高層建筑防排煙系統(tǒng)的常見問題

陳操

摘要：防排煙系統(tǒng)作為高層建筑中必不可少的消防安全設(shè)施，其在保障建筑消防安全方面起到了不可忽視的作用和價值。建筑防排煙系統(tǒng)的種類大致上可劃分為自然排煙系統(tǒng)、機(jī)械排煙系統(tǒng)和機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)三大類型，這三種類型的防排煙系統(tǒng)適用于不同用途、規(guī)格和性質(zhì)的高層建筑物中。為減少防排煙系統(tǒng)在設(shè)計、施工過程中所出現(xiàn)的問題，文章針對三大防排煙系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析其存在的常見問題，以期為相關(guān)工作者帶來一定的參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑;防排煙系統(tǒng);常見問題

近年來，伴隨著國家對于建筑消防安全的管理整治力度不斷提升，越來越多的建筑消防隱患開始被人們所熟知。作為高層建筑的常規(guī)消防安全設(shè)施之一，防排煙系統(tǒng)的主要功效在于排除煙氣并防止煙氣進(jìn)入安全疏散通道，以便于在發(fā)生火災(zāi)時為建筑居民提供安全可靠的疏散環(huán)境，同時也便于消防救援隊伍可以有效開展滅火救援工作，從而達(dá)到減少傷亡、降低損失的目的。而在實際當(dāng)中，由于設(shè)計不當(dāng)、施工不合理、驗收管理不足等因素所引發(fā)的防排煙系統(tǒng)問題并不少見，故加強(qiáng)對高層建筑防排煙系統(tǒng)常見問題的研究和分析，對于進(jìn)一步加強(qiáng)消防安全建設(shè)有著一定的現(xiàn)實意義。

一、防排煙系統(tǒng)類型

自然排煙系統(tǒng)、機(jī)械排煙系統(tǒng)和機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)是目前高層建筑中主流的三種系統(tǒng)。自然排煙系統(tǒng)是充分利用煙氣流動的特征，依靠合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和內(nèi)部布局，加快煙氣在建筑內(nèi)部的排散。自然排煙系統(tǒng)屬于最簡單的物理排煙結(jié)構(gòu)，其具有結(jié)構(gòu)簡單、無需電源和專用設(shè)備的特征。機(jī)械排煙系統(tǒng)則是依靠特定的機(jī)械設(shè)備組來完成排煙工作，其主要包括防火閥、排煙口、排煙管道、抽風(fēng)機(jī)等設(shè)備，工作原理是利用抽風(fēng)機(jī)將建筑內(nèi)部的煙氣排出至建筑外部，避免煙氣擴(kuò)散至居民生活區(qū)域及安全疏散區(qū)域。機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)本質(zhì)上屬于強(qiáng)制性的防排煙措施，其能夠在建筑電梯間、樓梯間前保持一定正壓，避免煙氣侵入，形成無煙區(qū)，從而營造一個小范圍的無煙空間[1]。

二、自然排煙系統(tǒng)的常見問題

自然排煙系統(tǒng)作為最簡單的排煙系統(tǒng)，其在實際中擁有著廣泛的應(yīng)用空間。根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2014顯示，除了單層主體建筑高度超過24m的體育館、會堂、劇院等公共建筑以及高層建筑中的人民防空地下室，建筑防煙樓梯、電梯間前室均適合使用自然排煙方式[2]。

（一）自然排煙窗的位置選擇

從自然排煙系統(tǒng)的原理角度來看，排煙窗的位置設(shè)置將直接影響實際的排煙效果。僅考慮自然排煙效果，排煙窗應(yīng)當(dāng)盡量設(shè)置在外墻上部，并保持開啟狀態(tài)，具體的設(shè)置數(shù)量則應(yīng)當(dāng)依據(jù)建筑室內(nèi)面積而決定。而在實際當(dāng)中，考慮到建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計因素的影響，大部分的自然排煙窗設(shè)置在了外墻下部，其具體樓層頂板之間存在一定的距離，這顯然會影響到自然排煙的實際效果和效率。

（二）開窗面積的問題

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中針對自然排煙窗的具體開窗面積有著明確的要求和規(guī)定，而在實際當(dāng)中卻普遍存在未按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置開窗面積的情況，甚至?xí)嬖趯⒐潭ù懊娣e計算為自然排煙窗面積的情況，最終導(dǎo)致高層建筑的實際自然排煙窗開窗面積無法達(dá)到《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的要求，并影響到實際的排煙效果。

（三）排煙窗結(jié)構(gòu)不合理

在部分高層建筑當(dāng)中，排煙窗會以不可開啟的固定窗形式而存在，且此類排煙窗同樣會被計算到排煙窗面積之內(nèi)。也有部分建筑會將排煙窗上部做成固定窗，下部可移動，這種設(shè)計不會影響到排煙效果，但在實際中，往往會在火災(zāi)中起到反作用，即下部排煙窗持續(xù)向建筑內(nèi)部輸送新鮮空氣，從而導(dǎo)致火勢加劇。此外，部分建筑中存在著排煙窗與防煙分區(qū)距離過遠(yuǎn)的情況，這種情況常見于走廊當(dāng)中。當(dāng)存在這種情況時，即便是排煙窗的數(shù)量和開窗面積滿足了建筑需求，但實際的排煙效果并不理想，無法有效排出走廊內(nèi)部的煙氣。

三、機(jī)械排煙系統(tǒng)的常見問題

（一）排煙口位置設(shè)置不當(dāng)

排煙口位置設(shè)置不當(dāng)主要體現(xiàn)在兩個方面：一是排煙口的高度不足。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生之后，煙氣溫度相對較高，會大量集中在頂棚處，而排煙口必須設(shè)置在外墻上部才能保證煙氣可以有效排出。二是布局不合理。排煙口數(shù)量和防煙分區(qū)的面積比重設(shè)置不合理，一旦防煙分區(qū)的面積過大，會導(dǎo)致單個排煙口的排煙流量過大，這種情況下會進(jìn)一步導(dǎo)致煙層下部清潔空氣被排出。

（二）排煙閥安裝位置不當(dāng)

部分設(shè)計及施工人員對于排煙閥的認(rèn)識存在一定的誤區(qū)，認(rèn)為排煙閥與送風(fēng)閥之間沒有較大的差異。在這種錯誤認(rèn)識的影響之下，局部排煙系統(tǒng)的設(shè)計和施工不夠合理，導(dǎo)致排煙風(fēng)機(jī)沒有直接設(shè)置在防煙分區(qū)內(nèi)部。設(shè)計人員認(rèn)為排煙風(fēng)機(jī)會直接將室內(nèi)的煙氣排出，沒有考慮到煙氣的排出可能會進(jìn)一步引發(fā)煙火蔓延的問題。而根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的基本要求，排煙閥的設(shè)計和安裝均具有明確的要求，其理論上需要設(shè)置在頂棚或者靠近頂棚的墻面，且與附近安全出口、安全通道的最小水平距離不得超過1.5m，距離最近可燃物的距離不得小于1m。

（三）機(jī)械防排煙設(shè)施的設(shè)置問題

對于帶有裙房的高層建筑而言，裙房以上部分可以采取自然排煙方式，若裙房走廊不具備自然排煙的條件時，則應(yīng)當(dāng)按照要求設(shè)置機(jī)械防排煙設(shè)施。若高層建筑內(nèi)部存在超過20m的內(nèi)部走廊時，則應(yīng)當(dāng)在走廊兩側(cè)設(shè)置自然排煙窗，若開窗面積無法達(dá)到防排煙的基本要求，則需要額外設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施。在實際當(dāng)中，裙房以及20m以上內(nèi)部走廊未設(shè)置機(jī)械防排煙設(shè)施的情況并不少見，這種情況下若僅僅依靠自然排煙系統(tǒng)，自然無法滿足建筑內(nèi)部的防排煙需求[3]。

四、機(jī)械加壓防排煙系統(tǒng)的常見問題

（一）漏風(fēng)系數(shù)的取值問題

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中針對風(fēng)道漏風(fēng)系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)要求相對較為籠統(tǒng)，并未明確加壓送風(fēng)機(jī)風(fēng)量的具體標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致實際設(shè)計過程中影響到了設(shè)計人員的判斷，多數(shù)設(shè)計人員認(rèn)為風(fēng)機(jī)送風(fēng)量越大，越能夠滿足防排煙需求。因此，在設(shè)計風(fēng)量時，設(shè)計人員往往會過度追求計算值或者規(guī)范規(guī)定值，將送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量設(shè)置為較大的參數(shù)，這無疑影響到了前室和樓梯間門的正常開啟，一旦風(fēng)機(jī)滿荷載運行，將直接影響到建筑內(nèi)部居民是否能夠順利逃生。此外，在排煙風(fēng)機(jī)的風(fēng)量確定上也存在一定的不合理之處，部分設(shè)計人員在設(shè)計排煙風(fēng)機(jī)風(fēng)量時沒有充分考慮到漏風(fēng)系數(shù)因素，甚至?xí)谖纯紤]漏風(fēng)系數(shù)的情況下配備排煙風(fēng)機(jī)，會導(dǎo)致排煙部位的排煙量無法得到保障。針對漏風(fēng)系數(shù)的取值問題，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)充分考慮控制時間和控制煙氣層高度來對排煙量進(jìn)行確定，并進(jìn)一步選擇漏風(fēng)系數(shù)，確定排煙風(fēng)機(jī)的參數(shù)設(shè)置，在保證實際排煙效果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步追求經(jīng)濟(jì)性和實用性[4]。

（二）送風(fēng)口設(shè)置不合理

在機(jī)械加壓防排煙系統(tǒng)的設(shè)計過程中，部分豎向防排煙系統(tǒng)的送風(fēng)口一般會設(shè)置成百葉窗式的常開風(fēng)口，各個送風(fēng)口的大小和尺寸基本相似。各個送風(fēng)口在風(fēng)量和風(fēng)速方面存在一定的偏差，這主要是因為各個送風(fēng)口與風(fēng)機(jī)之間存在不同的距離差異，距離風(fēng)機(jī)較近的送風(fēng)口往往風(fēng)量大、風(fēng)速快，排煙效果好，而距離風(fēng)機(jī)較遠(yuǎn)的送風(fēng)口效果則恰恰相反，甚至末端送風(fēng)口基本不具備排煙的功效。《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中針對排煙風(fēng)機(jī)的風(fēng)量作出了詳細(xì)規(guī)定，當(dāng)排煙風(fēng)機(jī)擔(dān)負(fù)一個防煙分區(qū)排煙時，應(yīng)按每平方米面積不小于60m3/h計算，擔(dān)負(fù)2個及以上的防煙分區(qū)排煙時，應(yīng)按最大防煙分區(qū)面積每平方米不小于120m3/h計算。需要注意的是，《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中所指的風(fēng)量是排煙風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)量，并非指的是防煙分區(qū)的風(fēng)量。而在實際當(dāng)中，具體的風(fēng)量計算標(biāo)準(zhǔn)以及防煙分區(qū)支管和排煙口的計算是按照哪一項指標(biāo)進(jìn)行計算也存在一定的爭議。所以在火災(zāi)發(fā)生后，若僅僅開啟防煙分區(qū)排煙閥，并連鎖啟動排煙風(fēng)機(jī)時，該區(qū)域的支管和排煙口將迅速超過標(biāo)準(zhǔn)范圍。故在設(shè)計的過程中，按照120m3/h的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計的情況不少見，而這種設(shè)計方式則會在潛移默化的過程中將防煙分區(qū)的排風(fēng)量擴(kuò)大一倍，致使各個防煙分區(qū)風(fēng)管、風(fēng)口配置偏大[5]。

（三）排煙風(fēng)機(jī)的電動控制問題

排煙風(fēng)機(jī)電動控制主要存在的問題包括以下兩個方面：一是聯(lián)動控制設(shè)置不合理。從高層建筑排煙系統(tǒng)的設(shè)置現(xiàn)狀來看，部分技術(shù)人員會將排煙防火閥的自動關(guān)閉系統(tǒng)與排煙風(fēng)機(jī)并聯(lián)在一起，這也意味著當(dāng)排煙防火閥關(guān)閉之后，排煙風(fēng)機(jī)也會同步關(guān)閉，導(dǎo)致排煙風(fēng)機(jī)停運過早，沒有完全將室內(nèi)的煙氣徹底排出室外。二是沒有設(shè)置多線制控制方式。在火災(zāi)發(fā)生的初期階段，排煙風(fēng)機(jī)的可靠運行將直接影響到室內(nèi)煙氣的排出效果，這無論是對前期的居民撤離還是對后期的滅火救援均有著直接的影響。在安裝排煙風(fēng)機(jī)的過程中，總線制聯(lián)動排煙機(jī)的情況最為常見，這種控制方式存在一定的技術(shù)弊端，即過度依靠系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一旦火災(zāi)自動報警系統(tǒng)出現(xiàn)故障之后，排煙風(fēng)機(jī)將無法繼續(xù)投入正常使用。

（四）排煙風(fēng)機(jī)配電不符合規(guī)范

目前，部分排煙風(fēng)機(jī)的配電仍存在無法滿足建筑物負(fù)荷級別的問題。個別排煙風(fēng)機(jī)沒有與消防電源相連接，而是直接與建筑樓層明配電箱相連接，甚至有的采取了單回路配電線路、沒有設(shè)置末端電源自動切換裝置。此外，配電線路的敷設(shè)不達(dá)標(biāo)也是一種常態(tài)化的現(xiàn)象，如配電線路穿過PVC塑料管、穿過金屬管時未涂刷防火涂料等，都可能導(dǎo)致配電線路的防火性能無法達(dá)標(biāo)，并且在火災(zāi)發(fā)生后，可能會因為配電線路被燒毀而導(dǎo)致排煙風(fēng)機(jī)停止運行。

五、結(jié)語

綜上所述，防排煙系統(tǒng)是保障高層建筑消防安全的關(guān)鍵系統(tǒng)。文章對各個類型排煙風(fēng)機(jī)在設(shè)計階段中的常見問題進(jìn)行了分析，同時也針對部分問題提出了個人見解和認(rèn)識，以期為同類工程研究帶來一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]李仕龍.試析高層建筑防排煙系統(tǒng)的常見問題[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2012（05）：128-130+134.

[2]范恩強(qiáng)，張自軍.淺析高層建筑防排煙系統(tǒng)常見問題及對策[J].安防科技，2006（02）：9-11.

[3]徐棟.高層民用建筑防排煙系統(tǒng)問題淺析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（01）：1-3.

[4]孫梅，張俊.淺析高層民用建筑中防排煙系統(tǒng)存在的問題及解決對策[J].科技致富向?qū)В?013（20）：285.

[5]許雙霜.高層建筑防排煙系統(tǒng)常見問題及對策[J].商品與質(zhì)量，2018（44）：204.