人员密集场所公共卫生间通风系统研究

黄寿元，朱启文，梁 鑫，罗 凯，丁 敏

（1.湖南建工集团工程设计研究院有限公司，湖南 长沙 410001；2.中国建筑五局建筑设计院，湖南 长沙 410004；3.湖南省交通规划勘察设计院有限公司，湖南 长沙 410200）

室内空气品质（IAQ）与人们的生活息息相关，恶劣的室内空气品质不但会降低空气环境舒适性，而且也无法保障人们的身体健康。而卫生间作为一种独特的室内空间，由于人员停留时间短，导致卫生间内的空气环境往往被忽略。据世界卫生组织（WHO）统计，人一生中会约3 年的时间在卫生间度过。“小厕所，大民生”，厕所问题不是小事情，是基本的民生问题，也是重要的文明窗口，改善厕所卫生状况直接关系到人们的健康和环境状况。党的十八大以来，习近平总书记对“厕所革命”这项基础性民生工作高度重视，并强调厕所问题不是小事情，是城乡文明建设的重要方面，不但景区、城市要抓，农村也要抓，要把这项工作作为乡村振兴战略的一项具体工作来推进，努力补齐这块影响群众生活品质的短板。

1 研究背景

从中国兴起的“厕所革命”实践来看，侧重于厕所的废水排放和处理。但是，针对卫生间的通风效果改进优化甚少，现有公共建筑卫生间空气品质较差是十分普遍的现象[1-2]。尤其是在国家城市更新建设历程中，交通的快速便捷更加促进了人们的出行旅行，在高速公路服务区、高铁站、火车站等场所人员更为密集，但是，目前这些公共场所尤其是夏季高温季节，采用普通的顶排风或者壁式换气扇，通风效果极差，异味难闻。虽是短暂的停留，但是严重影响了人们的出行心情。良好清爽与异味难闻、臭气熏人的公共卫生间环境会带来强烈的对比，给人们的生活、旅行带来截然不同的体验。因此，迫切需要一种改善密集场所公共卫生间的通风方式。

2 通风方式设计研究

2.1 通风方式选择

目前卫生间排风系统普遍用安装在卫生间天花板或侧墙上的排风扇将卫生间污浊空气直接排到室外或者排入竖向排风管道后集中屋顶排放，该排风方式安装方便、操作简单，适合为独立卫生间或者排风量小、人员聚集性小的公共卫生间排风，如在居住建筑、办公等公共建筑中得到广泛使用。但是对于人员聚集性大、需要大排风量的公共卫生间，如高速公路服务区、高铁站、火车站等公共卫生间，若仍采用简单、单一的排气扇顶排风方式，排气扇风量、风压较小，对扩散在卫生间的臭味抽吸作用有限，存在通风死角，臭味在卫生间内不能被及时有效排除，排气效果差等缺点；采用排气扇顶排风的通风系统时，因粪便、尿液臭气源散发的臭味会在从靠近地面源头到顶部排气扇之间的大空间内扩散漫溢，臭味不可避免会经过人体口、鼻区域。

为改善卫生间排风效果，经检索相关文献，如谢金钊[3]的防臭卫生间及卫生间防臭方法、权友得[4]的卫生间通风系统，虽然改变了传统单一的排气扇等通风方式，采用“顶送底排”的气流组织，但均只适用独立卫生间、小排风量或采用马桶坐便器的卫生间排风，尚未检索到能较好适用于人员密集场所公共卫生间排风的装置或方法。王晨辉[5]提出的“上送下排”的通风形式相比“上送上排”有更高的通风排污效率，较好地保证了公共建筑卫生间内的空气品质，但该文章中并未给出具体可行的实施方式。

笔者针对人员聚集性大、大排风量的公共卫生间如高速公路服务区、高铁站、火车站等地的公共卫生间，从气流组织、风量设计、风量调节、风机控制等多因素综合考虑，提出了一种“上进风、底排风”的人员密集场所公共卫生间优化通风方式。

2.2 通风系统设计

“上进风，底排风”通风方式的总体原则为上部自然进风，底部排风。排风系统采用金属管道，减小通风系统阻力和漏风，提高有效风量率。该通风系统主要由密封空腔（内部安装金属风管）、排风机、下吸风口、金属风管组合构成，通风系统平面图如图1 所示。并采用REVIT 建模软件建立卫生间通风模型，BIM通风模型如图2 所示。

图2 BIM 通风模型

通风系统风管采用不锈钢或镀锌钢板等金属风管材质。空腔内水平风管水平安装在密封空腔内，侧面距密封空腔壁面厚度为50～100 mm，底部距密封空腔底部100～200 mm。该通风模式下底排风方式巧妙地采用密封空腔，既结合了装饰美观效果要求，减少风管沾染尿液等而被腐蚀，密封空腔起到一层外保护作用，密封空腔宽度小于等于500 mm，密封空腔内安装金属风管既能减少通风阻力与漏风，又能提高通风系统的有效风量率，汇集底部排风口各分支排风于金属风管内。

下吸风口与空腔内水平风管相连接，下吸风口距地面300～1 000 mm，风口尺寸规格为100 mm×100 mm 或150 mm×150 mm 或200 mm×200 mm，下吸风口自带风量调节阀调节风速风量。合理的吸风口尺寸及风速有利于保证卫生间内通风换气效果，风速宜控制在0.5～3 m/s，风速过小抽吸作用不足，卫生间内排风效果差；而风速过大，冬季低温季节会给人体带来强烈的“冷风感”。

空腔内竖向风管在空腔内水平风管的中间位置处相连接，通风系统管道对称布置，排风气流组织更为均匀且系统阻力小，有利于保证每个蹲位或者小便器处的排风效果。空腔内竖向风管在密封空腔内的上升高度结合公共卫生间净高，尽量贴梁底布置，提高卫生间内的净高体验效果。排风机布置在系统的出风段，室内污染空气在风机的负压抽吸作用下经下吸风口→密封空腔内金属风管→吊顶上空金属风管→排风机路径有效排出室外，排风口避开主要人流，在不影响行人前提下，与进风口相对布置，便于形成贯穿气流，而系统新鲜风流从入口门洞或外窗自然补风。

排风机选型需结合使用人流量、蹲位与小便器的数量、卫生间体积及噪声要求等参数综合考虑。参照GB 50436—2012《民用建筑供暖通风与空气调节》第6.3.6 条，公共卫生间采用机械通风时，其通风量宜按换气次数确定，换气次数可以取5～10 次/h。对于人员密集场所，按照GB/T 50337—2018《城市环境卫生设施规划标准》，以某公共卫生间建筑面积100 m2/座，层高取4 m，换气次数取15 次/h，排风量为6 000 m3/h，在公共厕所服务区内男女数量相当情况下，男女厕位比例宜为1∶2，设计40 个蹲坑、20 个小便器，按照单个蹲便器或小便器排风量100 m3/h，需要6 000 m3/h，两者计算风量基本相符。因此，结合相关设计规范及设计经验，系统风量按照单个蹲便器或小便器Q排≥100 m3/h 且通风换气次数大于等于15 次/h 为最佳风量选择，同时按照使用规律、使用频次、人员流量等，采用分时段控制风机运行如非服务时间段风机自动停止运行。

2.3 通风系统主要设计参数

密封空腔内金属材质风管水平安装在密封空腔内，侧面距密封空腔壁面50～100 mm，底部距密封空腔底面100 ～200 mm，密封空腔宽度小于等于500 mm，既保持了装饰美观效果又减小通风系统阻力，提高有效风量率。

下吸风口与密封空腔内金属风管相连接，下吸风口距地面300～1 000 mm，风口尺寸为100 mm×100 mm 或150 mm×150 mm 或200 mm×200 mm，下吸风口自带风量调节阀调节风速风量，吸风口风速宜控制在0.5～3 m/s。

系统风量按照单个蹲便器或小便器Q排≥100 m3/h且每小时通风换气次数为15 次为最佳风量选择，同时按照使用规律、使用频次、人员流量，风机采用分时段控制，系统绿色节能运行。

2.4 工程实例

以某高速公路服务区一公共厕所为例，采用本研究的“上进风，底排风”通风模式，将风管嵌入式安装在密封空腔内，密闭空腔在距地1.5 m 设置了简易的凸出式平台，可以摆放烟灰缸、工具包等行李。密封空腔内安装镀锌钢板材质风管，下吸风口距地面300 mm，吸风口尺寸规格为100 mm×100 mm，系统风量按照单个蹲便器（小便器）100 m3/h，反算换气次数约16 次/h（5.8 m 层高）。

公共厕所可采用媒介生物、臭味气体、微小气候、采光照明等卫生学评价指标。为了对比分析采用本研究中“上进风，底排风”通风模式与普通的“顶排风”通风模式优缺点，采用四级臭味强度检验法进行检验，该方法简单直观，能客观、公正地反映出通风去臭效果。检验结果考虑到了不同的时间段及室外气候条件，在夏季高温季节中午用餐时段（11：00—13：00）、人流量集中的时候，气味强度为“微有气味”，而在其他时间段，其气味强度为“无臭味”。另外，调研高速公路工作人员和旅客们反馈，对比其他采用普通的“顶排风”方式的服务区公厕，本服务区通风效果去臭效果最佳，给旅客们带来截然不同的体验。

3 结论

针对人员聚集性大、大排风量的公共卫生间排风，如高速公路服务区、高铁站、火车站等公共卫生间，提出了一种“上进风、底排风”的通风方式，自然进风，下吸风口距地300～1 000 mm。下吸风口风速宜控制在0.5～3 m/s，臭味就近从下吸风口排走，有效抑制臭味扩散，气流组织顺畅。

该通风模式下“底排风”方式巧妙地采用密封空腔，既结合了装饰美观效果要求，减少风管沾染尿液等腐蚀，密封空腔起到外保护作用，密封空腔宽度小于等于500 mm，密封空腔内敷设金属风管既能减少通风阻力、减少漏风，又能提高系统的有效风量率。

人员密集场所公共卫生间的风机选型需要综合考虑使用人流量、使用频次、运行噪声、蹲位与小便器数量、卫生间体积等影响因素，系统风量按照单个蹲便器或小便器Q排≥100 m3/h且通风换气次数大于等于15 次/h 为最佳风量选择。同时按照使用规律、使用频次、人员流量，采用分时段控制风机运行，确保排风系统绿色节能运行。卫生间是一种独特的室内空间，作为一名暖通设计师，细节处更能体现设计师的职业操守和态度，绿色、健康的卫生间通风离不开暖通设计师的科学严谨设计，也是在国家城市更新建设历程中，为广大人民出行提供高品质的通风环境贡献一点力量。