關于民用建筑防排煙設施的若干技術

后智川

江蘇省泰州市姜堰市公安消防大隊，江蘇泰州 225500

0 引言

煙氣是火災中不同燃燒產物的反映，是物質燃燒過程中分解生成的大量氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)物質的空氣混合物，因為煙氣對人體有窒息、刺激和高溫的作用，其成為造成火災人員傷亡的關鍵原因，據(jù)資料統(tǒng)計火災事故中死亡人數(shù)的80%是因為吸入煙氣所致。而民用建筑，尤其是高層民用建筑內，人員的數(shù)量較多，建筑物功能復雜，火災時產生的煙氣較多，煙氣對疏散、滅火的影響較為突出，因此加強民用建筑的防排煙設施設計，確保人員的安全疏散，是防排煙設施設計中應該重點關注的環(huán)節(jié)。

1 民用建筑防排煙設施的適用范圍及相關參量的計算

民用建筑的防排煙方式主要有自然排煙、機械排煙和機械加壓排煙等，在此只就自然排煙和機械加壓排煙的相關技術標準進行探討。

1.1 自然排煙防煙方式

根據(jù)《高層民用建筑設計防火規(guī)范》的條文規(guī)定如下：一般情況下，靠近外墻的防煙樓梯之間以及其前室、消防電梯間的前室、合用前室，采用自然排煙方式比較的好。

自然排煙方式指的是根據(jù)現(xiàn)有的自然條件，使得火災所產生的煙氣不能夠進入防煙樓梯間以及消防電梯的內部。這樣的方式構造非常簡單、而且不需要專門的排煙裝置，這樣就不收到電源的控制，從而管理相當?shù)姆奖恪Ｒ虼?，在工程設計中自然排煙仍然是首選的排煙措施，但其在設計上須符合以下條件：1）盡量利用敞開的凹廊和陽臺；2）獨用前室里可以開啟外窗的面積應不小于2m2，合用前室應不小于3m2；3）排煙窗應該設置在上方，并設置便于開啟的裝置；4）前室有2個以上的不同朝向的外窗時，可不設機械防煙設施。

1.2 機械加壓送風防煙方式

機械加壓送風防煙通常情況下指的是通過風機進行加壓送風，需要使得樓梯間以及前室之間保持正的壓力，而且其正壓力必須要高于周圍的所有建筑物正壓力，這樣可以有效的阻止煙氣的進入。在這種情況下，從而可以確保向樓梯間以及前室送入一定體積的空氣，從而使得煙氣得到排除在外。

機械加壓送風防煙的防煙效果好，且可靈活布置，亦不受環(huán)境條的限制，系統(tǒng)設計簡單安全可靠，而近年來已經成為國內外民用建筑廣泛采用的方式。例如，當有些樓梯間可開啟外窗的面積達不到要求時，就應考慮機械送風的方法。

1.3 防煙樓梯間和前室的防排煙設計

下面對機械排煙的關鍵地方的設計進行探討。

防煙樓梯間和前室的防排煙方主要有自然排煙、正壓送風防煙，在同一部位使用時僅可使用一種，不可兩種同時使用。應該根據(jù)樓梯間、前室的不同情況，選擇不同的防排煙設施。例如，高度大于50m的一類公共建筑，及高度大于100m的居住建筑，則防煙樓梯間只可以利用機械加壓送風，且如果設有窗戶的話，就必須是不可開啟的窗戶；而小于50m的部分，則可利用外窗來實施自然排煙。

機械加壓排煙的關鍵問題在于樓梯間和前室的正壓保持方法，下面進行了簡單介紹。

1）要保持正壓的部位

從安全的角度來考慮，樓梯間及前室都需保持正壓。然而，在靠外墻且有窗戶的樓梯，當火災破壞部分窗戶玻璃時，就很難保持其所需的正壓值，因此難以采取加壓防煙方法。在這種情況下，通過對國內外研究情況進行分析，研究人員發(fā)現(xiàn)為了使婦女能推拉開門且煙氣不進入，樓梯間應該保持50Pa壓力，前室應保持25Pa左右的壓力。

2）開啟門時，門洞處的風速值

對于開啟門時，門洞處的風速值，按照我國的《高層民用建筑設計防火規(guī)范》，可選取值為0.7m/s～1.2m/s。

3）總風量的確定

確定準確的送風量是做好防排煙技術工作的關鍵保障，因此我們需要對防排煙設施的送風量進行設計。目前常用的送風量計算方法有以下3種：

1）根據(jù)《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中的相關規(guī)定設計

正壓排煙方式的送風量應該分別根據(jù)門關閉時給定的正壓值（包含門窗縫隙及孔洞的漏風量）和門開啟時門洞處的風速值來計算所需的風量，最終取兩者之間較大的值即可。值得注意的是，在確定送風量大小的時候一定要考慮10%左右的系統(tǒng)漏風系數(shù)。

2）壓差計算法設計

壓差計算法是指保持關門時的正壓區(qū)間值達到正壓水平的一種計算方法。計算公式如下：

其中，α：流量系數(shù)（在門開啟的時候可取0.65）；

S：開門時的計算面積；

ΔP：兩側的壓差值；

ρ：空氣的密度（一般情況下可取1.2kg/m3）。

3）門洞風速法設計

門洞風速法是指按照維持開啟門洞的最低的氣流速度來計算送風量的一種方法。計算公式如下所示：

其中，v：是指門洞的平均風速；

s：指門洞的面積；

n：是指門洞的數(shù)量。

以上便是三種常用的送風量確定方法，然而在實際的設計中，不能單單靠公式的來計算送風量，還要結合實際情況及設計人員的經驗，對計算值進行一定的修正，以保證送風量的準確。

4）送風系統(tǒng)及送風方式的確定

樓梯間及前室的送風系統(tǒng)設計，正壓送風系統(tǒng)應該單獨設置。為了使樓梯間壓力分布的比較均勻，應該從頂層開始每隔3至5層就設一個送風口，而且一般利用一臺風機，然后通過豎井，并且在豎井上開設送風口或者利用分支管的集中送風方式。

2 民用建筑防排煙設施的排煙口設計

2.1 自然排煙系統(tǒng)的排煙口設計

自然排煙系統(tǒng)的排煙口應該設置在房間凈高的1/2以上處，及距頂棚或頂板以下的800mm內。

除了這些，自然排煙口以及送風口都必須由非燃燒材料進行制作，對于設置手動或者自動的開啟裝置也要包括在內進行考慮，而手動開關一般應設置在距離地坪0.8m～1.5m處。

2.2 機械防排煙系統(tǒng)的排煙口設計

在機械防排煙系統(tǒng)中，應該用垂壁對于防煙進行劃分區(qū)域，而且在每個的防煙分區(qū)都需要進行排煙口設計處理，而且排煙口和最遠的水平點距離需要大于30m左右。

排煙口應該在頂棚或者是在靠近頂棚的墻面上進行設計，而且距離較近的安全出口數(shù)值應該大于等于1.5m；并且設置在頂棚或者頂棚附近的排煙口和可燃物的最小距離應該大于等于1.0m。

排煙口需要設置相應的手動開啟裝置，有必要的時候還可以設置和感煙器相關連的自動開啟裝置等一些必要的措施。除了要設置開啟裝置外，平時要保持閉鎖狀態(tài)。

對于排煙口的尺寸也需要進行相應的主意，它需要根據(jù)煙氣通過排煙口的有效斷面速度不少于10m/s來進行計算，根據(jù)筆者多年的設計經驗排煙口的最小面積應該大于等于0.04m2。

3 結論

通過上述探討，我們可以知道民用建筑的防排煙系統(tǒng)還是比較復雜的，有很多的細節(jié)需要設計人員注意，一旦某個環(huán)節(jié)發(fā)生錯誤，可能會導致不可彌補的人身、財產損失，因此加強對民用建筑防排煙設施的設計研究是非常有必要的。在設計的過程中，設計人員一定要按照相關的規(guī)范來實施，并且要結合以往的研究和實施經驗來進一步修正，保證防排煙設施在使用時達到最好的效果。

[1]劉海英.論高層民用建筑防排煙設施的工程問題[J].現(xiàn)代經濟信息，2008(8).

[2]牟劍偉.淺析民用建筑機械防排煙系統(tǒng)問題及對策[J].江西化工，2012(1).

[3]劉家恩.防排煙的重要性及其技術措施[J].中國科技信息，2008(18).

[4]張旭東.民用建筑工程設計中防排煙及通風問題探討[J].山西建筑，2011，37(12).