對(duì)建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)中若干問題的分析與探討

李龍梅

摘 要：本文分析了建筑防排煙設(shè)計(jì)存在的諸多疑難問題，結(jié)合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的分析，提出了相應(yīng)的理解和工程中常用的解決方法。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì) 防火 排煙

0.前言

隨著我國(guó)城市建設(shè)日新月異的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，高層建筑項(xiàng)目迅速增多，其通風(fēng)與防排煙問題受到了暖通設(shè)計(jì)人員的普遍關(guān)注。廣大設(shè)計(jì)人員工作中遇到的疑難問題似有增多的趨勢(shì)。帶著諸多疑問，本人對(duì)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的許多問題進(jìn)行分析和探討，這里，愿與各位同仁分享。

1.建筑防排煙設(shè)計(jì)疑難問題解析

1.1 中庭排煙

與普通建筑相比，中庭建筑具有火災(zāi)荷載大、人員密集，內(nèi)部功能復(fù)雜等特點(diǎn)，尤其是它具有一個(gè)或者多個(gè)豎直方向上連續(xù)貫通數(shù)層的封頂大型空間。研究發(fā)現(xiàn)：火災(zāi)時(shí)，即使中庭沒有明顯的火焰?zhèn)鞑?，也?huì)有大量高溫毒氣迅速擴(kuò)散，充滿整個(gè)空間并向整幢建筑物蔓延?？梢?，火災(zāi)時(shí)中庭排煙的成功與否至關(guān)重要。因此，規(guī)范規(guī)定：對(duì)于高層建筑，超過12米的中庭需采用機(jī)械排煙，排煙風(fēng)機(jī)設(shè)于中庭頂部。而對(duì)于多層建筑，《低規(guī)》并未將中庭高度作為機(jī)械排煙的充分條件。也就是說：無(wú)論中庭高度是否超過12米，只要可開啟的天窗或高側(cè)窗的面積不小于中庭地面面積的5%即可滿足自然排煙要求。需要補(bǔ)充說明的一點(diǎn)是：根據(jù)所發(fā)生的中庭火災(zāi)實(shí)例和我國(guó)現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)狀況及管理水平，結(jié)合自然排煙的特點(diǎn)，《低規(guī)》對(duì)中庭應(yīng)設(shè)置機(jī)械排煙的高度并未限制在12m。但因自然排煙受熱壓和密閉性等因素的影響，有條件時(shí)，雖具備自然排煙條件也宜采用機(jī)械排煙設(shè)施。

1.2 排煙窗的位置

在部分建筑工程中，防排煙設(shè)計(jì)人員應(yīng)將平時(shí)做為通風(fēng)用的自然排煙窗設(shè)置為固定窗或者設(shè)置類似玻璃墻的半開窗、斜開窗，其設(shè)置形式和位置都不利于進(jìn)行自然排煙。所以在進(jìn)行建筑防排煙設(shè)計(jì)時(shí)，要改用直接可對(duì)外開啟的排煙窗，開窗面積應(yīng)滿足高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的要求，而不應(yīng)該包括推拉窗打開時(shí)另一半面積和固定窗的面積。

1.3 防煙樓梯間自然排煙系統(tǒng)

多年以來，設(shè)計(jì)人員，尤其是建筑師們都知道有這樣一條規(guī)定：除建筑高度超過50米的一類公共建筑和超過100米的居住建筑外，靠外墻的防煙樓梯間，只要每五層內(nèi)可開啟外窗的總面積不小于2.0m2即可滿足自然排煙要求，不必考慮機(jī)械加壓送風(fēng)。因此，滿足自然排煙要求似乎并非難事。其實(shí)，這里還有一個(gè)限定條件：其頂層或上兩層應(yīng)有一定的開窗面積，除頂層外的各層之間可以靈活設(shè)置。只要保證四、五層內(nèi)有可開啟外窗即可，其一至三層內(nèi)可間隔開窗。這樣限定的目的就在于：火災(zāi)時(shí)由于煙囪效應(yīng)的影響，未設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙樓梯間內(nèi)的煙氣迅速沿樓梯間上升，如果該樓梯的頂層沒有開設(shè)外窗或外窗面積過小，雖然沿途的外窗會(huì)排走一部分的煙氣，但由于煙氣的上升速度可達(dá)4m/s以上，則大量的煙氣仍會(huì)迅速聚集在頂層及上部的防煙樓梯間，將嚴(yán)重影響人員的逃生，疏散。

1.4 自然排煙口及自動(dòng)排煙窗的設(shè)置

（1）規(guī)范規(guī)定：自然排煙口應(yīng)設(shè)置在排煙區(qū)域的頂部或外墻上。當(dāng)設(shè)置在外墻上時(shí)，自然排煙口底標(biāo)高不應(yīng)低于室內(nèi)凈高的1/2，并應(yīng)有方便開啟的裝置。

對(duì)于這條規(guī)定本人認(rèn)為應(yīng)這樣理解：火災(zāi)時(shí)的自然排煙高度不宜低于人體的呼吸區(qū)域，否則會(huì)影響人員的疏散速度，延遲逃生時(shí)間。一般來說，需要設(shè)置自然排煙口排煙的大多是層高較高的商場(chǎng)，劇院等公共建筑（居住建筑一般都有大面積的可開啟外窗），其吊頂下空間一般都會(huì)在3.5米以上，凈高的1/2不會(huì)低于1.7米。排煙口設(shè)于此高度之上即可高于人體的呼吸區(qū)域，利于火災(zāi)時(shí)的逃生。

（2）設(shè)置在外墻上的自動(dòng)排煙窗，其排煙面積按下列要求確定：

a. 當(dāng)開窗角度大于70度時(shí)，其排煙面積FP可按窗的面積FC計(jì)算；

b. 當(dāng)開窗角度小于70度時(shí)，其排煙面積近似按FP=FC.sina計(jì)算。

長(zhǎng)期以來，利用火災(zāi)時(shí)手動(dòng)或自動(dòng)開啟排煙窗的方式來滿足消防要求是一種便捷，經(jīng)濟(jì)的解決方式。這條規(guī)定很清晰地告訴我們一個(gè)邏輯關(guān)系：排煙窗的排煙面積與它的開啟角度的正弦值成正比。

1.5 地下層的樓梯間機(jī)械加壓送風(fēng)的取舍

《低規(guī)》修訂稿規(guī)定：當(dāng)建筑的地下部分為三層或三層以上，或當(dāng)?shù)叵伦畹讓邮覂?nèi)地坪與室外出入口地面高差大于10m時(shí)，設(shè)置的防煙樓梯間應(yīng)采用機(jī)械加壓送風(fēng)方式。當(dāng)?shù)叵聻橐坏絻蓪?，且地下最底層地坪與室外出入口地面高差不大于10m時(shí)，所設(shè)置的封閉樓梯間在首層有直接開向室外的門或有不小于1.2m2的可開啟外窗時(shí)，其樓梯間可不采用機(jī)械加壓送風(fēng)方式。

通過規(guī)范我們可得出這樣的結(jié)論：機(jī)械加壓送風(fēng)的設(shè)置與否取決于樓梯間的定性。凡是定性為防煙樓梯的地下樓梯間，只要滿足規(guī)范限制條件時(shí)就必須設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)，反之亦然。

1.6 加壓送風(fēng)口的設(shè)置位置及機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)分段設(shè)計(jì)的要求

（1）機(jī)械加壓送風(fēng)口不宜設(shè)置在被門擋住的部位。

這條新增規(guī)范的內(nèi)容不難理解，但它的執(zhí)行卻有一定難度。我們都知道，加壓送風(fēng)口是送風(fēng)井道上開的風(fēng)口，而土建井道通常位于核心筒及周邊區(qū)域。這里一則空間狹小，二來開門較多，這條規(guī)范的限定使得建筑師們必須周密安排空間，合理使用有限區(qū)域，勤于相關(guān)專業(yè)協(xié)調(diào)，力爭(zhēng)滿足規(guī)范要求。

（2）建筑層數(shù)超過32層或建筑高度大于100米時(shí)，其加壓送風(fēng)系統(tǒng)及送風(fēng)量應(yīng)分段設(shè)計(jì)。

1.7 防煙樓梯間加壓送風(fēng)的設(shè)置及風(fēng)量計(jì)算

規(guī)范規(guī)定：地上與地下部分在同一位置的防煙樓梯間需設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)時(shí)，加壓送風(fēng)系統(tǒng)宜分別設(shè)置。若合用一個(gè)風(fēng)道時(shí)，風(fēng)量應(yīng)疊加，且均應(yīng)滿足地上，地下加壓送風(fēng)系統(tǒng)的要求。

該規(guī)定前半部分是指加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置要求，位于地下層的防煙樓梯按另一部完全獨(dú)立的樓梯計(jì)，這樣一來，豎井需水平分隔的同時(shí)，還要考慮為地下層送風(fēng)的加壓風(fēng)機(jī)設(shè)于何處的問題。無(wú)論是設(shè)于地下哪一層，則采風(fēng)井都是需要的，除非風(fēng)機(jī)能夠就近從汽車或自行車坡道采風(fēng)。因此，這樣的規(guī)定，對(duì)建筑專業(yè)提出了更高的要求，需要建筑的設(shè)計(jì)人員引起注意。

1.8 建筑物火災(zāi)時(shí)的排煙補(bǔ)風(fēng)設(shè)計(jì)

規(guī)范規(guī)定：在地下建筑和地上密閉場(chǎng)所中設(shè)置排煙系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)同時(shí)設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，其補(bǔ)風(fēng)量不宜小于機(jī)械排煙量的50%，補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)符合符合相關(guān)防火規(guī)范的要求，此處不再贅述。

因地下建筑密封性強(qiáng)，火災(zāi)時(shí)排煙系統(tǒng)啟動(dòng)后，如果不設(shè)補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，則新鮮空氣不能輸送到排煙區(qū)域，無(wú)法滿足排煙要求，加大了火災(zāi)的危害性。問題在于“地上密閉場(chǎng)所也需設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)”。那何為“密閉場(chǎng)所”呢？《低規(guī)》條文說明的定義為：外墻和屋頂均未開設(shè)可開啟外窗，不能進(jìn)行自然通風(fēng)或排煙的建筑。諸如KTV，影劇院的放映廳等不設(shè)開啟窗扇的場(chǎng)所均應(yīng)算作“密閉場(chǎng)所”。也就是說，長(zhǎng)期以來，設(shè)計(jì)人員認(rèn)為地上建筑火災(zāi)排煙時(shí)，空氣在壓差的作用下可通過門窗縫隙，通風(fēng)口補(bǔ)充進(jìn)入排煙空間，因此不需設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)的觀念在密閉場(chǎng)所是不適用的。

1.9 疏散走道的排煙設(shè)計(jì)

當(dāng)走道一端有可開啟外窗，走道長(zhǎng)度不大于30米，可開戶外窗面積大于走道面積的2%時(shí)， 應(yīng)采用自然排煙方式；當(dāng)走道兩端有可開啟外窗，走道長(zhǎng)度大于30米，但不大于60米，且可開啟外窗面積大于走道面積的2%時(shí)，應(yīng)采用自然排煙方式；當(dāng)走道長(zhǎng)度超過60米，走道多處開窗，可將走道分段考慮，每段可開啟外窗面積大于該段走道面積的2%時(shí)，即可采用自然排煙，否則應(yīng)采用機(jī)械排煙。當(dāng)走道一端有可開啟外窗，走道長(zhǎng)度大于30米但小于60米時(shí)，可開啟外窗面積大于走道面積的2%時(shí)，因另一端距排煙口距離超過30米，煙氣很難排除，對(duì)人員疏散不利，應(yīng)采用機(jī)械排煙方式。

2.結(jié)語(yǔ)

建筑的安全性是人們選擇居住環(huán)境的基礎(chǔ)，因此對(duì)建筑消防安全的要求日益提高，暖通空調(diào)系統(tǒng)防排煙設(shè)計(jì)關(guān)系著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，我們因認(rèn)真學(xué)習(xí)并深刻理解暖通空調(diào)防排煙設(shè)計(jì)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，從而提高設(shè)計(jì)水平。