張哲 趙珍儀 吳光正

1 中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

2 國(guó)家住宅與居住環(huán)境工程技術(shù)研究中心

3 日本關(guān)東學(xué)院大學(xué)建筑環(huán)境學(xué)部

新冠肺炎疫情爆發(fā)，政府在第一時(shí)間制定了居家隔離的政策，既有居住小區(qū)與住宅建筑成為疫情防控的第一道防線，也是阻斷疫情蔓延擴(kuò)散的重中之重。在香港、廣州等多地出現(xiàn)同一樓棟、同一單元、不同樓層的住戶感染情況，在2003年的SARS事件時(shí)隔17年之后，將生活排水系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“排水系統(tǒng)”）的衛(wèi)生安全問(wèn)題再次擺在大眾面前。

當(dāng)居家成為生活的常態(tài)，人們對(duì)居家“健康”提出了更高的要求?！墩f(shuō)文字釋》中詮釋“廁”字：“廁，言人雜在上，非一也……言至穢之處宜常修治，使?jié)嵡逡?。”廁所最初設(shè)置的目的，就是為人所方便，保持環(huán)境清潔。隨著生活水平的提高，以往的便溺空間成為功能齊全的盥洗空間，甚至成為居家放松的場(chǎng)所。健康的衛(wèi)生間不僅可以隔絕污染源，還可以實(shí)現(xiàn)健康促進(jìn)的作用。鑒于國(guó)內(nèi)住宅衛(wèi)生間存在諸多衛(wèi)生安全問(wèn)題，本文將逐一列舉并結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)對(duì)該類(lèi)問(wèn)題提出解決方案。

1 良好的居住環(huán)境是人體健康的基本保障

眾所周知，排水系統(tǒng)內(nèi)無(wú)時(shí)無(wú)刻充斥著伴隨著污物排出而產(chǎn)生的臭氣，而臭氣中所含的氣態(tài)污染物大多屬于“三致”污染物（致癌、致畸、致突變），所含的非氣態(tài)污染物也會(huì)威脅居民身體健康。住宅建筑高層化和居住人口高密度化大大增加了建筑內(nèi)部排水系統(tǒng)的負(fù)荷，加劇了排水系統(tǒng)返臭氣現(xiàn)象，而返臭氣則意味著室內(nèi)環(huán)境與排水系統(tǒng)內(nèi)的污染環(huán)境相連通（圖1），排水系統(tǒng)也就失去了應(yīng)有的保護(hù)居民健康的作用。為提升生活排水系統(tǒng)衛(wèi)生安全性能，除了針對(duì)室內(nèi)環(huán)境隱性污染開(kāi)展跨領(lǐng)域定量研究、結(jié)合使用實(shí)態(tài)研究排水系統(tǒng)原理和構(gòu)造、避免裝修對(duì)排水系統(tǒng)性能的影響外，還需用量化指標(biāo)表達(dá)排水系統(tǒng)衛(wèi)生安全性能、健全建筑排水系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)制度[1]。

1.1 濕熱環(huán)境對(duì)人體健康的影響

高溫高濕環(huán)境會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不利影響，甚至?xí)斐扇梭w免疫功能減退，是誘發(fā)心腦血管疾病的重要原因之一。研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)14%的居民死亡與不適環(huán)境溫度有關(guān)，同時(shí)不適溫度也可誘發(fā)諸如冠心病、缺血性中風(fēng)、出血性中風(fēng)、呼吸系統(tǒng)疾病和慢性阻塞性肺疾病等老年病[2]。

日本東京觀察醫(yī)院的調(diào)查顯示，冬季（12～次年2月）洗澡過(guò)程中發(fā)生的猝死事故是夏季的10倍左右（圖2），其主要原因是浴室溫度變化與人的血壓有直接關(guān)系，而且脫衣和洗浴后，由于環(huán)境溫度低，人在遇冷后會(huì)導(dǎo)致血壓升高、血管急劇收縮（圖3）[3]。

室內(nèi)熱濕環(huán)境不僅影響人體熱舒適，還會(huì)影響室內(nèi)空氣品質(zhì)。熱濕環(huán)境主要通過(guò)室內(nèi)污染物間接影響人體健康，過(guò)高、過(guò)低的濕度環(huán)境都不利于人體的健康。例如，相對(duì)濕度小于30%RH時(shí)，塵螨生長(zhǎng)受抑制；當(dāng)濕度大于70%RH時(shí)，塵螨孳生現(xiàn)象嚴(yán)重；結(jié)露會(huì)伴生霉菌，甚至影響建筑壽命；甲酸、苯的釋放也與溫濕度環(huán)境密切相關(guān)。衛(wèi)生間是住宅濕度最高的地方，淋浴后的封閉環(huán)境或梅雨季節(jié)沿海地區(qū)住宅的衛(wèi)生間濕度可達(dá)到99.9%RH。因此，營(yíng)造良好的室內(nèi)環(huán)境有助于改善居住者的健康狀況（表1）。

1 受污染氣體在建筑內(nèi)通過(guò)排水系統(tǒng)的傳播途徑

2 2011 年日本入浴心肺機(jī)能停止案例數(shù)

3 浴室溫度與入浴時(shí)人體血壓的變化關(guān)系

4 日本衛(wèi)生間的干濕分離

5 三分離式衛(wèi)生間布局

6 我國(guó)傳統(tǒng)戶型中衛(wèi)生間的布局

7 北京某在售新房戶型衛(wèi)生間布局

8 二次裝修后的衛(wèi)生間

1.2 衛(wèi)生間的微氣候營(yíng)建技術(shù)

1.2.1 干濕分離

日本住宅公團(tuán)在1955年建設(shè)的第一批公租房（面積為42m2）設(shè)置了獨(dú)立的浴室和廚房系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了最初的住宅衛(wèi)生間三分離；70年代，洗衣機(jī)的出現(xiàn)使得衛(wèi)生間開(kāi)始向四分離發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活方式的改變，四分離式又形成了洗浴、如廁、洗漱和洗衣更衣空間（圖4）。日本衛(wèi)生間設(shè)計(jì)的核心理念是“私密性”，分離式衛(wèi)生間的設(shè)計(jì)初衷是為了“減少麻煩”“保護(hù)隱私”和“提升效率”。

考慮到國(guó)人的用水習(xí)慣及使用的動(dòng)線、效率，防止?jié)駸岘h(huán)境和坐便器潛在的細(xì)菌交叉污染，建議在今后的新建、改建中考慮將洗漱、便溺、淋浴完全分離（圖5）；可將洗衣與洗漱結(jié)合，或?qū)⑾匆鹿δ芊胖糜陉?yáng)臺(tái)與晾曬功能結(jié)合。經(jīng)查閱北京在售新房（建筑面積為90m2左右）僅設(shè)一個(gè)衛(wèi)生間的戶型中，衛(wèi)生間布局多為僅將洗漱間分離出，鮮少實(shí)現(xiàn)干濕分離的傳統(tǒng)式（圖6，7）；而在有2個(gè)衛(wèi)生間的大戶型中，較多（至少一個(gè)衛(wèi)生間）做了三分離。在住戶的裝修改造中，越來(lái)越多的人意識(shí)到了干濕分離的重要性，較多的做法是將淋浴區(qū)分離出，做成單獨(dú)的房間或采用玻璃門(mén)分隔（圖8）。

表1 室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)參數(shù)

1.2.2 隔熱保溫與防露

衛(wèi)生間的環(huán)境溫度對(duì)人體的健康有直接影響，而室內(nèi)溫度又必然受到外界空氣溫度的影響。因此，衛(wèi)生間地板、墻壁和窗戶的隔熱顯得非常重要。調(diào)研顯示，建筑隔熱等級(jí)提升后，支氣管哮喘、過(guò)敏性皮炎、過(guò)敏性鼻炎等患者的癥狀都得到了相應(yīng)的緩解[4]（圖9）。

改善窗戶的熱工性能和提高窗戶的氣密性是改善冬季室內(nèi)熱環(huán)境的重要手段。窗的改善，一是提高氣密性，阻止縫隙空氣滲透，在窗框與洞口間、窗扇與窗框間及窗扇之間的縫隙處采用高效保溫的氣密材料進(jìn)行封堵；二是提高玻璃、窗框和窗樘等的熱阻，將窗框的薄壁實(shí)腹型材改為空心型材，采用雙層玻璃窗等。

濕度過(guò)高或過(guò)低對(duì)人體健康都有不利影響。高濕度且換氣不足的住宅與換氣量高的相比，患哮喘、皮膚炎、花粉癥的風(fēng)險(xiǎn)更高[4]；而濕度小于40%RH時(shí)流感病毒的生存時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)。除此之外，高濕度會(huì)引發(fā)結(jié)露，孳生霉菌。我國(guó)南方和沿海地區(qū)空氣濕度較大，梅雨季和回南天時(shí)高濕度更是持續(xù)長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月，使得衛(wèi)生間內(nèi)結(jié)露問(wèn)題顯著。

衛(wèi)生間環(huán)境舒適溫度的營(yíng)造，建筑本身的隔熱保溫性能是基礎(chǔ)。當(dāng)室外環(huán)境大幅度偏離舒適范圍時(shí)，采用設(shè)備進(jìn)行必要的機(jī)械調(diào)節(jié)，改善室內(nèi)熱濕環(huán)境，既考慮到人體自身的適應(yīng)性，又兼顧環(huán)境容量和自然資源的平衡性，是行之有效的策略。

1.2.3 戶內(nèi)新風(fēng)

衛(wèi)生間內(nèi)具有“示蹤性”臭氣成分的是H2S，當(dāng)H2S濃度為0.26ppm時(shí)人體能感受到明顯的臭味。參考國(guó)內(nèi)外關(guān)于臭氣強(qiáng)度的六級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，表示“氣味很弱”、惡臭強(qiáng)度為2級(jí)時(shí)對(duì)應(yīng)的H2S濃度僅為0.06ppm，遠(yuǎn)低于人體的可感知濃度。這種從排水系統(tǒng)中散發(fā)出來(lái)且不被人感知的有害氣體一直在悄無(wú)聲息地影響著使用者的生活環(huán)境。這對(duì)居住環(huán)境的通風(fēng)換氣功能提出了嚴(yán)格要求。

目前，自然通風(fēng)是改善人員活動(dòng)區(qū)域衛(wèi)生條件最經(jīng)濟(jì)有效的方法。住宅內(nèi)通風(fēng)換氣應(yīng)首先考慮采用自然通風(fēng)，在無(wú)自然通風(fēng)條件或自然通風(fēng)不能滿足衛(wèi)生要求的情況下，可采用機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)或自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)結(jié)合的復(fù)合通風(fēng)系統(tǒng)。滿足一定通風(fēng)開(kāi)口面積的明衛(wèi)，可以向衛(wèi)生間內(nèi)補(bǔ)充一定量的新風(fēng)。當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足衛(wèi)生要求時(shí)，可采用自然送風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)的復(fù)合通風(fēng)方式，使衛(wèi)生間內(nèi)形成一定的負(fù)壓，保證新鮮空氣低進(jìn)、高出，防止交叉污染（圖10）。

保障良好的通風(fēng)對(duì)預(yù)防和控制通過(guò)空氣傳播的疾病，效果顯著。為避免類(lèi)似SARS、H1N1流感等病毒通過(guò)通風(fēng)系統(tǒng)傳播，應(yīng)使通風(fēng)系統(tǒng)具備在疾病流行期間也可防止不同房間空氣摻混的功能，可采用分戶、獨(dú)立式的新風(fēng)系統(tǒng)。先將空氣送入人員活動(dòng)區(qū)域，再進(jìn)入空氣污染區(qū)域（如衛(wèi)生間）統(tǒng)一排出。衛(wèi)生間內(nèi)的通風(fēng)設(shè)備可設(shè)置定時(shí)、小風(fēng)量運(yùn)行模式，定時(shí)啟動(dòng)、定時(shí)排風(fēng)，同時(shí)保證衛(wèi)生間內(nèi)的微負(fù)壓狀態(tài)，防止交叉?zhèn)魅尽?/p>

2 衛(wèi)生間使用功能與部品選擇和健康促進(jìn)

2.1 便溺

便溺是衛(wèi)生間最為基礎(chǔ)、私密的功能。在合理的設(shè)計(jì)下，建造單獨(dú)的如廁空間（最小尺寸為780mm×1 280mm），實(shí)現(xiàn)三分離，并不會(huì)增加廁所的面積。例如，在廁所內(nèi)設(shè)置洗手盆，若考慮節(jié)水可將小洗手盆與座便器水箱直接連接，也可采用設(shè)有小洗手盆的坐便器；在洗手盆下配置清洗軟管，還能方便廁所清潔（圖11，12）。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于蹲便器防止尿液噴濺的功能較弱，采用蹲便器的衛(wèi)生間在離便器稍遠(yuǎn)的地板上仍能檢測(cè)出大腸桿菌，因此在住宅內(nèi)應(yīng)減少或杜絕蹲便器的使用[5]。

由于社會(huì)老齡化加劇，為了適應(yīng)居家養(yǎng)老，可在廁所內(nèi)安裝L形扶手，供老年人使用；除扶手外，可安裝適老化的智能座便器，這種便器的座圈具有緩慢升降功能，可輔助老年人起身，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的個(gè)性化和人性化（圖13，14）。

在常規(guī)設(shè)計(jì)之外，為了減少使用后的衛(wèi)生紙對(duì)室內(nèi)環(huán)境的污染，促進(jìn)推廣可沖可溶的衛(wèi)生紙，減少衛(wèi)生間內(nèi)垃圾桶的使用也勢(shì)在必行。為此應(yīng)聯(lián)合設(shè)備、管道和紙業(yè)廠家進(jìn)行測(cè)試和研發(fā)，實(shí)現(xiàn)節(jié)水與排水衛(wèi)生的統(tǒng)一。

9 集合住宅隔熱等級(jí)與健康改善率

10 住宅內(nèi)的自然送風(fēng)和機(jī)械排風(fēng)

11 如廁空間的設(shè)置

12 如廁空間的設(shè)置

13 適合老齡化的坐便器

14 適合老齡化的坐便器

15 浴室的供暖與干燥

16 浴室的供暖與干燥

17 摻氣花灑

18 導(dǎo)流地板

19 浴室扶手和洗浴凳

2.2 洗浴

浴室環(huán)境溫度的急劇變化會(huì)對(duì)人體健康造成很大的影響，同時(shí)由于洗浴造成的濕熱環(huán)境、結(jié)露等問(wèn)題，維持浴室內(nèi)的微氣候至關(guān)重要。在北方供暖地區(qū)，在衛(wèi)生間內(nèi)設(shè)置供熱設(shè)備的同時(shí)，增加供熱與干燥一體的暖房干燥機(jī)，可快速干燥室內(nèi)環(huán)境、衣物（圖15，16）；在南方地區(qū)，采用暖房、干燥和換氣相結(jié)合的一體機(jī)，除了除濕和干燥作用外，還可在梅雨季、回南天解決衛(wèi)生間內(nèi)的結(jié)露問(wèn)題?？紤]節(jié)能環(huán)保，可利用夜間加熱蓄熱的方式，也可引進(jìn)或開(kāi)發(fā)家用燃料電池，提高能源利用率。

優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用消毒技術(shù)，保障熱水水質(zhì)，防止病菌污染。鐘南山院士向歐洲呼吸學(xué)會(huì)介紹中國(guó)抗擊新冠肺炎疫情的成果和經(jīng)驗(yàn)時(shí)提到，鉆石公主號(hào)近20%乘客感染的原因可能是通過(guò)管道或淋浴器傳播所致。氣溶膠傳播是集中生活熱水系統(tǒng)傳播細(xì)菌、病毒（如軍團(tuán)菌、分支桿菌）的一種典型方式。如果熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)維不合理，供水溫度過(guò)高時(shí)，不僅熱損失大、耗費(fèi)能源，還可能造成燙傷事故，加速加熱設(shè)備和管道結(jié)構(gòu)的腐蝕；供水溫度過(guò)低時(shí)，又將為軍團(tuán)菌（最適宜溫度35℃）等病菌提供生存、繁殖的條件與環(huán)境。調(diào)研顯示，超過(guò)50%的集中生活熱水系統(tǒng)管道末端出水溫度達(dá)不到規(guī)定的46℃[6]。在生活熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用機(jī)械循環(huán)，保證干管、立管或干管、立管和支管中的熱水循環(huán)，保證末端出水溫度；增設(shè)消毒裝置，如銀離子[7]、紫外光催化二氧化鈦、高溫或二氧化氯等滅菌措施，規(guī)避和消除病毒細(xì)菌的傳播風(fēng)險(xiǎn)。

從人的熱舒適性出發(fā)，優(yōu)化淋浴花灑和混水閥。用水舒適度是指用水者的生理、心理對(duì)用水器具出流特征（如水壓、水流、水溫）的滿意程度，用水舒適度不僅影響著人的使用感受，也關(guān)系著用水量。水溫過(guò)高、過(guò)低或不穩(wěn)定均勻，均會(huì)影響淋浴的舒適體驗(yàn)，使用者可能會(huì)通過(guò)頻繁的調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到舒適水溫，而調(diào)節(jié)過(guò)程可能造成額外的浪費(fèi)。以節(jié)能節(jié)水為前提兼顧舒適度，淋浴花灑的供水靜壓宜為0.20MPa，淋浴的流量、水溫區(qū)間宜分別為0.13～0.15L/s、39.0～40.0℃[8]。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，淋浴舒適度與花灑噴頭的數(shù)量無(wú)關(guān)，與其水流流速和噴灑的角度有關(guān)[9]，將水流與空氣混合是用水舒適度和清潔性能的最佳選擇[10]，開(kāi)發(fā)、研制、推廣節(jié)水與舒適度并存的花灑（如摻氣花灑）、高品質(zhì)的混水閥與恒溫閥，能夠促進(jìn)洗浴對(duì)身體狀態(tài)的恢復(fù)與放松（圖17）。

選擇適合的地板，并在浴室中增加扶手的設(shè)計(jì)。由于洗浴水溫較高，外周毛細(xì)血管擴(kuò)張，導(dǎo)致回心血量不足，可能引起低血壓性休克，致使洗浴者摔倒。老年人在洗澡時(shí)跌倒的情況更是普遍，北京的一項(xiàng)調(diào)研顯示，8.82%的老人曾在洗澡時(shí)摔倒。浴室的地面不易干燥，洗浴后洗滌劑和皮脂等污垢殘留，容易孳生病菌，選擇摩擦系數(shù)大于0.6且具有導(dǎo)流作用的地板，能夠在快速排除地面積水的同時(shí)增加摩擦力，減少跌倒的可能性（圖18）；在浴室內(nèi)設(shè)置L形或Ⅱ形落地式安全扶手，增加洗浴凳，也是防滑、防跌的有效措施（圖19）。

20 尿流量監(jiān)測(cè)坐便器

21 身份識(shí)別坐便器

2.3 洗漱

熱水舒適度與防燙傷也是洗漱空間的一個(gè)重點(diǎn)。和淋浴類(lèi)似，應(yīng)選用高品質(zhì)的混水閥和恒溫閥，同時(shí)可采用摻氣龍頭，實(shí)現(xiàn)大沖力和節(jié)水的效果。此外，可伸縮龍頭的應(yīng)用有助于洗滌盆的清潔。實(shí)驗(yàn)顯示，以舒適度為前提，單冷和混合水嘴的供水靜壓宜分別為0.15～0.20MPa和0.20～0.25MPa，洗手的最舒適流量區(qū)間為0.060～0.068L/s[8]。為方便進(jìn)出和清潔，洗漱間門(mén)的開(kāi)口寬度宜大于800mm，且不設(shè)置臺(tái)階。實(shí)現(xiàn)干濕分離的洗漱空間不宜設(shè)置地漏。

2.4 健康服務(wù)與預(yù)警

健康服務(wù)是健康住宅的重要一環(huán)。通過(guò)新一代信息采集技術(shù)、AI技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采集環(huán)境信息、居民健康數(shù)據(jù)等，推進(jìn)居家健康智慧服務(wù)。住宅衛(wèi)生間的洗浴和如廁區(qū)域應(yīng)設(shè)置緊急報(bào)警器，以便跌倒或發(fā)生其他緊急情況時(shí)使用。同時(shí)，在衛(wèi)生間內(nèi)設(shè)置環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)空氣品質(zhì)，數(shù)據(jù)發(fā)給住宅設(shè)備的控制系統(tǒng)，可以及時(shí)調(diào)整室內(nèi)設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，減少居民的健康暴露風(fēng)險(xiǎn)；數(shù)據(jù)發(fā)給居民，以便及時(shí)掌握自己的健康狀態(tài)。

此外，具有健康監(jiān)測(cè)的坐便器也成為研發(fā)攻關(guān)的熱點(diǎn)。除了已有針對(duì)男性的前列腺肥大、女性壓力性尿失禁等監(jiān)測(cè)尿流率的監(jiān)測(cè)坐便器[11，12]（圖20），更研發(fā)了具備身份識(shí)別功能的坐便器，能將健康數(shù)據(jù)采集與多人使用、智能識(shí)別相結(jié)合[13]（圖21）。健康數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測(cè)功能可并入健康監(jiān)控平臺(tái)，豐富居家智慧服務(wù)內(nèi)容。

3 結(jié)語(yǔ)

住宅是一個(gè)成品，是一個(gè)系統(tǒng)，完整的住宅應(yīng)具備空間舒適、空氣清新、水質(zhì)衛(wèi)生、環(huán)境安靜、光照良好和健康促進(jìn)這六方面的功能。衛(wèi)生間作為住宅必不可少的空間組成，是住宅中潛在污染物最多的地方。從保障居民的居住體驗(yàn)和健康的角度出發(fā)，促進(jìn)戶型優(yōu)化和部品的聯(lián)合研發(fā)，讓高效的供熱、保溫、通風(fēng)設(shè)備和高安全性能的排水系統(tǒng)等技術(shù)落地應(yīng)用，促進(jìn)用水器具的熱舒適性和節(jié)水節(jié)能的統(tǒng)一，全面提升衛(wèi)生間的健康性能。