关键词：建筑模式；横向系统；竖向系；管线布置；进排风口布置
引言：改革开放以来，人民生活水平不断提高，人们对健康的关注也越来越受到重视。为满足人民群众的健康与医疗保健需求，我国大力加强了医疗建筑的建设以及老旧落后医疗建筑的改扩建工作。
医疗建筑功能复杂，除具有门诊、医技、住院功能外，高等级综合医院通常还担负科研、教学、实验等任务。暖通空调系统在医疗建筑中，除满足人员舒适性要求外，还需满足各种医疗工艺、科研实验等复杂设备及生产过程的工艺通风需求（洁净要求、防止交叉感染要求等），同时要兼顾考虑经济成本及施工运维等后续问题。这些均是从事医疗建筑设计的暖通工程师面临的挑战和考验。本文将从暖通空调专业角度简单分析一下如何与建筑专业配合共同面对以上挑战和考验。
1室内暖通空调管线布置
1.1建筑模式及功能布局
医疗建筑随着医疗功能及技术不断发展，经过医院管理及相关设计人员一代一代经验积累，逐步形成了现在比较成熟的多种建筑体系模式及功能布局形式。
医疗空间根据医疗功能的不同而进行划分，医疗功能大体可以分为以下三种：门诊、医技、住院。门诊主要作为患者寻求诊断治疗的部门，包括急诊及各临床科室的门诊办公；医技主要指运用专门的诊疗技术和设备、仪器协同临床科室诊断和治疗疾病的部门；住院主要为确诊患者提供住院持续护理。
现有医疗建筑模式均是以上三个不同功能区的各种组合形式，建筑模式主要有：“王”字形模式；环形模式；网格型模式；以及各模式之间相互组合的组合模式[1]。功能布局可以是三个功能分区相互独立的，也可以是两两组合的，比如门诊医技组合，医技住院组合，门诊医技住院组合一体式等多种模式。
由于不同功能区对室内环境、通风换气、防疫等的要求不同，功能间相互组合后，势必会对室内管线布置、空调通风系统取排风口的位置造成影响，进而影响建筑层高、立面做法以及投资预算。
1.2暖通空调室内管线布置
1.2.1管道系统形式选择
对于“王”字形三功能区独立布置的建筑形式，功能区相互独立，管道系统分别独立设置，相互之间没有影响，管线选择横向或者竖向系统均可。横向系统值指空调机房及风管本层布置，通风系统只负责本层排风；竖向系统即空调机房设置于设备层，空调、通风系统竖向负责单或多层区域。但是三功能分区独立设置一方面造成患者来回折返多跑路，另一方面也会造成联通位置人流物流交叉，为卫生防疫及流程的组织管理带来困难。
基于三功能分区独立设置带来的弊端，目前医疗建筑多采用环形模式、网格型模式以及多模式组合，功能分区也相应组合，比如门诊医技组合，医技住院组合，门诊医技住院模块化组合等。
.png)
（a） （b） （c） （d）
图 1 医疗建筑功能分区组合
对于（b）、（c）型组合模式，门诊、医技部分选择横向系统， 住院部分选择竖向系统；（d）型组合模式门诊医技住院自下而上设置于同一建筑单元中，极大方便了患者及医生，同时减少了分期启用及功能变更时对其他单元或功能区的影响，但是对暖通空调专业系统及管线布置提出了挑战。对于（d）型组合模式，采用分段竖向系统较为合适，门诊下部设置门诊医技空调设备层，医技与住院之间设置住院空调设备层，建筑排风均为屋面高空排放。
1.2.2 《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB51251-2017）对室内管线布置的影响
《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB51251-2017）（以下简称防排烟标准）于2018年8月1日实施。相较于之前的规范，本标准对防排烟的技术要求更明确同时也更严格。其中对室内管线布置影响较大的主要是机械排烟系统的相关规定。
防排烟标准中4.4.7条文[2]“…当排烟管道内壁为金属时，管道设计风速不应大于20m/s；当排烟管道内壁为非金属时，管道设计风速不应大于15m/s…”；4.6.4-1条文“…对于建筑空间净高为6m及以下的场所，应按统一防火分区中任意两个相邻防烟分区的排烟量之和的最大值计算….”。4.6.3-1条文“建筑空间净高小于或等于6m的场所，其排烟量应按不小于60m3/（h·㎡）计算，且取值不小于15000 m3/h…”,4.6.3-3条文“当公共建筑仅需在走道或回廊设置排烟时，其机械排烟量不应小于13000 m3/h…”。在严格执行风速限制的条件下，如果一个排烟系统在同一防火分区中负责两个相邻的防烟分区排烟，排烟风机计算风量按照两个防烟分区排烟量计算，最小为30000（走廊26000） m3/h，则支管需要与主管尺寸保持一致，支管布置将占用较大空间。因此，为节省管线布置空间，每个排烟系统每层宜只负责一个防烟分区，但是这将增加排烟系统个数。另外，部分省份的工程勘察设计行业协会对风管风速限值有所放宽，比如在<广东省工程勘察设计行业协会关于印发《建筑防烟排烟系统技术标准》问题释疑的通知>中，支风管及风口风速根据计算风量设计，主风管按设计风量。
防排烟标准中4.6.14条文关于单个排烟口最大允许排烟量计算公式规定，当风口中心点到最近墙体的距离≥2倍的排烟口当量直径时，排烟口最大允许排烟量为计算风量；当风口中心点到最近墙体的距离＜2倍的排烟口当量直径时，排烟口最大允许排烟量为计算风量的1/2；当排烟口位于墙体上时，排烟口最大允许排烟量为计算风量的1/2。根据此条文，当排烟口布置于吊顶时，排烟口中心点距墙距离应不小于2倍的排烟口当量直径，否则将增加排烟口数量，排烟支管长度增加，对其他管线布置的影响将增大；当排烟口布置于墙体时，排烟口数量增加，立管增加，则会占用室内使用面积。因此，排烟口尽量布置于吊顶，相较于GB51251-2017标准实施之前，吊顶内将增加排烟支管，且支管下接排烟口，不能布置其他管线；排烟口中心点距墙距离不小于2倍的排烟口当量直径，在管道增加的情况下尽量减少支管长度，以降低对其他管线布置的影响。
1.2.3室内管线布置
医疗建筑中，由于各功能区之间及功能区内不同区域之间对空调通风的要求存在一定差异，导致医疗建筑中风管管线较多（新风风管、排风风管、排烟风管、补风加压风管、全空气送及回风管等），同时相较于GB51251-2017标准实施之前吊顶内增加了排烟支管，如何在不增加层高的情况下合理布置吊顶内部管线成为建筑和暖通专业面临的一个急需解决的问题。
建筑专业在平面布局时，尽量将需要设置排风的同一功能房间竖向对应布置或邻近布置，比如各层卫生间、污洗、污物、处置、换药等，使排风管道在房间内竖向布置，尽量避免需要独立排风风管水平布置；医技功能区医疗工艺及设备对排风需求较多，排风管较多，建筑专业在平面布置时应考虑此部分排风竖向通道，同时尽可能增加走廊宽度（2~2.5m宽）；净化手术部区域，手术间内手术床两侧（非两头）夹墙用于布置回风管，此方向夹墙不宜设置门及其他柜体，洁净走廊与污物走廊宽度应满足水平布置三根风管（送、回、排烟（补风）风管）所需宽度。
暖通专业在布置风管时，尽量避免送风与排风主管并行，尽量选择送风管与排风管两侧布置。对于宽度较小走廊，常会出现两层风管上下布置的情况，此时吊顶高度不能满足使用要求，则需要部分管线从走廊移至房间。由于与水相关管线存在运行过程中检修维护更换需求，如移至房间将会在检修时影响房间正常使用；根据《医院消毒卫生标准》[3]、《空调通风系统运行管理标准》[4]，医疗建筑中空调通风风管应定期检查、清洗和验收，去除积尘、污物、铁锈和菌斑等，检查周期每2年不少于1次；电气及智能化管线除在设备增加、改造装修等情况下会变动外，其他运行期间均不会对线缆进行改动。综上，建议当出现风管上下布置情况时，将电气和智能化桥架移至房间内。
2 室外进排风口布置
为避免医疗建筑中空气途径的感染，排风通常集中屋顶排放，核医学检查室、放射治疗室、病理取材室、检验科、传染病病房等含有有害微生物、有害气溶胶等污染物质场所的排风，在处理后达标排放[5]。新风系统的取风口布置于建筑下部，以达到避免院内空气途径感染的目的。
同时，设置于建筑内的地下车库，其排风常由地上一、二层排出。为避免地下车库排风对设于建筑下部的新风取风的污染，进排风口应遵循避免短路的原则；进风口低于排风口3m以上，当进排风口在同一高度时，宜在不同方向设置，且水平距离一般不宜小于10m[6]。进排风口风速宜按表1采用。
.png)
注：风口风速应按实际有效面积计算，一般百叶风口的遮挡率可取50%。
结语：医疗建筑具有构造复杂、功能多样、人员密集、环境及通风需求种类多等特点，为满足不同特点的不同需求，为给患者、家属、医务工作人员提供良好的就医和工作环境，避免交叉感染，医疗建筑的暖通空调工程尤为重要。而在实际设计过程中，容易因层高、面积等问题而出现削减甚至取消新排风系统[8]。暖通、建筑专业设计人员需要改变观念，迎难而上，切实解决管线及进排风口布置问题，为医疗建筑提供一个健康安全的环境。
参考文献：
[1] 侯玉杰,邓伟华.现代医疗建筑综合施工技术与总承包管理[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,2019:6-11.
[2] GB51251-2017,建筑防烟排烟系统技术标准[S].中国计划出版社.
[3] GB15982-2012,医院消毒卫生标准[S].中国标准出版社.
[4] GB50365-2019,空调通风系统运行管理标准[S].中国建筑工业出版社.
[5] GB51039-2014,综合医院建筑设计规范[S].中国计划出版社.
[6] GB50736-2012,民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].中国建筑工业出版社.
[7] 全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调·动力 2009[M]. 中国计划出版社.
[8] 黄中,医院通风空调设计指南[M].北京: 中国建筑工业出版社,2019:11.
论文作者:王利峰
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷23期
论文发表时间:2020/4/3
标签：风管论文; 排烟论文; 建筑论文; 管线论文; 组合论文; 医疗论文; 功能论文; 《建筑实践》2019年38卷23期论文;