日本医疗建筑的防灾设计

2022-09-11

对于建筑的被灾而言, 主要有火灾和震灾等。众所周知日本是个多地震的国家, 建筑物的抗震设计有很高的水准。而在火灾方面, 日本的建筑消防法规和我国的有较大差异。下面以笔者在日本工作的公司 (株) 日本设计的医院作品为主要例子, 介绍一下在日本医疗建筑的防灾设计。

1 医院的灾时对策

经过“阪神大震灾”, 和近年日本各地的多次大中型地震的体验证实, 对于建筑物而言, 受灾时的机能停止是最不利的因素。有关防灾设备如自发电机、屋顶储油罐等的耐震性设计是非常重要的。首先要加固基础, 对此采用免震结构是最有效的方法。如公立那贺医院全院采用免震结构1, 并且按照地区的防灾据点医院的标准进行设计。川崎市立川崎医院更进一步采用了制震装置2, 来缓和地震时的晃动感, 以抚慰患者的不安情绪。当然以自发电系统、电热并给系统 (cogeneration) 为中心的电源、热源、水源的确保也是大灾害来临时必不可少的保证。

2 有关避难疏散

医院的避难难点在于重症患者无法自力行走。有关的调查报告显示避难行为按行动能力来分, 大约自行步行的为1/2, 搀扶护送的为1/4, 而用担架移动和无法移动的占1/4。特别是外科有时有六成以上是搀扶护送和担架移动。所以日本的综合医院通常首选水平避难。即每层划分为多个防火分区, 火灾时首先向同层未发生火灾的防火分区里避难。这时, 要切实做到空调系统的防火分区才能真正安全。另外, 如果走廊已充满浓烟, 要能从连通的阳台走, 作为另一个外廊疏散通道。 (如图1) 日本东京多摩老人医疗中心也为病房设计了宽大的连通阳台和出入口, 使病床可直接推到阳台上疏散。另外, 进入未着火的防火分区中, 下一步该如何避难呢?公立那贺医院和川崎市立川崎医院都采用了病床电梯灾时不停止来避难疏散, 以及在端头的休息活动室一时避难, 等待消防队架设云梯救援等方法。

3 防烟设计

在上述情况下, 防止烟气进入电梯厅是非常重要的。在日本有排烟以及加压防烟系统等方法。川崎医院采用了加压系统, 并且电梯厅邻接消防电梯前室, 避难和救火时可使用全部的电梯。加压电梯厅与走廊之间设置常开防火门, 火灾时自动关闭, 安装送风旁管, 以调节不同压力, 走廊设置机械排烟。

4 防灾组织

以川崎医院火灾时的避难救助的流程为例, 从病房出来有中走廊和外廊阳台两种避难方向可选择, 全院设置了自动喷淋系统, 来进行初期灭火。先是“水平避难”, 人员先疏散到未着火的防火分区内。走廊中设置机械排烟。在避难中途可到达休息活动室或咖啡厅等宽敞的临时避难空间。

走廊与临时避难空间与正压防烟的电梯厅, 以及防烟楼梯相连, 可同时使用电梯和楼梯进行垂直疏散和救助。这里的电梯平时作为病床梯, 灾时与消防电梯一样都启用备用电源, 连接消防值班室, 消防电梯是发生火灾要为消防队员专门使用, 在走廊和外阳台等处进行救助灭火。

如图1, 图2所示。

5 手术室等关键部门的防灾设计

我国的《综合医院建筑设计规范》只规定手术室要用耐火极限不低于1小时的非燃烧体与其他部分隔开, 不比病房的规定更高。而手术中在灾害发生时很可能是不能马上疏散的, 至少需要缝合。日本把手术室区域以及ICU和产房部分的6个面大大提高了耐火等级, 像是装进了一个耐火的盒子, 叫做“笼城”, 配以专门的防火排烟设备和疏散路线, 使之在一定时间不撤离也是安全的。

6 总结与借鉴

日本已进入了老龄化社会, 对于行动不自由的人群的避难措施越来越重要。川崎医院作为高层建筑, 在日本现有消防建筑法规基准之上探讨了正压防烟系统作用于电梯厅, 全部的病床梯用于火灾时避难救助的提案。

中国发生火灾时, 除消防队员使用的消防梯外, 一般电梯是停用的。我们的消防规范对医院等这种以人员高度集中、人员不能自主行动为特点的特殊设施也没有专门全面的规定, 仅对医院建筑的安全疏散距离和疏散宽度提出了较高的要求, 在防火防烟分区、建筑消防设施设置等方面与其他高层建筑并无不同。《综合医院建筑设计规范》的相关规定也非常简单, 对楼梯平台的进深有2米以上的规定是担架从楼梯疏散考虑的, 还有规定至少应有一座楼梯为天然采光和自然通风。而现在的高层病房很普遍, 人员集中, 有很多人不能自主行动, 靠楼梯的疏散时间是远远不够的, 也最好将全部病床梯作为消防疏散梯, 对患者的疏散结果会是大不一样的。全部病床梯作为消防疏散梯是因为消防梯与非消防梯之间要有消防前室分隔, 而且数量不够的话, 灾难发生时会非常拥挤。同时要留有一部单独设置的消防队员专用原来意义上的消防梯。火灾时使用电梯疏散, 这与目前的消防理念是冲突的, 但如果在电梯和电气等施备上增加些投入, 从技术上是能够保证消防电梯区域与防烟楼梯间有同等的安全性的, 这笔有关生命安全的费用投入是值得的。

另外日本在发生火灾是首先采取水平疏散, 我们可以借鉴到如下的设计方法。 (1) 宜减小防火分区; (2) 病房设置可连通的外阳台, 提高病房门的耐火能力; (3) 在每层病房楼的一端或两端设置靠外墙的避难区 (间) , 并满足举高消防车的作业需要。避难间可平时作为会议室医生办公室, 有条件是开敞的休息平台。避难区入口处采取在走道增设防火门, 增设消防软管卷盘, 加密喷头保护等措施, 避难区的外窗与其他部分的窗口要有防护距离。

我国虽然国情导致建筑消防法规, 建筑消防设计和日本有很大不同, 但日本医院防灾设计的理念还是很值得我们借鉴的。如图3所示。

免震结构是在建筑物的基础设置既能支撑建筑物本体重量, 又具有在水平方向自由变形能力的免震层, 将地震时产生的水平变形集中于此, 保护上部结构。免震层一般为由薄钢板与天然橡胶重合制成的叠层橡胶免震垫, 其他还有利用滑移来免震的各种部件以及阻尼器。

制震装置是在建筑物的内部设置的阻尼器, 这些阻尼器随着建筑物的变形和运动速度而发挥其衰减作用, 以吸收和消耗地震输入能量, 来保护建筑结构和缓和地震时的晃动感。

摘要：通过介绍日本医疗建筑的震灾和火灾的防灾设计, 借鉴其水平避难方法, 以及病床梯也作消防电梯等的医院防灾设计理念。

关键词：日本,医院,火灾,震灾