 床～60 床，建筑面積為1200m2～1500m2，按3 人間病房、疏散著火房間和相鄰房間的患者共9 人，每個床位按2m2計算，共需要18m2，加上消防員和醫(yī)護人員、家屬所占用面積，規(guī)定每個護理單元避難間面積不小于25m2。由此可看出避難間面積一般為服務(wù)于一個護理單元的避難間凈面積不小于25m2，服務(wù)于兩個護理單元的避難間凈面積不小于50m2。

②應(yīng)設(shè)置直接對外的可開啟窗口或獨立的機械防煙設(shè)施，外窗應(yīng)采用乙級防火窗。

本條規(guī)定此類避難間應(yīng)采用自然通風或者機械加壓送風的防煙措施。

（2）避難間機械加壓送風系統(tǒng)風量的計算方法

現(xiàn)行的國家規(guī)范《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標準》GB 51251-2017[2]（以下簡稱《煙規(guī)》）中避難層（間）機械加壓送風量是參考現(xiàn)行國家規(guī)范《人民防空工程設(shè)計防火規(guī)范》GB 50098（2009年版）[3]中人員掩蔽室內(nèi)時，清潔通風的通風量取值的，即每人每小時6m3～7m3。為方便設(shè)計人員計算，以避難間凈面積每平方米需要30m3/h 計算（即按每平方米可容納5 人計算）。封閉避難層（間）與走道之間的壓差應(yīng)為25Pa～30Pa。

（3）醫(yī)院避難間機械加壓送風系統(tǒng)存在問題

①醫(yī)院避難間與常規(guī)避難層（間）設(shè)置位置的區(qū)別。

醫(yī)院避難間是要求設(shè)置在高層病房樓二層及以上的病房樓層和潔凈手術(shù)部的，高層病房樓二層及以上的病房樓層每層均需設(shè)置，避難間是服務(wù)于本樓層的護理單元，通常設(shè)置是靠近樓梯間，采用防火門與疏散走道相連；而常規(guī)避難層（間）是要求設(shè)置在建筑高度大于100m 的公共建筑的，第一個避難層（間）的樓地面至滅火救援場地地面的高度應(yīng)不大于50m，兩個避難層（間）之間的高度不宜大于50m，常規(guī)避難層（間）是服務(wù)于整棟超高層建筑的，是為疏散人員提供一個緩沖、休息、暫時避難的場所。

②按照常規(guī)避難層（間）設(shè)計可能存在的安全隱患。

常規(guī)避難層（間）火災(zāi)疏散時，僅存在前室的疏散門或避難層設(shè)備區(qū)的防火門與之相連，由于超高層建筑樓梯間、前室和避難層（間）均設(shè)置有機械加壓送風系統(tǒng)，煙氣通過上部和下部樓梯間、前室進入避難層（間）的可能性較小；避難層設(shè)備區(qū)一般僅為給排水、通風、空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備用房，室內(nèi)可燃物和人員較少，發(fā)生火災(zāi)的概率也較低，火災(zāi)煙氣通過設(shè)備區(qū)走道進入避難層（間）的可能性也較小。

常規(guī)避難層（間）設(shè)置機械加壓送風系統(tǒng)的主要目的是在封閉的避難層（間）內(nèi)給避難人員提供一定量的新鮮空氣和保持室內(nèi)的正壓，以避免煙氣通過縫隙滲透進入避難層（間）。

醫(yī)院避難間通常采用防火門與疏散走道相連，火災(zāi)時煙氣通過疏散走道進入避難間的可能性較大，且由于面積較小（一般為30m2～60m2），按《煙規(guī)》[2]計算的機械加壓送風系統(tǒng)風量不足以在人員進入避難間時形成阻擋煙氣進入的門斷面風速，煙氣很容易隨著人員的進入而隨之進入避難間，威脅人員的安全，無法保證避難間的安全避難的需求；另外由于《煙規(guī)》[2]規(guī)定機械加壓送風系統(tǒng)風量的計算方法未與按照保證室內(nèi)壓力值的計算風量進行對比選擇，故也無法保證規(guī)范對避難間的正壓要求，即防火門關(guān)閉時，煙氣不會通過門縫滲透進入室內(nèi)。

2 醫(yī)院避難間機械加壓送風系統(tǒng)的設(shè)計

（1）機械加壓送風系統(tǒng)的設(shè)置建議

鑒于醫(yī)院避難間的建筑設(shè)置要求，一般避難間均貼鄰樓梯間或前室，且各樓層避難間均設(shè)置在每個樓層的同一位置，建議醫(yī)院避難間的機械加壓送風系統(tǒng)采用豎向設(shè)置，機房宜設(shè)置在機械加壓送風系統(tǒng)的底部，條件不具備時，機房也可設(shè)置在屋頂。

避難間火災(zāi)時不僅是在火災(zāi)發(fā)生樓層有人員停留、避難，其他樓層也會有疏散不便的人員停留、避難，機械加壓送風系統(tǒng)不僅要防止煙氣進入室內(nèi)，還應(yīng)為室內(nèi)避難人員提供必要的新鮮空氣，而且避難間的門和窗規(guī)范均規(guī)定采用防火門窗，且防火門窗的氣密性均有嚴格的要求，為了提高系統(tǒng)的可靠性及安全性，建議避難間機械加壓送風口采用常開風口（自垂百葉風口），防火門窗采用帶有啟閉信號的常閉防火門窗。

由于把所有樓層的避難間當做了一個恒壓的防火空間考慮，每個樓層避難層間的風量分配和壓力分布就格外重要，建議機械加壓送風系統(tǒng)的管路風速不宜過大，采取有效措施（例如變斷面均勻送風）滿足每層避難間機械加壓送風量的要求。

（2）機械加壓送風系統(tǒng)的風量計算

在火災(zāi)情況下，為了避免煙氣隨門扇的開啟或門縫滲透進入醫(yī)院避難間，故醫(yī)院避難間機械加壓送風系統(tǒng)風量由兩部分組成：按照一層門洞風速法計算的風量+剩余其他樓層Max（保證室內(nèi)正壓按照壓差法，《煙規(guī)》[2]第3.4.3 條規(guī)定的計算方法）的風量。

式中：Ls為醫(yī)院避難間機械加壓送風系統(tǒng)送風量，m3/h；Lv為采用風速法計算的醫(yī)院避難間機械加壓送風量，m3/h；LY為采用壓差法計算的醫(yī)院避難間機械加壓送風量，m3/h；Lb為采用《煙規(guī)》[2]第3.4.3 條計算的醫(yī)院避難間機械加壓送風量，m3/h。

式中：Ak為一層內(nèi)開啟門的總截面積，m2；v為門洞斷面風速，m/s，參考《煙規(guī)》[2]中門洞風速取1.0m/s；N1為設(shè)計疏散門開啟的數(shù)量，設(shè)計1層內(nèi)疏散門開啟，取N1=1。

式中：A為每個疏散門的有效漏風面積，m2，疏散門的門縫寬度取0.002m～0.004m；ΔP為避難間與走道之間的壓力差，Pa，取值：25Pa～30Pa；1.25 為不嚴密附加系數(shù)。

式中：Lb為采用《煙規(guī)》[2]第3.4.3 條計算的醫(yī)院避難間機械加壓送風量，m3/h；S為避難間的凈面積，m2；lm為按《煙規(guī)》[2]第3.4.3 條取值：避難間凈面積每平方米不小于30m3/h。

（3）機械加壓送風系統(tǒng)的消防聯(lián)動控制

發(fā)生火災(zāi)時，由火災(zāi)發(fā)生所在防火分區(qū)內(nèi)的兩只獨立的火災(zāi)探測器或一只火災(zāi)探測器與一只手動火災(zāi)報警按鈕的報警信號，作為機械加壓送風機啟動和醫(yī)院避難間常閉防火門關(guān)閉的聯(lián)動觸發(fā)信號，并應(yīng)由消防聯(lián)動控制器聯(lián)動控制加壓送風機啟動和醫(yī)院避難間常閉防火門的關(guān)閉。

機械加壓送風機應(yīng)能現(xiàn)場手動啟動、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)自動啟動、消防控制室手動啟動。當防火分區(qū)內(nèi)火災(zāi)確認后，應(yīng)能在15s內(nèi)聯(lián)動開啟避難間的機械加壓送風機。消防控制設(shè)備應(yīng)顯示避難間機械加壓送風機、醫(yī)院避難間防火門的啟閉狀態(tài)。

3 某地醫(yī)院避難間機械加壓送風系統(tǒng)設(shè)計實例分析

（1）某項目介紹及建筑布置

某地項目的醫(yī)院綜合樓為一類高層公共（醫(yī)療）建筑，建筑層數(shù)為地上二十層，建筑高度為84.5m，總建筑面積為29131.4m2，建筑占地面積為1528.1m2，住院床位數(shù)233床。

醫(yī)院綜合樓二層功能為醫(yī)療用品儲藏間，三層至二十層功能為病房及醫(yī)護辦公，三層至二十層的中醫(yī)綜合治療室兼做避難間，避難間的建筑布局設(shè)計如圖1所示。

圖1 三層至二十層避難間平面布局示意圖Fig.1 Layout plan of refuge room from 3rd floor to 20th floor

（2）某項目加壓送風系統(tǒng)風量計算

以此項目為例，避難間靠近疏散樓梯間，由于避難間設(shè)置位置受限，不能滿足《煙規(guī)》[2]中避難間防煙系統(tǒng)采用自然通風系統(tǒng)的要求，故避難間的防煙系統(tǒng)采用機械加壓送風的方式。

該項目二層及以上每層設(shè)一間避難間，共計18 間；每間避難間面積均為26.2m2，設(shè)一扇防火門（尺寸1.2m×2.1m），一扇防火窗（尺寸3.3m×2.2m，可開啟窗扇尺寸2.2m×1.5m，）；機械加壓送風系統(tǒng)風機設(shè)置于屋面風機房內(nèi)；機械加壓送風系統(tǒng)豎向設(shè)置，管道設(shè)置在管井內(nèi)。避難間機械加壓送風系統(tǒng)風量按照下述兩種計算條件分別按上述公式（1）～（4）計算。

①防火門窗的縫隙總長度為19.4m，寬度按照0.002m 計算，避難間與走道的壓差按25Pa 計算。

Lv=Ak×v×N1×3600=9072（m3/h）

LY=0.827×A×△P1/2×1.25×3600=722（m3/h）

Lb=S×lm=786（m3/h）

Ls=Lv+17×Max（LY，Lb）=22434（m3/h）

②防火門窗的縫隙總長度為19.4m，寬度按照0.004m 計算，避難間與走道的壓差按30Pa 計算。

Lv=Ak×v×N1×3600=9072（m3/h）

LY=0.827×A×△P1/2×1.25×3600=1582（m3/h）

Lb=S×lm=786（m3/h）

Ls=Lv+17×Max（LY，Lb）=35966（m3/h）

（3）某項目加壓送風系統(tǒng)風量分析

實際工程中，大部分醫(yī)院避難間面積范圍在30m2～60m2，根據(jù)《煙規(guī)》[2]第3.4.3 條計算的加壓送風量范圍在900m3/h～1800m3/h；一般避難間所設(shè)門窗的漏風量在1200m3/h 左右。

由上述兩種計算條件計算的結(jié)果可得出，當醫(yī)院避難間的防火門窗的密閉條件較好、避難間與走道的壓差較小時，普通醫(yī)院避難間的加壓送風系統(tǒng)計算風量為22500m3/h 左右；當醫(yī)院避難間的防火門窗的密閉條件一般、避難間與走道的壓差較大時，普通醫(yī)院避難間的加壓送風系統(tǒng)計算風量為36000m3/h 左右。由此可看出，一般的普通醫(yī)院避難間的加壓送風系統(tǒng)計算風量為22500m3/h～36000m3/h 之間，此風量在滿足規(guī)范相應(yīng)的要求下，既增加了避難間的安全可靠性，又具有較容易實現(xiàn)的實際應(yīng)用條件，經(jīng)濟性較好，安全性和可行性較高。

4 結(jié)論

本文針對醫(yī)院避難間機械加壓送風量計算，若套用《煙規(guī)》[2]中避難間加壓送風量的計算方法會導致機械加壓送風系統(tǒng)風量過小，無法保證避難間的防煙要求，給避難間的人員安全避難留有隱患這一問題，筆者結(jié)合工程的實際情況與規(guī)范要求的相應(yīng)計算方法，對避難間機械加壓送風系統(tǒng)設(shè)置、風量計算、消防聯(lián)動控制要求等方面提出合理的建議，在確保醫(yī)院避難間的防煙系統(tǒng)的設(shè)計在滿足規(guī)范要求的前提條件下，更貼合醫(yī)院避難間火災(zāi)時的實際使用情況，采取經(jīng)濟合理的方式以提高避難間的避難安全性。