高層建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計及施工中應(yīng)注意的問題分析與補救措施

區(qū)杰標(biāo)

摘 要：高層建筑的防排煙系統(tǒng)設(shè)計及施工直接關(guān)系著建筑使用安全性，應(yīng)注意設(shè)計施工中容易出現(xiàn)的問題，并采取有效的補救措施。文章將結(jié)合某高層建筑防排煙系統(tǒng)工程案例，分析在防排煙系統(tǒng)設(shè)計施工中應(yīng)注意的問題，在此基礎(chǔ)上，提出幾點補救措施，以期促進(jìn)高層建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計及施工水平。

關(guān)鍵詞：高層建筑;防排煙系統(tǒng);設(shè)計施工

0 前言

在城市土地資源壓力下，高層建筑越來越多。由于高層建筑體量大、樓層高、人員密集，在發(fā)生火災(zāi)時，撲救和疏散逃生難度較大。其中，煙氣擴散是影響人員逃生的主要因素，在高層建筑設(shè)計和施工中，必須提高對防排煙系統(tǒng)的重視，確保防排煙系統(tǒng)設(shè)計的合理性，從而實現(xiàn)對煙氣的有效控制。

1 高層建筑防排煙系統(tǒng)工程案例

某現(xiàn)代化商業(yè)建筑的總面積為140000m2，包含兩棟21層建筑。其中，1號樓含有4層地下室，分別作為車庫、設(shè)備機房和人防層使用。地面1到20層為商務(wù)空間，21層頂樓用于設(shè)置電梯機房、消防排煙風(fēng)機和水塔等設(shè)施。2號樓也包含4層地下室結(jié)構(gòu)，其中地下1到3層為地下車庫，地下4層為人防層。地面部分的1到3層為裙房，設(shè)計標(biāo)高18.8m，3到17層為標(biāo)準(zhǔn)層，標(biāo)準(zhǔn)層高為3.9m，18到20層的層高為4.5m，21層頂層的高度為6m，頂層用于設(shè)置電梯機房等設(shè)施。在該工程中，地下室部分設(shè)置有機械排煙系統(tǒng)和補風(fēng)系統(tǒng)，裙房部分主要采取機械排煙措施，并采用結(jié)構(gòu)風(fēng)道將排煙風(fēng)機的煙氣排放到室外。從地下4層到頂層21層均設(shè)計有排煙口，將煙氣從屋面的排煙風(fēng)機排出。此外，消防電梯前室、防煙樓梯間還要設(shè)計機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，將加壓送風(fēng)機設(shè)置在屋面。建筑內(nèi)的豎向風(fēng)道采用結(jié)構(gòu)風(fēng)道，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，在詳細(xì)設(shè)計和施工過程中，必須提高對細(xì)節(jié)的重視，盡可能提高設(shè)計和施工質(zhì)量。

2 高層建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計施工應(yīng)注意的問題

2.1 排煙效果不達(dá)標(biāo)

在上述工程的防排煙系統(tǒng)安裝完畢后，對系統(tǒng)進(jìn)行運行測試。其中，地庫、裙樓防排煙系統(tǒng)，以及消防電梯前室和防煙樓梯間的正壓送風(fēng)系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計要求，各項測試指標(biāo)均可以達(dá)到消防驗收標(biāo)準(zhǔn)。但是在建筑排煙系統(tǒng)測試過程中，發(fā)現(xiàn)排煙口風(fēng)速從地面7層開始，已經(jīng)下降到2m/s以下，排煙效果不顯著，說明排煙系統(tǒng)設(shè)計和施工存在問題。出現(xiàn)這種情況的可能原因是排煙風(fēng)機效能不符合要求、風(fēng)機風(fēng)壓偏低、排煙系統(tǒng)中存在風(fēng)量泄露問題。因此，需要進(jìn)一步開展測量和計算工作，采取相應(yīng)的補救措施。

2.2 防排煙設(shè)施設(shè)計不合理

除了上述問題外，在高層建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計過程中，容易因設(shè)備選擇或設(shè)施安裝位置不合理，導(dǎo)致防排煙系統(tǒng)的功能無法正常發(fā)揮。高層建筑需要在地下室、正廳、中庭以及無窗房建等設(shè)置防排煙系統(tǒng)，并按照設(shè)計要求劃分防煙分區(qū)。對于大型商用建筑而言，還需要合理設(shè)置排煙口的位置，對風(fēng)機風(fēng)量進(jìn)行準(zhǔn)確計算，合理選擇風(fēng)機型號。一般采取自然排煙方式與機械排煙方式相結(jié)合的設(shè)計方法，在自然排煙系統(tǒng)無法滿足實際排煙需求時，則必須采用機械排煙設(shè)施。但是在實際工程設(shè)計和施工中，容易出現(xiàn)自然排煙結(jié)構(gòu)不合理的問題，比如窗口面積、開窗方式等設(shè)計不合理，難以發(fā)揮其排煙功能。有些工程出于節(jié)約成本的目的，對于應(yīng)該采用機械排煙措施的部分，仍采用自然排煙系統(tǒng)，如果發(fā)生火災(zāi)，會影響人員安全疏散。

2.3 配電系統(tǒng)穩(wěn)定性較差

高層建筑防排煙系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，需要供配電系統(tǒng)提供保障，如果在供配電系統(tǒng)的設(shè)計和施工方面出現(xiàn)問題，也會影響建筑防排煙系統(tǒng)的正常使用。比如在設(shè)計過程中未充分考慮風(fēng)機負(fù)荷量、在施工過程中出現(xiàn)配電箱接線錯誤、配電系統(tǒng)自身防火能力不足等，都會影響供配電可靠性。在此情況下，容易導(dǎo)致機械排煙系統(tǒng)失效，導(dǎo)致建筑排煙能力大幅度下降。

3 高層建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計施工問題的補救措施

3.1 準(zhǔn)確測量計算系統(tǒng)運行參數(shù)

針對上述問題，在高層建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計過程中，首先要做好參數(shù)計算工作。上述工程通過對風(fēng)機參數(shù)進(jìn)行測量發(fā)現(xiàn)，實測值和設(shè)計值之間的誤差在3%內(nèi)，可以保證排煙風(fēng)機效能的正常發(fā)揮。在對風(fēng)壓進(jìn)行分析和測試時，首先要計算系統(tǒng)總壓力損失，具體計算公式為：總壓力損失=局部損失+沿程損失。其中，風(fēng)道內(nèi)氣流平均流速為8m/s，風(fēng)道橫斷面和縱切面如圖1所示。風(fēng)道當(dāng)量直徑為0.82m，在t=20℃和一個大氣壓條件下，空氣粘滯系數(shù)為4.18×105?？梢愿鶕?jù)風(fēng)道實際情況，計算出沿程損失為1.3倍的送風(fēng)長度。局部壓力損失則根據(jù)每個閥門的平均壓力損失進(jìn)行計算，結(jié)果為9.6Pa。通過計算發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機產(chǎn)生能量在達(dá)到3層后已經(jīng)消耗殆盡，造成風(fēng)道能量損失的主要原因是局部阻力。因此，需要減小風(fēng)道局部阻力系數(shù)，增加風(fēng)道內(nèi)的氣流能量。具體可采用更換閥門、調(diào)整風(fēng)道尺寸、更換排煙風(fēng)機以及增加風(fēng)機等措施解決上述問題。其中調(diào)整風(fēng)道尺寸的拆改量較大，不推薦使用，可以綜合運用其他幾種補救措施。

3.2 對風(fēng)道采取風(fēng)量泄露補救措施

在上述工程中，也存在風(fēng)道風(fēng)量泄露的問題。該工程的結(jié)構(gòu)風(fēng)道主要有混凝土墻和水泥壓力板圍成，在對結(jié)構(gòu)風(fēng)道進(jìn)行檢查時發(fā)現(xiàn)，水泥壓力板和混凝土墻之間的接觸面存在縫隙。由于水泥壓力板強度不足，板上出現(xiàn)了裂紋和小孔等質(zhì)量問題，也會導(dǎo)致風(fēng)道中的風(fēng)量泄露。同時，這些病害問題會增加風(fēng)道表面的粗糙度，從而增加風(fēng)阻，導(dǎo)致氣流能量消耗較快。在補救過程中，需要在土建單位的配合下，對結(jié)構(gòu)風(fēng)道進(jìn)行修正，封堵縫隙，修補裂紋和小孔，提高風(fēng)道結(jié)構(gòu)的嚴(yán)密性。經(jīng)過一次修正后發(fā)現(xiàn)，風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)速雖然有所提升，但是達(dá)到5層后，風(fēng)速仍然下降到了2m/s以下。這主要是受水泥壓力板材料性能的制約，即使修補滯后，其嚴(yán)密性和光滑度仍不夠理想。此外，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，閥門漏風(fēng)嚴(yán)重超出了允許范圍，是導(dǎo)致漏風(fēng)量較大的一個主要原因。針對這種情況，通過聯(lián)系廠家對閥門進(jìn)行處理，使風(fēng)道漏風(fēng)問題得到明顯改善。由此可以得出結(jié)論，風(fēng)道漏風(fēng)是導(dǎo)致氣流能量損失的主要原因，需要通過采取相應(yīng)的補救措施，確保風(fēng)道風(fēng)量能夠滿足設(shè)計要求。

3.3 提高防排煙系統(tǒng)施工技術(shù)水平

總體而言，在高層建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計和施工中，必須不斷提高設(shè)計施工水平，嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范要求，通過提高施工質(zhì)量，確保防排煙系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮。在正式施工前，技術(shù)人員需要對施工圖進(jìn)行審核，并組織開展現(xiàn)場技術(shù)交底工作，確保施工人員對施工圖充分熟悉。應(yīng)重點審查建筑防排煙系統(tǒng)風(fēng)機風(fēng)量設(shè)計的合理性，并將風(fēng)閥設(shè)計在縫口處，防止出現(xiàn)竄風(fēng)現(xiàn)象。風(fēng)機型號也需要滿足設(shè)計要求，并提高風(fēng)機設(shè)備安裝質(zhì)量。此外，在自然排煙系統(tǒng)設(shè)計和施工方面，應(yīng)準(zhǔn)確確定排煙窗位置，對其結(jié)構(gòu)和大小進(jìn)行嚴(yán)格控制。對于需要采用機械排煙措施的部分，必須確保機械設(shè)備及配電系統(tǒng)的安裝質(zhì)量，杜絕出現(xiàn)設(shè)備接線錯誤的情況。在工程驗收過程中，通過及時對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行調(diào)整，可以提高工程最終的施工質(zhì)量。

4 結(jié)束語

綜上所述，高層建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計面臨著多方面影響因素，也容易受到施工技術(shù)水平的影響，導(dǎo)致其無法滿足實際應(yīng)用需求。通過把握好高層建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計和施工的關(guān)鍵點，對容易出現(xiàn)的問題采取有效的補救措施，可以促進(jìn)高層建筑防排煙系統(tǒng)施工質(zhì)量的提升，從而為高層建筑的居住安全性提供保障。

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