高層建筑暖通空調(diào)防排煙施工設(shè)計技術(shù)分析

孫 梅，秦 睿

［陜西省建筑設(shè)計研究院（集團）有限公司，陜西 西安 710003］

0 引言

防排煙施工是暖通空調(diào)系統(tǒng)工程中十分重要的環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量對整個建筑物的安全性具有非常大的影響。現(xiàn)階段，暖通空調(diào)防排煙施工作業(yè)中還存在著一定的問題，比如設(shè)計質(zhì)量問題、防火閥、排煙防火閥及排煙閥概念不清、耐火極限問題、防排煙機問題等，需要通過科學(xué)的施工技術(shù)來進行解決，進而保證防排煙施工品質(zhì)得以提升。因此，更加應(yīng)該對防排煙施工技術(shù)加以分析，從而確保高層建筑的安全。

1 暖通空調(diào)防排煙概述

防排煙施工是暖通空調(diào)系統(tǒng)安裝中十分重要的環(huán)節(jié)，應(yīng)該做好前期的設(shè)計工作，將防排煙板塊進行規(guī)劃。排煙系統(tǒng)能夠?qū)⒏邔咏ㄖ谐霈F(xiàn)的煙氣及時排放到外部，避免煙氣對人體健康帶來傷害?？梢杂行Ы档透邔咏ㄖ飪?nèi)部的含煙量，從而大幅度削減火災(zāi)中煙氣對人體的危害。在高層建筑出現(xiàn)火災(zāi)問題后，可以立刻啟動防排煙系統(tǒng)，對建筑物內(nèi)部的煙霧進行有效排風(fēng)，為身處火災(zāi)中的用戶爭取更多生存的機會，能夠迅速逃離火災(zāi)現(xiàn)場。建筑物內(nèi)部的煙霧減少，就不會發(fā)生吸入煙霧而窒息的問題。更加不會影響人們的逃生視線，加快逃生速度。設(shè)計人員在進行防排煙系統(tǒng)的設(shè)計工作中，應(yīng)該考慮系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計工作，要求達到一定的標(biāo)準(zhǔn)后，才能夠及時排出煙霧，同時排煙風(fēng)口設(shè)置應(yīng)于人員疏散方向相反，以免煙霧影響人員逃生[1]。

2 高層建筑暖通空調(diào)排煙形式

2.1 自然排煙

自然排煙是高層建筑中防排煙的一種常見的方式，當(dāng)高層建筑物內(nèi)部出現(xiàn)火災(zāi)時，不依托機械外力排出煙霧，而是根據(jù)高層建筑內(nèi)部存在的壓力差和風(fēng)力的作用來進行煙霧的排放，降低室內(nèi)煙霧濃度，此種方式被稱為自然排煙。該方法需要設(shè)計人員在建筑物中設(shè)置排煙口和補風(fēng)口，也可以利用建筑物靠外墻設(shè)置一定數(shù)量的窗戶，解決煙霧排放的問題。傳統(tǒng)建筑物會通過排煙豎井的方式來進行煙霧的排放，實現(xiàn)內(nèi)部空氣的清潔，讓用戶避免被煙氣所傷害。但是因為表里溫差的原因，導(dǎo)致出現(xiàn)煙囪效應(yīng)，雖然能夠起到排煙的作用，減緩火勢的蔓延，但是該種方式缺乏人工方面的干預(yù)，正常情況下排煙效果不是很好[2]。

2.2 機械排煙

機械排煙是高層建筑中防排煙的一種普遍方式，該方式會在建筑物的內(nèi)部安裝一定數(shù)量的排煙設(shè)施。若是高層建筑內(nèi)部出現(xiàn)火災(zāi)，消防控制系統(tǒng)會自動啟動排煙設(shè)施，當(dāng)排煙系統(tǒng)接受到命令后，可以將建筑物內(nèi)部的煙氣排放到室外，同時室外新鮮空氣會通過機械或自然方式補充進室內(nèi)。機械排煙方式的使用，能夠通過內(nèi)部的壓力下降而形成一定的氣壓差，可以快速將建筑物內(nèi)部的煙氣向外排處。此種排煙方式對一些比較小型的火災(zāi)來說具有非常大的作用，但若是火勢比較大，無法實現(xiàn)快速排煙，也無法阻止煙霧的彌漫。那么可以在排煙設(shè)施的周邊設(shè)置防火閥，需要對建筑物內(nèi)部的溫度進行檢測，若是溫度超過一定設(shè)定數(shù)值，會自動進行排煙設(shè)施的封閉，同時能夠?qū)崿F(xiàn)煙霧的排出。但是防火閥的設(shè)置會增加成本的投入，從經(jīng)濟方面進行考量，很多施工單位不會選擇使用防火閥?？梢酝ㄟ^排煙機來進行排煙操作，同時在排煙機的設(shè)置時，設(shè)置補風(fēng)機，進一步加強排煙的效果，可以提高排煙的速度。但是全部通風(fēng)排煙方式會將外部的空氣注入其中，增加高層建筑內(nèi)部的氧氣，反倒不利于滅火。為此，補風(fēng)機風(fēng)量設(shè)計要求不能大于排煙風(fēng)機風(fēng)量的80%，不小于排煙風(fēng)機風(fēng)量的50%。自然排煙方式更加適用于室內(nèi)沒有火源的情況下的使用。

3 暖通空調(diào)防排煙施工存在的問題

3.1 設(shè)計質(zhì)量問題

對于現(xiàn)階段的暖通空調(diào)防排煙施工作業(yè)來說，存在設(shè)計方面的質(zhì)量問題。設(shè)計人員在日常的設(shè)計工作中，能夠根據(jù)實際情況進行全面分析，并且設(shè)計防排煙系統(tǒng)。一般來說，高層建筑內(nèi)部的封閉樓梯間需要每五層來開啟外窗，而且要求窗口的面積大于2m2，才能夠滿足排煙的基本需求。在進行自然排煙方式的設(shè)計時，要求外窗的面積應(yīng)該大于3m2。而對于消防電梯間來說，其設(shè)計的外窗面積應(yīng)該大于2m2。而在設(shè)計人員的實際工作中，只是根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來進行外窗面積的設(shè)計，卻對窗戶的類型不加重視，這樣會嚴(yán)重影響防排煙工作的實施效果，不利于及時進行煙霧的排出[3]。

3.2 防火閥的問題

防火閥是高層建筑中防排煙系統(tǒng)內(nèi)部十分關(guān)鍵的部件，通過防火閥能夠?qū)崿F(xiàn)對火勢的有效控制，避免程序火勢蔓延的問題，以免對建筑物帶來更大的傷害。根據(jù)實際問題來分析，在進行防排煙系統(tǒng)施工作業(yè)的過程中，工作人員并沒有重視防火閥在其中的作用，也未掌握關(guān)于防火閥安裝的具體技術(shù)。而且工作人員之間的溝通不夠充分，防火閥的安裝不夠標(biāo)準(zhǔn)，而影響了防火閥的使用質(zhì)量。而且也會出現(xiàn)防火閥漏裝的問題，在發(fā)生火災(zāi)時，無法發(fā)揮防火閥的作用，進而造成火勢的不斷蔓延，從而為高層建筑的用戶帶來非常大的災(zāi)難。

3.3 耐火極限問題

根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求，對防排煙系統(tǒng)管道的耐火極限進行一定的規(guī)定。例如，在《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中特別說明，應(yīng)該將豎直設(shè)置排煙管道安裝在管道井的內(nèi)部，要求管道井具有獨立性的特點，而且要求排煙管道自身的耐火極限需要大于0.5h。若是采用水平設(shè)置的排煙管道，要求其自身的耐火極限應(yīng)該大于0.5h。對于高層建筑走廊吊頂中的排煙管道來說，需要保證其耐火極限大于1.0h。但是根據(jù)具體的情況來進行分析，高層建筑在進行防排煙系統(tǒng)施工作業(yè)時，很多施工單位并未按照此種標(biāo)準(zhǔn)來進行施工，從而導(dǎo)致防排煙管道質(zhì)量不符合要求，進而在火災(zāi)發(fā)生的過程中，無法堅持到特定的時間，對用戶的生命安全造成了非常大的影響。

3.4 防排煙機問題

對于高層建筑來說，若是出現(xiàn)火災(zāi)問題時，會在建筑物內(nèi)部產(chǎn)生非常多的煙霧，一些煙霧也具有毒氣，會嚴(yán)重威脅用戶的生命。那么在日常的防排煙系統(tǒng)施工時，施工單元就應(yīng)該根據(jù)建筑物所具有的實際面積來進行分析，同時還應(yīng)該考慮建筑物所具有的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對其進行科學(xué)設(shè)計，有效設(shè)置防排煙風(fēng)機，從而能夠確保高層建筑的安全。但是在實際施工的過程中，就會出現(xiàn)防排煙機的設(shè)置問題，施工人員并未根據(jù)相關(guān)規(guī)范來進行布置和安裝，從而影響防排煙機的使用效果[4]。

4 高層建筑暖通空調(diào)防排煙施工技術(shù)

4.1 提升設(shè)計質(zhì)量

為了能夠有效確保高層建筑的安全性，應(yīng)該做好防排煙系統(tǒng)的設(shè)計工作?，F(xiàn)階段，對于防排煙施工技術(shù)的研究工作才剛剛起步，還未建立科學(xué)、完善的技術(shù)體系。因此，更加需要注重設(shè)計工作的開展，不斷提高設(shè)計質(zhì)量，才能夠為后續(xù)的施工安裝作業(yè)奠定基礎(chǔ)。設(shè)計人員不要照搬全抄其他建筑物的防排煙系統(tǒng)布置內(nèi)容，而是需要根據(jù)每個高層建筑的結(jié)構(gòu)特點和建筑面積去進行分析，從而確保防排煙系統(tǒng)設(shè)計的合理性，才能夠避免出現(xiàn)安全問題。設(shè)計人員需要進行實地現(xiàn)場考察，關(guān)注高層建筑的整體性特點，才能夠進行防排煙設(shè)備的位置確定，同時進行防排煙設(shè)備數(shù)量的計算，進而可以在發(fā)生火災(zāi)時，通過防排煙系統(tǒng)的工作，有效實現(xiàn)煙霧的及時排放，為用戶的逃生爭取更多時間。在防排煙系統(tǒng)設(shè)計的過程中，還應(yīng)該對系統(tǒng)管道的耐火極限進行設(shè)計。設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來進行管道的合理選擇，設(shè)計人員應(yīng)該對管道的相關(guān)參數(shù)進行了解，并且在管道材料制作之后，對其進行一定的耐火性實驗檢查。對實驗報告進行仔細檢驗，直到滿足質(zhì)量要求才能夠?qū)ζ溥M行應(yīng)用，確保防排煙系統(tǒng)管道質(zhì)量符合要求[5]。

4.2 自然排煙技術(shù)

在防排煙施工過程中，要求施工人員掌握自然排煙技術(shù)。能夠在外部風(fēng)力和建筑物內(nèi)部大的氣流浮力作用下，可以將建筑物內(nèi)部的煙霧排放到室外，此種施工技術(shù)叫做自然排煙技術(shù)。通過高層建筑內(nèi)部的熱氣流與外部的冷空氣之間進行接觸，會形成一定的空氣對流，從而能夠達到煙霧排出的效果。因此，建筑物應(yīng)該在其內(nèi)部設(shè)置一定的煙氣排出口與冷空氣進入口，可以為高層建筑物的排煙工作奠定基礎(chǔ)。一般來說，煙氣排出口一般都會設(shè)置在建筑物的外墻上部，從而提高排氣效果?，F(xiàn)階段，很多高層建筑都是使用排煙豎井去完成排氣工作。熱空氣會出現(xiàn)上升的情況，而冷空氣會下降，通過此種科學(xué)原理而實現(xiàn)建筑物中的煙霧及時排出。若是高層建筑出現(xiàn)火災(zāi)問題，其內(nèi)部的溫度會急劇上升，這樣會導(dǎo)致建筑物內(nèi)外之間的溫差迅速加大，能夠通過排煙設(shè)備實現(xiàn)自然排煙，具有良好的排煙效果。自然排煙技術(shù)對設(shè)備的要求比較低，而且所需要的成本比較少，具有非常多的使用優(yōu)點，受到施工單位的喜愛。但是此種排煙技術(shù)需要進行豎井設(shè)備的使用，豎井會占用比較多的用地面積，也要進行全方位考慮。

4.3 機械排煙技術(shù)

機械排煙技術(shù)是防排煙系統(tǒng)施工中十分關(guān)鍵的基礎(chǔ)，可以使用全面通風(fēng)排煙技術(shù)來施工。此種技術(shù)能夠?qū)⒄龎核惋L(fēng)與機械排煙這兩種技術(shù)進行結(jié)合，從而能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)合排煙。若是高層建筑出現(xiàn)火災(zāi)問題時，工作人員能夠通過排煙風(fēng)機設(shè)備去進行操作，將內(nèi)部的煙霧排放出去，同時也能夠在著火區(qū)域形成一定的負(fù)壓，可以避免出現(xiàn)火勢蔓延的問題。而對于疏散通道，可以通過送風(fēng)機的加壓送風(fēng)來進行使用，從而能夠形成一定的微正壓，避免其他區(qū)域的煙霧蔓延過來，實現(xiàn)對該區(qū)域的保護。

4.4 防火閥、排煙防火閥及排煙閥

防火閥一般設(shè)置于通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的風(fēng)管在穿越防火分區(qū)處、穿越通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)機房的房間隔墻和樓板處等部位，且設(shè)置公稱動作溫度為70℃的一種防火閥門?！坝糜趶N房排油煙管道上的止回閥感溫元件的公稱動作溫度為150℃；用于衛(wèi)生間排風(fēng)管道上的止回閥感溫元件的公稱動作溫度為70℃。”這兩種閥門應(yīng)為安裝在浴室、衛(wèi)生間和廚房的排風(fēng)管上的防火閥，很顯然不是“防火閥”，而是排油煙氣防火止回閥。

排煙防火閥是安裝在機械排煙系統(tǒng)的管道上的閥門，設(shè)置公稱動作溫度為280℃；排煙防火閥有兩種不同功能閥：①280℃熔斷關(guān)閉的排煙防火閥。②既可以280℃熔斷關(guān)閉，也可以電動關(guān)閉的280℃排煙防火閥。280℃熔斷關(guān)閉是指當(dāng)機械排煙系統(tǒng)管道內(nèi)煙氣溫度達到280℃時，由溫感器動作，將排煙防火閥關(guān)閉，此時機械排煙系統(tǒng)管道被排煙防火閥切斷，不再發(fā)揮排煙作用，這種功能可以理解為是一種強制關(guān)閉措施，沒有人為操作的過程。需要注意的是，排煙防火閥一旦關(guān)閉，必須由人手動操作復(fù)位，而不應(yīng)當(dāng)采用其他方式自動復(fù)位，這點是排煙防火閥獨有的設(shè)置要求。

排煙閥安裝在機械排煙系統(tǒng)各支管端部（煙氣吸入口）處，平時常閉因為排煙閥常閉所以《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第5.2.3 條規(guī)定，常閉排煙閥或排煙口應(yīng)具有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)自動開啟、消防控制室手動開啟和現(xiàn)場手動開啟功能。

4.5 防排煙風(fēng)機施工設(shè)計

防排煙風(fēng)機在高層建筑消防系統(tǒng)中不僅為用戶在著火初期贏得逃生時機，也為救援人員能順利達到著火場所施救及保證自身安全提供必要保障，所以防排煙風(fēng)機開啟及設(shè)置合理設(shè)計都非常重要。

防排煙風(fēng)機開啟《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第5.2.2 條要求“系統(tǒng)中任一排煙閥或排煙口開啟時，排煙風(fēng)機、補風(fēng)機自動啟動”，由此可見，排煙風(fēng)機的開啟受制于“任一排煙閥或排煙口開啟”的動作信號，《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第4.5.2 條第2 款明確規(guī)定“應(yīng)由消防聯(lián)動控制器聯(lián)動控制排煙風(fēng)機的啟動”，也就是說，排煙風(fēng)機的開啟要經(jīng)過消防聯(lián)動控制器，但排煙風(fēng)機的關(guān)閉不需要經(jīng)過消防聯(lián)動控制器，只需要反饋信號即可。

防排煙風(fēng)機其安裝的位置應(yīng)合理設(shè)計，可以有效降低高層建筑著火的風(fēng)險。設(shè)計師應(yīng)該根據(jù)防火規(guī)范和現(xiàn)場來進行分析，例如，對于中庭周圍場所設(shè)排煙系統(tǒng)，中庭排煙量應(yīng)按周圍場所防煙分區(qū)中最大排煙量的2 倍數(shù)值計算，且不應(yīng)小于107000m3/h；如中庭采用自然排煙系統(tǒng)時，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 計算有效開窗面積。當(dāng)中庭周圍場所不需設(shè)置排煙系統(tǒng)，僅在回廊設(shè)置排煙系統(tǒng)時，回廊的排煙量按相關(guān)規(guī)定設(shè)計，中庭的排煙量不應(yīng)小于40000m/h；中庭采用自然排煙系統(tǒng)時，應(yīng)按上述排煙量和自然排煙窗（口）的風(fēng)速不大于0.4m/s 計算有效開窗面積。

4.6 常見問題處理

為了能夠確保高層建筑防排煙系統(tǒng)施工質(zhì)量符合設(shè)計要求，需要做好常見的問題處理工作。施工人員看懂整套防排煙系統(tǒng)施工圖紙，了解具體的施工安裝規(guī)范，從而根據(jù)設(shè)計要求來進行現(xiàn)場安裝施工。若是對施工圖紙出現(xiàn)異議，應(yīng)該與設(shè)計師就圖紙內(nèi)容進行探討并優(yōu)化。

5 結(jié)語

綜上所述，對于高層建筑來說，其自身的內(nèi)部環(huán)境具有一定的復(fù)雜性特點。若是高層建筑出現(xiàn)火災(zāi)問題，會產(chǎn)生非常多的煙氣，若是未及時排出煙氣，會對使用者造成非常大的傷害同事影響救援人員施救。因此，為了能夠確保高層建筑的安全，設(shè)計師應(yīng)理解規(guī)范制定目的不能只停留在對文字解讀，做到活學(xué)活用，確保設(shè)計質(zhì)量，為后續(xù)的施工作業(yè)奠定基礎(chǔ)。