新防排煙技術(shù)在物流建筑中的應(yīng)用問(wèn)題探究

曹?chē)?guó)尋，喬榮明

（國(guó)貿(mào)工程設(shè)計(jì)院，北京 100037）

1 引言

隨著我國(guó)物流業(yè)的快速發(fā)展，物流建筑占工業(yè)建筑的比重也越來(lái)越大。所以做好物流建筑的設(shè)計(jì)工作顯得尤為重要。按照新防排煙規(guī)范1.0.2 條對(duì)于有特殊用途或特殊要求的工業(yè)與民用建筑，當(dāng)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有特別規(guī)定的，可從其規(guī)定。物流規(guī)范具有自己獨(dú)立的消防以及排煙章節(jié)，因此進(jìn)行物流建筑設(shè)計(jì)時(shí)，多直接使用物流規(guī)范。但新防排煙規(guī)范是我國(guó)第一個(gè)內(nèi)容全面、體系科學(xué)合理、具有較強(qiáng)可操作性的建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)【1】，因此自新防排煙規(guī)范的實(shí)施以后，物流建筑的設(shè)計(jì)在技術(shù)可行的情況下也應(yīng)盡可能參照?qǐng)?zhí)行。本文通過(guò)比較2 本規(guī)范相關(guān)條文，指出在防煙分區(qū)的劃分、擋煙垂壁的設(shè)置原則、自然排煙窗面積計(jì)算以及自然排煙窗開(kāi)啟方式方面存在諸多矛盾，且物流規(guī)范缺少自然排煙窗有效面積的概念以及設(shè)置機(jī)械排煙時(shí)，建筑面積S＞2 000m2排煙量計(jì)算方法，而新防排煙規(guī)范可以很好地補(bǔ)充這塊空白。本文重點(diǎn)圍繞以上內(nèi)容展開(kāi)闡述，并給出合理的設(shè)計(jì)建議。對(duì)今后物流建筑的防排煙設(shè)計(jì)提供參考。

2 防煙分區(qū)

根據(jù)物流規(guī)范15.7.5 條，當(dāng)物流建筑凈高大于6m 時(shí)，可不劃分防煙分區(qū)。本條是延續(xù)了舊版的GB 50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》9.4.1 條。而新防排煙規(guī)范4.2.4 條對(duì)于空間凈高大于6m，最大允許防煙分區(qū)面積為2 000m2，且單個(gè)防煙分區(qū)長(zhǎng)邊最大允許長(zhǎng)度為60m，具有自然對(duì)流條件時(shí)，不應(yīng)大于75m。當(dāng)空間凈高大于9m 時(shí)，防煙分區(qū)之間可不設(shè)置擋煙設(shè)施。

新防排煙規(guī)范相比物流規(guī)范加強(qiáng)了防煙分區(qū)的劃分【2，3】，物流建筑的特點(diǎn)是均屬于高大空間，空間凈高一般均大于9m。新防排煙規(guī)范強(qiáng)調(diào)對(duì)于高大空間雖然不用設(shè)置擋煙垂壁，但還是需要?jiǎng)澐址罒煼謪^(qū)。筆者認(rèn)為，劃分防煙分區(qū)可以使煙氣的控制范圍得以明確，每個(gè)防煙分區(qū)都需要考慮設(shè)置排煙設(shè)施，以更有利于排煙設(shè)置的均勻性以及合理性。但對(duì)于建筑凈高在6～9m 的物流建筑，如果按新防排煙規(guī)范設(shè)置擋煙垂壁，土建以及施工較為煩瑣，且不經(jīng)濟(jì)。因此，筆者建議物流建筑設(shè)計(jì)層高盡可能大于9m，而對(duì)層高小于或等于9m 的情況，依然可考慮采用物流規(guī)范規(guī)避設(shè)置擋煙垂壁的做法，但在設(shè)置排煙設(shè)置時(shí)應(yīng)考慮設(shè)置的均勻性。

3 自然排煙及機(jī)械排煙

由于自然排煙方式本身從造價(jià)以及安裝成本上就要優(yōu)于機(jī)械排煙，對(duì)于單層或者多層的物流建筑不會(huì)影響排煙效果，因此，物流規(guī)范15.7.2 條以及新防排煙規(guī)范第4.1.1 條均主張優(yōu)先采用自然排煙系統(tǒng)。但對(duì)自然排煙窗面積計(jì)算方法、自然排煙窗開(kāi)啟方式及有效面積確定存在較大差異，下面會(huì)重點(diǎn)說(shuō)明。對(duì)于機(jī)械排煙，在排煙量計(jì)算方面，將說(shuō)明物流規(guī)范欠缺內(nèi)容，以及如何用新防排煙規(guī)范進(jìn)行補(bǔ)充。

3.1 自然排煙窗面積計(jì)算

物流規(guī)范15.7.2 條以開(kāi)啟方式和區(qū)域類型2 個(gè)維度對(duì)開(kāi)窗的面積要求做出規(guī)定。（1）采用自動(dòng)開(kāi)啟方式時(shí)，作業(yè)區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)的排煙面積應(yīng)分別不小于排煙區(qū)建筑面積的2%、4%；（2）采用手動(dòng)開(kāi)啟方式時(shí)，作業(yè)區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)的排煙面積應(yīng)分別不小于排煙區(qū)建筑面積的3%、6%。

對(duì)最小開(kāi)窗面積要求可簡(jiǎn)化為公式（1）：

式中，Ak為所需最小開(kāi)窗面積，m2；a 為系數(shù)（自動(dòng)開(kāi)啟方式作業(yè)區(qū)2%，存儲(chǔ)區(qū)4%；手動(dòng)開(kāi)啟作業(yè)區(qū)3%，存儲(chǔ)區(qū)6%）；A 為排煙區(qū)建筑面積，m2。

從簡(jiǎn)化后的計(jì)算公式可以看出，所需最小開(kāi)窗面積是排煙區(qū)建筑面積的單值函數(shù)。

新防排煙規(guī)范4.6.3 條規(guī)定層高大于6m 工業(yè)建筑的計(jì)算排煙量計(jì)算表（表4.6.3），其中，給出倉(cāng)庫(kù)的排煙量剛好適用于層高大于6m 的物流建筑。通過(guò)計(jì)算表格可以根據(jù)公式（2）計(jì)算出采用自然排煙時(shí)，最小開(kāi)窗面積要求：

式中，Q 為排煙量 m3/h；V 為允許的風(fēng)速，m/s。

將式（1）、式（2）一同求解，可以得到排煙區(qū)建筑面積與排煙量關(guān)系：

實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，當(dāng)實(shí)際排煙區(qū)建筑面積A＞Aj（計(jì)算的排煙區(qū)建筑面積，定義為臨界建筑面積），則說(shuō)明采用物流規(guī)范計(jì)算出的最小開(kāi)窗面積Akw＞Akx（新防排煙規(guī)范計(jì)算出來(lái)的最小開(kāi)窗面積）。相反，當(dāng) A＜Aj時(shí)，則 Akw＜Akx。當(dāng) A=Aj時(shí)，則 Akw=Akx。這個(gè)結(jié)論非常重要，因?yàn)樵诠こ淘O(shè)計(jì)時(shí)，這些必須開(kāi)啟的窗戶均在高處，且不易被人力打開(kāi)，因此常采用電動(dòng)窗。要求的最小開(kāi)窗面積越小，雖不利于排煙，但在規(guī)范允許的條件下即保證安全的條件下，可以減少不必要的開(kāi)窗面積，從而最大限度地控制造價(jià)，使工程項(xiàng)目更加可行合理。因此，通過(guò)上述結(jié)論可以看出，在排煙區(qū)建筑面積一定的情況下，采用物流規(guī)范計(jì)算所需最小開(kāi)窗面積的方法不一定都是合理的。特別是對(duì)于物流建筑這種單層建筑面積較大的倉(cāng)庫(kù)，往往采用新防排煙規(guī)范進(jìn)行計(jì)算更加合理。

通過(guò)圖1 和圖2，筆者根據(jù)不同情況，分別給出臨界建筑面積取值。

根據(jù)圖1、圖2 可以判斷出，在計(jì)算最小開(kāi)窗面積時(shí)采用哪個(gè)規(guī)范更為合理。當(dāng)已知的排煙區(qū)建筑面積在對(duì)應(yīng)條件的曲線上方時(shí)，采用新防排煙規(guī)范計(jì)算所需最小開(kāi)窗面積方法較為合理，反之亦然。因此在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，在不超過(guò)單個(gè)防煙分區(qū)建筑面積要求的同時(shí)，應(yīng)盡可能提高單個(gè)防煙分區(qū)的建筑面積，這樣既可以采用新防排煙規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，又可以經(jīng)濟(jì)有效地利用物流建筑的空間，符合物流建筑的建設(shè)初衷。

圖1 物流建筑無(wú)噴灑臨界建筑面積

圖2 物流建筑有噴灑臨界建筑面積

3.2 自然排煙窗開(kāi)啟方式及有效面積

物流規(guī)范15.7.4 條規(guī)定，高側(cè)窗自然排煙時(shí)，應(yīng)采用下懸外開(kāi)的開(kāi)啟方式，并未給出有效面積概念。但新防排煙規(guī)范4.3.5 條規(guī)定，懸窗均可以作為自然排煙口，并未限制必須使用下懸窗，并給出了具體計(jì)算有效窗面積的方法。在實(shí)際的工程中，下懸窗使用其實(shí)很少見(jiàn)，而且開(kāi)啟狀態(tài)下容易漏雨，不易于兼顧正常通風(fēng)時(shí)使用。因此，筆者認(rèn)為新防排煙規(guī)范給出的內(nèi)容更細(xì)致、更合理，是在原有規(guī)范基礎(chǔ)上的一種優(yōu)化的算法。建議在設(shè)計(jì)物流建筑時(shí)，對(duì)于窗戶的開(kāi)啟方式不一定要限制采用下懸窗，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格計(jì)算有效窗面積作為自然排煙窗面積。

3.3 機(jī)械排煙

物流規(guī)范15.7.6 條規(guī)定，僅給出了建筑面積S≤500m2以及500m2＜S≤2 000m2建筑房間的排煙量計(jì)算方法，對(duì)于S＞2 000m2情況并未說(shuō)明，不夠全面。因此，對(duì)于S＞2 000m2的情況，筆者建議采用新防排煙規(guī)范4.6.3 條及4.6.4 條作為補(bǔ)充較為合適。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合物流規(guī)范以及新防排煙規(guī)范，通過(guò)條文對(duì)比的方式，提出防煙分區(qū)的劃分應(yīng)盡可能參照新防排煙規(guī)范進(jìn)行劃分，物流建筑設(shè)計(jì)高度應(yīng)盡可能大于9m。對(duì)于確有需要設(shè)計(jì)高度在6～9m 的物流建筑，也可使用物流規(guī)范規(guī)避設(shè)置擋煙垂壁的設(shè)計(jì)思路。同時(shí)對(duì)于自然排煙，筆者通過(guò)理論分析提出了臨界建筑面積的概念，通過(guò)臨界建筑面積可以有效判斷采用哪個(gè)規(guī)范計(jì)算最小開(kāi)窗面積能達(dá)到更少、更經(jīng)濟(jì)的效果，并建議在不超過(guò)單個(gè)防煙分區(qū)建筑面積要求的情況下，應(yīng)盡可能地提高單個(gè)防煙分區(qū)的建筑面積的設(shè)計(jì)思路。對(duì)于自然排煙窗開(kāi)啟方式及有效面積的規(guī)定，指出物流規(guī)范的不足，建議在設(shè)計(jì)物流建筑時(shí)，對(duì)于窗戶的開(kāi)啟方式不一定要限制采用下懸窗，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格計(jì)算窗戶的有效面積以作為自然排煙窗面積。對(duì)于機(jī)械排煙時(shí)，建筑面積S＞2 000m2排煙量計(jì)算方法，原物流規(guī)范無(wú)相關(guān)論述，而新防排煙規(guī)范很好地補(bǔ)充這一空白，設(shè)計(jì)時(shí)建議參照新防排煙規(guī)范執(zhí)行。