建筑機(jī)械防排煙設(shè)計(jì)施工疑難點(diǎn)解析

王彥斌

（甘肅省平?jīng)鍪邢谰仍ш?duì)，甘肅 平?jīng)?44000）

1 我國防排煙技術(shù)規(guī)范的發(fā)展歷程

1956 年4 月，自首部由公安部和建筑工程部編制的《工業(yè)企業(yè)和居住區(qū)建筑設(shè)計(jì)暫行防火標(biāo)準(zhǔn)》（102-56）頒布實(shí)施以來，我國先后頒布了8 部建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（標(biāo)準(zhǔn)）。其中，TJ 16—1974《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》首次出現(xiàn)了防排煙的提法，但未進(jìn)行明確性詳細(xì)性的規(guī)定。1982 年，GB J45—1982《高層民用建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》（試行）首次在第七章第一節(jié)出現(xiàn)了對防排煙技術(shù)的具體規(guī)定，這個規(guī)定奠定了我國防排煙技術(shù)的基礎(chǔ)理論。尤其在國家“八·五”科技攻關(guān)期間，四川消防研究所研究專題《高層建筑樓梯間正壓送風(fēng)機(jī)械排煙技術(shù)的研究》為GB J45—1995《高層民用建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》防排煙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供了防排煙技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)庫和理論依據(jù)，其大部分規(guī)定一直沿用到現(xiàn)在。對于單多層建筑防排煙系統(tǒng)性的規(guī)范要求，最早出現(xiàn)于GB 50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》相關(guān)章節(jié)，主要規(guī)定類似于GB J45—1982《高層民用建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》（試行）的相關(guān)規(guī)定。2017 年11 月20 日，GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，經(jīng)住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部以第1741號公告批準(zhǔn)發(fā)布，標(biāo)志著建筑防排煙系統(tǒng)有了專項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對我國防排煙工程具有重要意義。

2 機(jī)械防排煙工程中容易出現(xiàn)的問題與分析

2.1 排煙量與送風(fēng)量的計(jì)算核定問題

建筑結(jié)構(gòu)布局、管道設(shè)置及漏風(fēng)量、送風(fēng)（排煙）口設(shè)置等因素均不同程度決定著火災(zāi)中建筑物機(jī)械送風(fēng)（排煙）效果，但從源頭來講，防排煙系統(tǒng)風(fēng)量設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵最直接的影響因素。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，大部分設(shè)計(jì)人員跳過計(jì)算核定環(huán)節(jié)，直接采用規(guī)范推薦參考取值，未對參考取值的適用條件進(jìn)行核對，未對建筑結(jié)構(gòu)差異性、管道（風(fēng)井）漏風(fēng)量等因素進(jìn)行具體分析，導(dǎo)致風(fēng)量計(jì)算存在先天性缺陷，建筑內(nèi)防排煙最不利區(qū)域送風(fēng)量或排煙量達(dá)不到規(guī)范要求。

如GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第3.4.2 條規(guī)定了樓梯間及前室加壓送風(fēng)量的參考數(shù)值，但其有一定的適用條件：（1）參考數(shù)值按開啟一個高2m 寬1.6m 的雙扇門確定，若采用單扇門，數(shù)值乘以0.75 折算；（2）風(fēng)量按著火層及上下2 層共3 層計(jì)算；（3）樓梯間及前室均只設(shè)置了一趟疏散門；（4）樓梯間疏散門開啟面積與之配套前室疏散門開啟面積基本相當(dāng)；且明確剪刀樓梯間及共用前室不適用該風(fēng)量參考數(shù)值。實(shí)際工程中，面對建筑多樣性與差異性，疏散門的大小、數(shù)量、布置不可能完全等同于設(shè)計(jì)取值的參考條件，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)具體情況具體分析，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行計(jì)算，確保系統(tǒng)所需風(fēng)機(jī)的適配性。

2.2 管道（風(fēng)井）質(zhì)量不高，風(fēng)力損失較大

管道（風(fēng)井）質(zhì)量不高，風(fēng)力損失較大主要存在2 方面的問題：

1）風(fēng)道問題。在GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》未頒布前，GB 50045—1995《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2005 年版）第8.1.5 條規(guī)定，機(jī)械加壓送風(fēng)和機(jī)械排煙管道可以采用金屬風(fēng)道或內(nèi)表面光滑的混凝土等非金屬材料風(fēng)道。實(shí)際施工中，當(dāng)建筑采用混凝土結(jié)構(gòu)風(fēng)道時(shí)，因成本控制、施工隊(duì)素質(zhì)等原因，在混凝土風(fēng)道內(nèi)二次設(shè)置金屬風(fēng)道的做法非常少，在缺失有效監(jiān)管的情況下，又極少對混凝土風(fēng)道內(nèi)壁進(jìn)行光滑處理。由此導(dǎo)致，風(fēng)道內(nèi)壁表面光滑程度難以界定，大量內(nèi)表面不光滑的混凝土風(fēng)道對防排煙系統(tǒng)造成了一定的風(fēng)力損失。

2）風(fēng)管問題。從風(fēng)道引出風(fēng)管后，風(fēng)管質(zhì)量不高造成風(fēng)量的二次損失。風(fēng)管的強(qiáng)度和嚴(yán)密性能是風(fēng)道加工和制作質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，是保證防排煙系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。受施工人員素質(zhì)、施工質(zhì)量、利潤考量等各方面影響，現(xiàn)場施工及驗(yàn)收缺乏管道強(qiáng)度和嚴(yán)密性檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，風(fēng)道漏風(fēng)量超出了規(guī)范允許的漏風(fēng)量，多種因素疊加造成最不利點(diǎn)風(fēng)量無法滿足規(guī)范要求。GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[1]頒布后，對風(fēng)道進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)定，要求機(jī)械防（排）煙系統(tǒng)應(yīng)采用管道送風(fēng)（排煙），且不應(yīng)采用土建風(fēng)道，送風(fēng)（排煙）管道應(yīng)采用不燃材料制作且內(nèi)壁應(yīng)光滑。同時(shí)，也對管道強(qiáng)度和嚴(yán)密性檢驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)性規(guī)定，這一部分是施工及驗(yàn)收的重點(diǎn)。

2.3 防排煙系統(tǒng)消控室遠(yuǎn)程啟動問題

消防控制室聯(lián)動控制器存在多線控制盤和總線控制盤2 種手動控制形式，兩者之間存在一定的區(qū)別。根據(jù)消防聯(lián)動控制器的電路設(shè)計(jì)原理，消防設(shè)施的手動控制功能可以通過聯(lián)動控制器主機(jī)用預(yù)先編好的二次碼編號啟動，實(shí)現(xiàn)手動控制啟停的功能。但這種操作需要煩瑣的菜單操作來實(shí)現(xiàn)，因此，一些聯(lián)動控制器通過設(shè)置總線控制盤（由信號總線連接消防設(shè)施控制模塊來實(shí)現(xiàn)），為啟動和停止總線（控制）設(shè)備提供了一種便捷的操作方式。而多線控制盤，則通過一個點(diǎn)位對應(yīng)一臺設(shè)備，每臺設(shè)備一條控制線路，只要多線聯(lián)動控制盤在通電的情況下，就可以直接驅(qū)動現(xiàn)場被控設(shè)備。根據(jù)GB 50116—2013《火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，多線控制盤則是聯(lián)動控制器的必設(shè)部件。

具體到防排煙系統(tǒng)：GB 50116—2013《火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.5.3 條規(guī)定，防煙系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)的手動控制方式，應(yīng)能在消防控制室內(nèi)的消防聯(lián)動控制器上手動控制送風(fēng)口、電動擋煙垂壁、排煙口、排煙窗、排煙閥的開啟或關(guān)閉及防煙風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備的啟動或停止，防煙、排煙風(fēng)機(jī)的啟動、停止按鈕應(yīng)采用專用線路直接連接至設(shè)置在消防控制室內(nèi)的消防聯(lián)動控制器的手動控制盤，并應(yīng)直接手動控制防煙、排煙風(fēng)機(jī)的啟動、停止[2]。根據(jù)此條規(guī)定，消控室多線控制盤必須設(shè)置防煙、排煙風(fēng)機(jī)的啟動、停止按鈕，而送風(fēng)口、電動擋煙垂壁、排煙口、排煙窗、排煙閥的開啟或關(guān)閉則可通過控制器或總線控制盤實(shí)現(xiàn)手動控制。

2.4 前室正壓送風(fēng)口聯(lián)鎖風(fēng)機(jī)啟動問題

GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第3.3.6條和第5.1.2 條規(guī)定，設(shè)置于前室的常閉式正壓送風(fēng)口開啟時(shí)，加壓風(fēng)機(jī)應(yīng)能自動啟動。在GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》頒布前，部分工程正壓送風(fēng)口手動開啟與送風(fēng)機(jī)之間未實(shí)現(xiàn)聯(lián)動（聯(lián)鎖）功能。查閱以往規(guī)范發(fā)現(xiàn)，在涉及防排煙的規(guī)范（規(guī)定）中確未提及前室正壓送風(fēng)口與送風(fēng)機(jī)之間的聯(lián)動（聯(lián)鎖）關(guān)系，但在設(shè)計(jì)圖集07K103-1《建筑防排煙及暖通空調(diào)防火設(shè)計(jì)》[3]第10 頁“超過32 層高層建筑消防前室的加壓送風(fēng)”中，出現(xiàn)了前室常閉送風(fēng)口與加壓送風(fēng)機(jī)的“聯(lián)鎖”啟動關(guān)系。

聯(lián)動和聯(lián)鎖的區(qū)別，通俗來講，連鎖控制，是由消防系統(tǒng)自身完成的，不需要火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)參與，通過專用線路實(shí)現(xiàn)，與消防聯(lián)動控制器所處狀態(tài)無關(guān)。聯(lián)動控制，需要火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動控制的消防設(shè)備，由消防聯(lián)動控制器通過輸出模塊實(shí)現(xiàn)。因此，在GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》頒布前，前室常閉送風(fēng)口與加壓送風(fēng)機(jī)的聯(lián)鎖啟動關(guān)系應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)，這也是提高防煙系統(tǒng)可靠性的重要保障。

2.5 排煙口形式的設(shè)置問題

GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》未頒布前，主要規(guī)范對排煙口形式的設(shè)置要求有：2005 版《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定排煙口平時(shí)關(guān)閉，并應(yīng)設(shè)置有手動和自動開啟裝置；GB 50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定排煙口或排煙閥平時(shí)為關(guān)閉時(shí)（多了一個“時(shí)”字），應(yīng)設(shè)置手動和自動開啟裝置。通過對比，GB 50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》是允許常開式排煙口存在的，尤其是在圖集07K103-1《建筑防排煙及暖通空調(diào)防火設(shè)計(jì)》第22 頁，內(nèi)走道排煙系統(tǒng)圖中明確出現(xiàn)了常開排煙口的標(biāo)注。

在實(shí)踐中，部分排煙項(xiàng)目中確實(shí)也出現(xiàn)了常開排煙口的做法。對此進(jìn)行分析，若排煙口附近設(shè)置了排煙閥，可滿足手動開啟排煙閥啟動風(fēng)機(jī)的聯(lián)動功能，若排煙閥分布不合理或未安裝排煙閥：（1）無法實(shí)現(xiàn)通過手動開啟排煙閥啟動風(fēng)機(jī)的聯(lián)動效果；（2）在有多個防煙分區(qū)的情況下，非起火區(qū)域的（常開）排煙口對排煙效果產(chǎn)生影響（存在風(fēng)量損失）。

2.6 管道處理問題

2.6.1 管道耐火處理問題

為有效減少火焰及高溫?zé)煔鈱Ψ琅艧熛到y(tǒng)管道的破壞作用，GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第3.3.8 和第4.4.8 條對防排煙系統(tǒng)管道分別進(jìn)行了規(guī)定，其中兩者一致的地方有：水平設(shè)置的管道應(yīng)設(shè)置在吊頂內(nèi)，其耐火極限不應(yīng)低于0.50h；當(dāng)未設(shè)置于吊頂內(nèi)（管道井內(nèi)除外），管道的耐火極限不應(yīng)小于1.00h。而從實(shí)際驗(yàn)收看，驗(yàn)收者或者施工者往往忽視對風(fēng)管的耐火處理，甚至有些施工單位為減少成本，明知而不為之；有些單位僅對場所內(nèi)外露管道進(jìn)行處理，而對管道井、吊頂內(nèi)等隱蔽工程內(nèi)風(fēng)管不進(jìn)行處理，這是應(yīng)當(dāng)在驗(yàn)收過程中重點(diǎn)關(guān)注的情況。

2.6.2 排煙管道隔熱處理問題

火災(zāi)中煙氣存在一定的溫度，通過熱傳遞作用，煙氣中的高溫會傳遞到排煙管道表面，采取有效措施應(yīng)對高溫排煙風(fēng)管引燃周圍可燃物的做法是非常必要的。根據(jù)GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第4.4.9 條之規(guī)定，當(dāng)?shù)蹴攦?nèi)有可燃物時(shí)，吊頂內(nèi)的排煙管道應(yīng)采用不燃材料進(jìn)行隔熱，并應(yīng)與可燃物保持不小于150mm 的距離；這一要求也是施工單位往往忽視的地方。

2.7 機(jī)械防排煙系統(tǒng)風(fēng)量驗(yàn)收問題

防排煙系統(tǒng)的驗(yàn)收方法比較明確，防煙系統(tǒng)通過測定防煙部位與場所走道余壓值和相關(guān)部位疏散門門洞斷面風(fēng)速，核查是否達(dá)到規(guī)范要求；排煙系統(tǒng)通過測定防煙分區(qū)內(nèi)排煙口排煙量，核查是否達(dá)到規(guī)范要求。常見的問題是，在大型建筑驗(yàn)收時(shí)，選擇的測試部位將會對驗(yàn)收結(jié)果產(chǎn)生關(guān)鍵影響。任何一個系統(tǒng)都會存在最不利點(diǎn)（區(qū)域），對最不利點(diǎn)（區(qū)域）的檢查是重要的關(guān)鍵點(diǎn)。在機(jī)械防排煙系統(tǒng)驗(yàn)收中，最不利區(qū)域是驗(yàn)收的重點(diǎn)，只有這樣，得出的結(jié)果才是客觀的；具體來講，防排煙系統(tǒng)驗(yàn)收應(yīng)對距離風(fēng)機(jī)直線距離最遠(yuǎn)處的防排煙設(shè)施進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

3 防排煙技術(shù)未來展望

近年來，隨著消防科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，防排煙技術(shù)理論基礎(chǔ)與實(shí)際應(yīng)用也在不斷得到完善和提高，機(jī)械防煙系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到很大的提升。展望未來，推動防排煙技術(shù)發(fā)展，一方面在于推進(jìn)防排煙設(shè)施發(fā)展，如提升防排煙技術(shù)的智能化水平、探索火災(zāi)中建筑結(jié)構(gòu)智能自塑（以更加有利于防排煙）；同時(shí)，也應(yīng)對煙氣源頭進(jìn)行管控，探索和研究物質(zhì)產(chǎn)煙特性并進(jìn)行改造，通過簡單易行的方式減少產(chǎn)煙量，從根本上解決煙氣問題。