超高層建筑防排煙系統(tǒng)常見問題分析

肖建文

（湖南湘江新區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，湖南 長沙 410000）

科學(xué)的防排煙系統(tǒng)既能做到火前防控，又能協(xié)助火情撲救。根據(jù)調(diào)查顯示，管理人員對防排煙工作的重視程度以及設(shè)計人員的專業(yè)能力是影響防排煙系統(tǒng)科學(xué)性以及有效性的重要因素。國內(nèi)外發(fā)生的重大火情表明，在火災(zāi)發(fā)生時，煙氣是造成人員傷亡的最重要的因素，因此，對超高層建筑物的防排煙系統(tǒng)的設(shè)計與完善一直是人們的關(guān)注點，需要對如何提高超高層建筑物防排煙系統(tǒng)的科學(xué)性進(jìn)行探究。

1 儲煙倉厚度和最小清晰高度

當(dāng)火情發(fā)生時，為了快速將建筑物室內(nèi)的煙氣排到室外，會使用兩種排煙系統(tǒng)，分別為自然排煙系統(tǒng)與機械排煙系統(tǒng)，這兩者所需要的動力不同，系統(tǒng)設(shè)計也存在一定的區(qū)別。值得注意的是，當(dāng)前儲煙倉高度和最小清晰高度依然是衡量我國防排煙系統(tǒng)的主要因素。其中儲煙倉高度對排煙口的面積和數(shù)量發(fā)有著重要的影響；而最小清晰高度則主要是為了保證室內(nèi)人員安全撤離以及施救人員可以迅速控制火情的最低標(biāo)準(zhǔn)，無論是自然排煙還是機械排煙的系統(tǒng)設(shè)計，都必須達(dá)到這個指標(biāo)?！督ㄖ罒熍艧熛到y(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251-2017）指出，為了保證人員的生命安全，室內(nèi)空間的高度以及走道的空間高度不作硬性要求外，其他區(qū)域的凈高度應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格高于3m，且保證室內(nèi)的排煙口都要設(shè)置在儲煙倉的內(nèi)部。尤其當(dāng)使用機械排煙系統(tǒng)時，更應(yīng)當(dāng)注重儲煙倉的內(nèi)壁厚度，保證排煙口的數(shù)量不會受到影響。經(jīng)研究表明，室內(nèi)高度、儲煙倉的厚度以及最小清晰度應(yīng)當(dāng)滿足以下關(guān)系：

式中，Hq表示最小清晰高度；d表示儲煙倉的厚度；H為室內(nèi)的凈高度。

2 地下樓梯間的防煙系統(tǒng)設(shè)計

地下樓梯間由于采光條件差且沒有較好的通風(fēng)口，是容易出現(xiàn)火情的重要區(qū)域，加強地下樓梯間排煙系統(tǒng)的科學(xué)性是防煙的重點?！督ㄖ罒熍艧熛到y(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251-2017）第3.1.4條指出，建筑地下部分的防煙樓梯間前室及消防電梯前室，當(dāng)無自然通風(fēng)條件或自然通風(fēng)不符合要求書，應(yīng)安裝機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，以保證地下安全性，除非以下三個條件同時滿足：（1）地下的封閉樓梯間與地上的樓梯間保持相互獨立的關(guān)系；（2）地下僅有一層； （3）首層應(yīng)設(shè)置有效面積不小于1.2m2的可開啟外窗或直通室外的疏散門?！督ㄖ罒熍艧熛到y(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的3.1.1條及3.1.4條的前半部分指出除必須設(shè)置機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的區(qū)域外（《建筑防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251-2017）3.1.2條），其他區(qū)域推薦采用自然通風(fēng)，地下樓梯間、地下建筑室自然適應(yīng)。

3 內(nèi)走道排煙系統(tǒng)設(shè)計

3.1 管路及附件實際施工

豎向排煙是為了提高走道凈高的傳統(tǒng)方式，這是因為煙氣的走向特點符合煙囪效應(yīng)，可以達(dá)到快速排煙的目的，其具體實施細(xì)則為在每層建筑的走道側(cè)墻上安裝排煙口，并定期檢查電動排煙口的設(shè)備情況，詳細(xì)見圖1。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，人們認(rèn)為需要將280度排煙防火閥引入內(nèi)走道排煙系統(tǒng)中，進(jìn)一步保證排煙效率以及設(shè)備的整體美觀性，《建筑防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251-2017）的出臺將假設(shè)防火閥作為設(shè)計排煙口的硬性條件并且得到了快速的普及，具體見圖2。但是,圖2設(shè)計的方案存在一定的缺點，那就是可能會對現(xiàn)場施工造成較大的阻力，因此，筆者建議在圖2的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的修改，即可以促進(jìn)現(xiàn)場施工的效率，又有利于后期檢查與維護(hù)。

圖1 傳統(tǒng)的防火規(guī)范做法

圖2 《建筑防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的做法

3.2 排煙窗（口）設(shè)置

盡管內(nèi)走道不必遵守將排煙口設(shè)置在儲煙倉內(nèi)部的硬性條件，但其排煙系統(tǒng)的設(shè)置以及優(yōu)化仍是保證快速疏散的重要內(nèi)容。在實際的操作中，因為超高層建筑物的高度限制，在安排排煙口時會產(chǎn)生一定的難度，無法保證將所有的排煙口都設(shè)置于儲煙倉的內(nèi)部，而且走道內(nèi)也是各種管線集中的地方，也會增加排煙難度?！督ㄖ罒熍艧熛到y(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251-2017）第4.3.3條規(guī)定：自然排煙窗（口）應(yīng)設(shè)置在排煙區(qū)域的頂部或外墻，當(dāng)設(shè)置在外墻上時，自然排煙窗（口）應(yīng)在儲煙倉以內(nèi)，但走道、室內(nèi)空間凈高不大于3m的區(qū)域的自然排煙窗（口）可設(shè)置在室內(nèi)凈高度的1/2以上；第4.4.12條規(guī)定：機械排煙系統(tǒng)的排煙口應(yīng)設(shè)在儲煙倉內(nèi)，但走道、室內(nèi)空間凈高不大于3m的區(qū)域，其排煙口可設(shè)置在其凈空高度的1/2以上，當(dāng)設(shè)置在側(cè)墻時，吊頂與其最近邊緣的距離不應(yīng)大于0.5m。在內(nèi)道設(shè)置的排煙口其高度應(yīng)當(dāng)設(shè)置為內(nèi)道凈高度的1/2及以上，但是不用嚴(yán)格執(zhí)行最小清晰度的要求，保證儲煙倉的內(nèi)壁厚度滿足以下要求：（1）厚度應(yīng)與最小清晰高度有一定的重合部分：（2）出煙口應(yīng)與擋煙垂壁有機統(tǒng)一，保證吸入大量的室外空氣，從而有效地提升排煙量；（3）排煙口的位置應(yīng)當(dāng)?shù)陀趦焸}，滿足《建筑防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251-2017）的（4）4.12第七款規(guī)定，對每個排煙量進(jìn)行核查與檢驗，這就要求在實際的設(shè)計過程中，要使排煙口與頂棚保持適宜的距離。

圖3 改進(jìn)后的做法

4 豎向土建風(fēng)道內(nèi)的防排煙風(fēng)管安裝

根據(jù)工程經(jīng)驗，由混凝土制作的風(fēng)道，風(fēng)量延程損耗較大易導(dǎo)致機械防排煙系統(tǒng)失效且在工程實踐中，風(fēng)道的光滑度對系統(tǒng)的有效性起到了關(guān)鍵性作用，所以《建筑防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251-2017）第3.3.7條與4.4.7條規(guī)定，機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)、機械排煙系統(tǒng)應(yīng)采用管道送風(fēng)，兩者均不應(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)壁光滑。同時，也對管道強度和嚴(yán)密性檢驗進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。豎向土建風(fēng)道內(nèi)的防排煙風(fēng)管的安裝，為避免無法控制好井道內(nèi)風(fēng)管與墻體之間距離的問題，進(jìn)而影響施工的正常緊張，筆者認(rèn)為，可以通過以下措施來優(yōu)化土建風(fēng)道管設(shè)計：（1）在充分考慮風(fēng)管的安裝條件的基礎(chǔ)上設(shè)定風(fēng)道管留洞的洞口截面面積，且適當(dāng)增加排煙管的厚度。（2）為了保證風(fēng)管安裝的質(zhì)量以及安裝便捷性，高效性最大合理使用建筑空間。豎向土建風(fēng)道風(fēng)管安裝的施工工序應(yīng)按照：①鋼筋混凝土墻體內(nèi)防火不燃材料的使用；②金屬風(fēng)管的搭建；③進(jìn)行檢查；④后砌筑墻。值得注意的是，將金屬風(fēng)管嵌入豎井土建風(fēng)道需要精細(xì)地計算風(fēng)道的尺寸，這樣才有利于后砌筑墻的實施。最后，建筑排煙設(shè)計師應(yīng)對設(shè)置專業(yè)風(fēng)管的墻體進(jìn)行標(biāo)注，以備后期的檢查與裝備的升級。設(shè)計圖集《防排煙機暖通防火設(shè)計審查與安裝》（20K607）P87—P92進(jìn)行了詳細(xì)說明，可參照執(zhí)行。

5 結(jié)語

總而言之，保證建筑防煙和在緊急時刻迅速排煙是建筑設(shè)計重點關(guān)注的內(nèi)容，筆者結(jié)合自身的工程實際狀況，對超高層建筑中防煙系統(tǒng)的完善提出了一些自己的觀點以及建議，但是，如何將消防技術(shù)規(guī)范以及建筑功能的有效拓展融入防煙設(shè)計，仍需要設(shè)計人員深入的探究，以期做出更具有安全性、系統(tǒng)性、科學(xué)性的設(shè)計作品，不斷推進(jìn)建筑防排煙系統(tǒng)的完善。