關(guān)于暖通消防設(shè)計(jì)的探討

鐘陽(yáng)

摘要：從暖通設(shè)計(jì)的角度來(lái)講，消防設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)屬暖通設(shè)計(jì)中的最關(guān)鍵要素。暖通消防設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵照現(xiàn)行的建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范和建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。消防設(shè)計(jì)關(guān)乎生命，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)從思想上對(duì)其重視起來(lái)。消防對(duì)于暖通而言，主要包含防煙和排煙兩部分。本文將結(jié)合實(shí)際工程對(duì)防煙及排煙在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中的設(shè)計(jì)方法、計(jì)算進(jìn)行探討，并提出一些個(gè)人看法。

關(guān)鍵詞：防煙設(shè)計(jì);排煙設(shè)計(jì);注意事項(xiàng);計(jì)算

1 引言

在暖通設(shè)計(jì)中，消防設(shè)計(jì)為其中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。筆者多年來(lái)從事設(shè)計(jì)工作，總結(jié)了一些該方面的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及常見(jiàn)問(wèn)題，本文將通過(guò)結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行相關(guān)講解，并希望與同行們進(jìn)行探討。

2 淺析防煙與排煙及其分類

首先，先簡(jiǎn)單說(shuō)明防煙與排煙的區(qū)別。顧名思義，防煙是火災(zāi)發(fā)生時(shí)為了保證該區(qū)域人員安全、阻止煙氣進(jìn)入;排煙是火災(zāi)發(fā)生時(shí)產(chǎn)生大量煙氣，為保證該區(qū)域人員安全將煙氣排出。

防煙分為自然防煙和機(jī)械防煙，自然防煙主要是通過(guò)可開(kāi)啟外窗將室外空氣直接引進(jìn)而實(shí)現(xiàn);機(jī)械防煙是通過(guò)風(fēng)機(jī)將室外空氣強(qiáng)制引進(jìn)而實(shí)現(xiàn)。設(shè)置防煙的區(qū)域主要是：防煙樓梯間及其前室;消防電梯前室或合用前室;避難走道的前室、避難層（間）;不具備自然防煙條件的封閉樓梯間。

排煙分為自然排煙和機(jī)械排煙，自然排煙主要是通過(guò)可開(kāi)啟外窗將室內(nèi)煙氣自然排出而實(shí)現(xiàn);機(jī)械排煙是通過(guò)風(fēng)機(jī)將室內(nèi)煙氣強(qiáng)制排出而實(shí)現(xiàn)。設(shè)置排煙的區(qū)域主要是：設(shè)置在一、二、三層房間面積大于100平米的歌舞游藝放映娛樂(lè)場(chǎng)所，設(shè)置在四層及以上、地下或半地下的歌舞游藝放映娛樂(lè)場(chǎng)所;中庭;公共建筑內(nèi)建筑面積大于100平米且經(jīng)常有人停留的地上房間;公共建筑內(nèi)建筑面積大于300平米且可燃物較多的地上房間;建筑內(nèi)長(zhǎng)度大于20米的疏散走道;地下或半地下建筑（室）、地上建筑內(nèi)的無(wú)窗房間，當(dāng)總建筑面積大于200平米或一個(gè)房間建筑面積大于50平米，且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的房間。

3 防煙與排煙設(shè)計(jì)的一些常見(jiàn)注意事項(xiàng)

（1）應(yīng)優(yōu)先考慮自然防煙方式。

（2）建筑高度超過(guò)50m的公共建筑和超過(guò)100m的住宅需要采用機(jī)械加壓方式，這里需要注意的是，自然防煙方式不可用。

（3）超過(guò)100m的建筑應(yīng)分段獨(dú)立設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。

（4）新建項(xiàng)目樓梯間的加壓送風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)該地上、地下分別獨(dú)立設(shè)置，要盡量避免地上、地下樓梯間合用加壓送風(fēng)系統(tǒng)的情況;前室可以地上、地下合用加壓送風(fēng)系統(tǒng)。

（5）剪刀樓梯要分別獨(dú)立設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)。

（6）加壓送風(fēng)豎井要在土建豎井內(nèi)安裝金屬風(fēng)道（老規(guī)范對(duì)此不做要求）。

（7）設(shè)置防煙系統(tǒng)的樓梯間頂部要設(shè)置不小于1㎡的固定窗或者可開(kāi)啟外窗（老規(guī)范對(duì)此不做要求）。

（8）加壓送風(fēng)機(jī)需要設(shè)置在機(jī)房?jī)?nèi)（老規(guī)范對(duì)此不做要求）。

（9）加壓送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量計(jì)算方法和取值較之前有所不同，即計(jì)算公式不同以及最終取值為計(jì)算值乘以1.2的系數(shù)（老規(guī)范對(duì)此不做要求）。

（10）應(yīng)優(yōu)先考慮自然排煙方式。

（11）同一防煙分區(qū)應(yīng)采用同一種排煙方式。

（12）防煙分區(qū)的劃分需要注意。新規(guī)（GB51251-2017）對(duì)防煙分區(qū)的劃分做了明確的要求，其對(duì)防煙分區(qū)的長(zhǎng)邊做了明確的限制，老規(guī)范沒(méi)有明確要求過(guò)這個(gè)事情。這個(gè)和老規(guī)范有著較大的差別，此處需要特別留意。需要補(bǔ)充說(shuō)明的一點(diǎn)是，此條不適用于車庫(kù)防煙分區(qū)的劃分，車庫(kù)設(shè)計(jì)依舊遵循GB50067相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

（13）擋煙垂壁的設(shè)置要求需要注意。新規(guī)（GB51251-2017）對(duì)擋煙垂壁的設(shè)置高度重新做了要求。采用自然排煙時(shí)，擋煙垂壁的高度不應(yīng)小于空間凈高的20%，采用機(jī)械排煙時(shí)，擋煙垂壁的高度不應(yīng)小于空間凈高的10%。老規(guī)范對(duì)于擋煙垂壁的要求只要大于500mm即可。新規(guī)的要求會(huì)直接影響設(shè)置擋煙垂壁的具體形式，新規(guī)的執(zhí)行對(duì)于原先可以設(shè)置固定擋煙垂壁的一些地方就不再那么適用了，需要考慮采用電動(dòng)擋煙垂壁。這一點(diǎn)上，新、老規(guī)范差別較大，需要特別注意。

（14）清晰高度的問(wèn)題需要注意。新規(guī)提出了清晰高度的定義，并做了相關(guān)規(guī)定。該問(wèn)題最主要的直接影響是自然排煙的設(shè)置要求。老規(guī)范對(duì)于自然排煙的可開(kāi)啟外窗只有面積要求，沒(méi)有具體位置和高度的要求，新規(guī)執(zhí)行以后，不僅對(duì)可開(kāi)啟外窗的面積有要求，還對(duì)其位置、高度有了要求，即對(duì)可開(kāi)啟外窗的有效計(jì)算面積做了要求，只有在清晰高度以上的面積才可視作外窗排煙的有效面積。這對(duì)于暖通和建筑來(lái)說(shuō)都是不小的改變，這直接影響到暖通排煙系統(tǒng)的設(shè)置形式和建筑外窗的設(shè)置形式。在設(shè)計(jì)自然排煙提條件時(shí)，暖通提給建筑的條件不能再按照以前只提面積了，還需要提給建筑清晰高度，并且提醒建筑專業(yè)按照新規(guī)要求核實(shí)外窗用于排煙的有效面積。按照新規(guī)校核自然排煙時(shí)，由于受到清晰高度及建筑立面效果的限制，有些原本采用老規(guī)范可以實(shí)現(xiàn)的自然排煙按照新規(guī)可能就無(wú)法實(shí)現(xiàn)了。此類問(wèn)題需要特別注意。

（15）排煙量的計(jì)算方法和取值以及不同功能區(qū)域的排煙量要求和算法相較老規(guī)范做了巨大調(diào)整，需要特別注意，具體詳見(jiàn)規(guī)范。

（16）排煙補(bǔ)風(fēng)布置相較老規(guī)范有所調(diào)整，主要是對(duì)補(bǔ)風(fēng)口的設(shè)置位置有所限制，新規(guī)要求補(bǔ)風(fēng)口要設(shè)置在儲(chǔ)煙倉(cāng)以下，老規(guī)范對(duì)此是不做要求的。這點(diǎn)差別需要特別留意。

（17）排煙、補(bǔ)風(fēng)豎井要在土建豎井內(nèi)安裝金屬風(fēng)道（老規(guī)范對(duì)此不做要求）。

（18）排煙、補(bǔ)風(fēng)機(jī)需要設(shè)置在機(jī)房?jī)?nèi)（老規(guī)范對(duì)此不做要求）。

（19）計(jì)算結(jié)果乘以1.2作為最后選型風(fēng)量（老規(guī)范對(duì)此不做要求）。

以上所列各項(xiàng)雖未能全面闡述防煙、排煙的全部要求，及由于新、老規(guī)范差異引起的注意事項(xiàng)，但上述所列為防煙、排煙設(shè)計(jì)中常規(guī)且基本的一些需要注意的地方，未詳盡處請(qǐng)參看相關(guān)規(guī)范。

4 工程實(shí)例

結(jié)合上述，引用2個(gè)工程實(shí)例并提出一些看法。

4.1住宅地下合用前室加壓送風(fēng)

工程概況：寧河區(qū)一中片地塊二定向安置經(jīng)濟(jì)適用房項(xiàng)目的9#住宅樓，位于天津市寧河區(qū)。地上17層，地下1層，總建筑面積6374.54平米。

在本工程中，地上、地下樓梯間和地上合用前室均采用自然防煙（自然通風(fēng)），僅地下合用前室沒(méi)有自然通風(fēng)條件，故采用機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。

該合用前室加壓送風(fēng)量計(jì)算采用新規(guī)3.4.5-2，3.4.6，3.4.8中公式進(jìn)行計(jì)算。

合用前室的機(jī)械加壓送風(fēng)量：

這里需要詳細(xì)說(shuō)明一下，本實(shí)例只有地下一層，且僅地下一層的合用前室設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，且合用前室的加壓送風(fēng)采用常閉風(fēng)口，所以設(shè)計(jì)疏散門(mén)開(kāi)啟的樓層數(shù)量取1。特別需要注意的是，規(guī)范里說(shuō)的前室N1取3指的是常規(guī)情況下，地上多層采用機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)或地下多層采用機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)以及地上、地下多層合用機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的情況。對(duì)于地下僅有1層或2層的合用前室、前室，且僅有地下合用前室、前室設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)的情況并不適用。規(guī)范里雖然沒(méi)有具體針對(duì)此種情況給出明確說(shuō)明，但是從實(shí)際去推理和理解可以得出對(duì)于此種情況的結(jié)論：就是此種情況下，N1應(yīng)該根據(jù)實(shí)際設(shè)置樓層數(shù)去取值。

本實(shí)例中，只有地下一層加壓送風(fēng)，故L3=0 （L3為什么等于0，在此對(duì)該情況做如下分析及說(shuō)明：首先，L3叫做未開(kāi)啟的常閉送風(fēng)閥的漏風(fēng)總量，本例中加壓送風(fēng)口只有地下一層設(shè)置且僅有一個(gè)，不存在其他多余的送風(fēng)口，所以也就沒(méi)有未開(kāi)啟常閉送風(fēng)口的漏風(fēng)量;其次，從另一個(gè)角度考慮，N3叫做漏風(fēng)閥門(mén)的數(shù)量，其后又補(bǔ)充說(shuō)前室采用常閉風(fēng)口取N3=樓層數(shù)-3，本例中合用前室加壓送風(fēng)的樓層數(shù)只有1層，按上述所說(shuō)用這個(gè)樓層數(shù)1再減去3得到的是負(fù)數(shù)，這個(gè)結(jié)果顯然是不合理的，并且該情況不存在漏風(fēng)閥門(mén)，所以也就不存在漏風(fēng)量。雖然規(guī)范對(duì)于類似上述情況沒(méi)有給出明確說(shuō)法，但是由上述可以分析出：對(duì)于前室加壓送風(fēng)對(duì)應(yīng)樓層數(shù)小于等于3層的，L3的取值均為0。）

綜上，本例中合用前室的加壓送風(fēng)量Ls=L1=2.82 m?/s（10152m?/h），另外，新規(guī)要求在計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上再乘以1.2倍，故最后取值為10152x1.2=12182 m3/h。

從上述計(jì)算公式和計(jì)算方法可以看出，新、老規(guī)范對(duì)于計(jì)算加壓送風(fēng)風(fēng)量方面存在著巨大的差異，因此對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，特別是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)相對(duì)豐富的老設(shè)計(jì)師而言，做設(shè)計(jì)時(shí)一定要特別注意，千萬(wàn)不要再用老方法處理防煙問(wèn)題。

4.2中庭排煙

工程概況：該工程為雄安高質(zhì)量建設(shè)試驗(yàn)區(qū)（生活）項(xiàng)目的3#綜合展示樓，位于河北省雄安新區(qū)容東片區(qū)。地上兩層，建筑面積852.44㎡，地下一層，建筑面積1384.41㎡。

在本工程中，中庭采用自然排煙，中庭周圍區(qū)域不是回廊而是辦公及展示區(qū)，并且中庭周圍區(qū)域同樣采用自然排煙，中庭地面積64㎡。根據(jù)以上條件，結(jié)合新規(guī)有兩種計(jì)算該中庭排煙量和自然排煙窗面積的方法。

計(jì)算方法一：

該中庭符合新規(guī)（GB51251-2017）4.6.5.1（中庭周圍場(chǎng)所設(shè)有排煙系統(tǒng)時(shí)，中庭采用機(jī)械排煙系統(tǒng)的，中庭排煙量應(yīng)按周圍場(chǎng)所防煙分區(qū)中最大排煙量的2倍數(shù)值計(jì)算，且不小于107000m?/h;中庭采用自然排煙系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)按上述排煙量和自然排煙窗（口）的風(fēng)速不大于0.5m/s計(jì)算有效開(kāi)窗面積）條中所述情況。則該中庭的排煙量為：

計(jì)算方法二：

該中庭符合新規(guī)4.6.5.1條中所述情況。但根據(jù)4.6.5.2的條文解釋（當(dāng)公共建筑中庭周圍場(chǎng)所均設(shè)置自然排煙的，可開(kāi)啟窗的排煙較簡(jiǎn)便，基本可以保證正常，只需考慮中庭自身火災(zāi)的煙量，因此對(duì)這種情況的中庭規(guī)定其排煙量應(yīng)根據(jù)工程條件和使用需要對(duì)應(yīng)表4.6.7中的熱釋放速率按本標(biāo)準(zhǔn)第4.6.7條～第4.6.14條的規(guī)定計(jì)算確定），中庭排煙量需根據(jù)新規(guī)4.6.7～4.6.14條進(jìn)行計(jì)算。

由此可見(jiàn)，上述兩種計(jì)算方法從規(guī)范上來(lái)講都是可行的，但是兩種計(jì)算方法得出的結(jié)果差異很明顯，這就會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果和最后施工成果的截然不同。本項(xiàng)目采用第二種計(jì)算結(jié)果。這里筆者想表達(dá)的觀點(diǎn)是，作為設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的圖紙不僅要滿足規(guī)范還要考慮設(shè)計(jì)的優(yōu)化性，在滿足規(guī)范的前提下盡可能的使設(shè)計(jì)成果達(dá)到最優(yōu)。這樣也可以為工程節(jié)省造價(jià)，減少不必要的浪費(fèi)。當(dāng)然，設(shè)計(jì)想做到最優(yōu)并不容易，這離不開(kāi)對(duì)規(guī)范的全面學(xué)習(xí)和理解。筆者認(rèn)為作為設(shè)計(jì)不管是否能做到最優(yōu)，但腦子里要有這樣的意識(shí)。

回過(guò)頭來(lái)，我們?cè)倏匆幌吕弦?guī)范關(guān)于中庭排煙的規(guī)定，中庭采用自然排煙時(shí)，自然排煙開(kāi)口的有效面積≥地面面積的5%，該項(xiàng)目中庭地面積為64㎡，由此可以得出自然排煙開(kāi)口有效面積為：64x5%=3.2㎡。

由上述結(jié)果可以看出，對(duì)于中庭自然排煙，新、老規(guī)范不管從計(jì)算方法還是計(jì)算結(jié)果來(lái)看都存在巨大差異。故設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述內(nèi)容可以了解到，防煙、排煙設(shè)計(jì)對(duì)于暖通專業(yè)至關(guān)重要。由于新規(guī)（GB51251-2017）的實(shí)施，再加上新、老規(guī)范對(duì)于防煙、排煙的設(shè)計(jì)和要求上存在的巨大差異，暖通設(shè)計(jì)師要對(duì)此引起足夠的重視。特別是對(duì)于經(jīng)驗(yàn)相對(duì)豐富的老設(shè)計(jì)師，面對(duì)新項(xiàng)目時(shí)切忌再采用老思路、老方法去考慮和處理防、排煙問(wèn)題。

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