醫(yī)院避難間機械加壓送風系統(tǒng)的設計探討

金 鐸 臧廣宇

（昆明理工泛亞設計集團有限公司 昆明 650224）

0 引言

現行的國家規(guī)范《建筑設計防火規(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部提出了設置避難間的要求，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，結合我國相關實際情況確定的，主要是為了在火災時及時疏散人員，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部中的避難間的設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疑，并通過相應的計算和分析，提出合理的系統(tǒng)風量計算方法以及相應的系統(tǒng)聯動控制要求，提高避難間火災時的避難安全性。

1 醫(yī)院避難間加壓送風系統(tǒng)存在問題

（1）醫(yī)院避難間的設置要求

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

①避難間服務的護理單元不應超過2 個，其凈面積應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于一個護理單元的避難間凈面積不小于25m2，服務于兩個護理單元的避難間凈面積不小于50m2。

②應設置直接對外的可開啟窗口或獨立的機械防煙設施，外窗應采用乙級防火窗。

本條規(guī)定此類避難間應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

現行的國家規(guī)范《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術標準》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行國家規(guī)范《人民防空工程設計防火規(guī)范》GB 50098（2009年版）[3]中人員掩蔽室內時，清潔通風的通風量取值的，即每人每小時6m3～7m3。為方便設計人員計算，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）設置位置的區(qū)別。

醫(yī)院避難間是要求設置在高層病房樓二層及以上的病房樓層和潔凈手術部的，高層病房樓二層及以上的病房樓層每層均需設置，避難間是服務于本樓層的護理單元，通常設置是靠近樓梯間，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）設計可能存在的安全隱患。

常規(guī)避難層（間）火災疏散時，僅存在前室的疏散門或避難層設備區(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?。槐茈y層設備區(qū)一般僅為給排水、通風、空調系統(tǒng)的設備用房，室內可燃物和人員較少，發(fā)生火災的概率也較低，火災煙氣通過設備區(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）內給避難人員提供一定量的新鮮空氣和保持室內的正壓，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?。ㄒ话銥?0m2～60m2），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，即防火門關閉時，煙氣不會通過門縫滲透進入室內。

2 醫(yī)院避難間機械加壓送風系統(tǒng)的設計

（1）機械加壓送風系統(tǒng)的設置建議

鑒于醫(yī)院避難間的建筑設置要求，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)采用豎向設置，機房宜設置在機械加壓送風系統(tǒng)的底部，條件不具備時，機房也可設置在屋頂。

避難間火災時不僅是在火災發(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，還應為室內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為設計疏散門開啟的數量，設計1層內疏散門開啟，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。

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)的消防聯動控制

發(fā)生火災時，由火災發(fā)生所在防火分區(qū)內的兩只獨立的火災探測器或一只火災探測器與一只手動火災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閉的聯動觸發(fā)信號，并應由消防聯動控制器聯動控制加壓送風機啟動和醫(yī)院避難間常閉防火門的關閉。

機械加壓送風機應能現場手動啟動、火災自動報警系統(tǒng)自動啟動、消防控制室手動啟動。當防火分區(qū)內火災確認后，應能在15s內聯動開啟避難間的機械加壓送風機。消防控制設備應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一間避難間，共計18 間；每間避難間面積均為26.2m2，設一扇防火門（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)風機設置于屋面風機房內；機械加壓送風系統(tǒng)豎向設置，管道設置在管井內。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《煙規(guī)》[2]第3.4.3 條計算的加壓送風量范圍在900m3/h～1800m3/h；一般避難間所設門窗的漏風量在1200m3/h 左右。

由上述兩種計算條件計算的結果可得出，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，又具有較容易實現的實際應用條件，經濟性較好，安全性和可行性較高。

4 結論

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，筆者結合工程的實際情況與規(guī)范要求的相應計算方法，對避難間機械加壓送風系統(tǒng)設置、風量計算、消防聯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)院避難間火災時的實際使用情況，采取經濟合理的方式以提高避難間的避難安全性。