探析建筑暖通的消防安全設(shè)計(jì)與防排煙設(shè)計(jì)要點(diǎn)

李毅杰

（廣州市住宅建筑設(shè)計(jì)院有限公司山西分公司，山西太原 030500）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一座座高樓大廈在城市中拔地而起，雖然緩解了城市的擁堵，但也會(huì)對(duì)消防系統(tǒng)造成很大的威脅，為了保護(hù)人們的生命和財(cái)產(chǎn)，必須加強(qiáng)防火設(shè)計(jì)和防排煙的設(shè)計(jì)。一旦一棟樓著火，危險(xiǎn)的可不只是一層，還有大量的煙霧和毒氣，許多人都是因?yàn)闈鉄煻劳?，火?shì)越燒越高，如果沒有安全的通道，很難逃脫。在設(shè)計(jì)防排煙時(shí)，要考慮到建筑本身的特性，根據(jù)建筑物的特殊需要，保質(zhì)保量，不得偷工減料，保證人民的生命和財(cái)產(chǎn)的安全。

1 暖通的消防安全設(shè)計(jì)概況

1.1 暖通消防安全設(shè)計(jì)的重要性

暖通系統(tǒng)是一種重要的建筑部件，它的主要組成部分是供暖、煤氣、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)由采暖、通風(fēng)、空調(diào)3 個(gè)部分組成。它在人類的日常生活中起著重要的作用，但同時(shí)也存在著與火災(zāi)密切相關(guān)的重大安全風(fēng)險(xiǎn)。但火災(zāi)的危險(xiǎn)性可以被減少到最小。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)火災(zāi)的發(fā)展和傳播規(guī)律，當(dāng)建筑著火時(shí)，會(huì)從局部向外擴(kuò)散，當(dāng)熱量集中時(shí)，會(huì)發(fā)生爆炸。在設(shè)計(jì)過程中，對(duì)火災(zāi)的本質(zhì)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，可以減少火災(zāi)的危險(xiǎn)性。在現(xiàn)代化的建筑物中，通常使用的是暖通和空氣調(diào)節(jié)。由于建筑暖通施工技術(shù)和施工管理的需要，通風(fēng)、空調(diào)管線縱橫交錯(cuò)，遍布建筑物的每一部分，若設(shè)計(jì)不當(dāng)，將會(huì)造成火災(zāi)。所以在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)，必須要做好消防工作，下面是要考慮的問題：因?yàn)楝F(xiàn)代城市的建筑面積很大，所以暖氣管道的焊接點(diǎn)也比較分散，所以在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的時(shí)候，要注意的是，在安裝的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些火花，比如保溫棉、填充棒等易燃物，就會(huì)產(chǎn)生火災(zāi)。所以在墻上的管子里必須要用防火材料來填充，以防意外。其次，按照《工程部安全管理制度》的有關(guān)規(guī)定，對(duì)暖通設(shè)備的要求進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)范。第一層要有防火分區(qū)，兩個(gè)分區(qū)不可同時(shí)采用。如遇特殊情況，需在兩個(gè)地區(qū)同時(shí)使用一套消防閥。一旦發(fā)生火災(zāi)，工人們就能通過關(guān)閉閥門來控制火勢(shì)。按照《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，在暖通滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，必須要將排煙系統(tǒng)和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)連接在一起，在排煙發(fā)生異常時(shí)，它就會(huì)發(fā)出警報(bào)，以防止火災(zāi)的發(fā)生，從而達(dá)到最大限度地防止火災(zāi)的發(fā)生。除了要單獨(dú)設(shè)置防火區(qū)域之外，還要注意通風(fēng)管道的隔熱，最好選擇隔熱材料，尤其是在冬季，氣溫在零下十多度的時(shí)候，會(huì)損壞通風(fēng)管，影響到正常工作。通風(fēng)管應(yīng)使用厚達(dá)1mm 的鋼板，并設(shè)置防火隔墻，并使用防火材料，使防火閥和通風(fēng)管路之間可以互相配合，以達(dá)到最好的安全效果[1]。

1.2 我國(guó)目前暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的安全問題

隨著我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域技術(shù)的飛速發(fā)展，建筑業(yè)的發(fā)展速度也在不斷加快，各個(gè)領(lǐng)域所取得的成績(jī)都是有目共睹的。隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展，人們的居住和居住條件也越來越好，但同時(shí)也存在著一定的安全隱患。在進(jìn)行高層建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，由于各種管線的存在，往往會(huì)導(dǎo)致管線的密度較大，在正式運(yùn)行后，管線會(huì)持續(xù)發(fā)熱，大量的熱量集中，在某一特定的環(huán)境下，就會(huì)發(fā)生火災(zāi)，導(dǎo)致有害氣體的積聚和蔓延。除了管線過于集中，有些建筑還出現(xiàn)了管線施工失誤，管線擺放不到位，未按相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行防護(hù)，使得原本應(yīng)該是居民生活的管線變成了危險(xiǎn)物品，可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)、爆炸。除建筑物自身的采暖設(shè)計(jì)問題之外，防煙裝置還存在著部分防煙區(qū)和擋煙垂墻不合理的問題，如防煙區(qū)和擋煙垂壁太長(zhǎng)或太短，會(huì)造成室內(nèi)煙氣不能正確地排放；有些建筑的排煙窗口和通風(fēng)系統(tǒng)都有問題，排煙窗口沒有按照規(guī)范的設(shè)計(jì)和施工，通風(fēng)設(shè)備的安裝也沒有經(jīng)過嚴(yán)格的試驗(yàn)和設(shè)計(jì)，造成了火災(zāi)時(shí)，煙氣無法排出，或無法正常排放。為了讓高層建筑真正的安全、舒適，就需要從根本上解決這些問題，切實(shí)提升消防設(shè)計(jì)的安全性。

2 暖通系統(tǒng)消防安全設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1 建筑消防疏散系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

（1）疏散通道的合理布局。從大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)中可以看出，不同的建筑物在功能上也有不同的特點(diǎn)，因此，在進(jìn)行安全設(shè)計(jì)時(shí)，必須按照不同的功能來進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才能確保疏散的順暢和安全。如果發(fā)生火災(zāi)，員工可以快速的逃生，例如，在房屋中，走廊一般都是采用無邊無際的走廊或者走廊。而在寫字樓和賓館大樓中，走廊的形式一般采用的是環(huán)形走廊或雙向走廊[2]。

（2）安全撤離路線的合理布局。在緊急情況下，安全的撤離路徑是一種行之有效的方法。撤離路徑愈短，愈安全。因此，在正確規(guī)劃疏散路徑時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建筑物防火知識(shí)的宣傳與預(yù)警，并提前規(guī)劃疏散路徑。撤離方向應(yīng)該用明顯的箭頭標(biāo)示在撤離方案的上方。為被困人員確定方向和尋找安全出口提供了有利的環(huán)境。各層的疏散方案布置要簡(jiǎn)潔、清晰，并盡可能地確保疏散通道布置均勻，避免“逆流”。在發(fā)生火災(zāi)、遇難者撤離時(shí)，了解一段時(shí)間的安全是非常關(guān)鍵的。再將其移至戶外或其他安全的地方。這一步要比上一步更加安全，而且可以防止“逆流”。在撤離過程中，要特別注意疏散樓梯的布置，一般情況下，最好是靠近電梯的地方。這主要是由于在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人們往往會(huì)把最常用的路徑和火災(zāi)放在第一位。緊急通道的有機(jī)結(jié)合，使疏散更快捷、更安全。同時(shí)，要避免在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，疏散樓梯和消防升降機(jī)在同一凹槽內(nèi)作為前廳，因?yàn)椴捎眠@種布置方式，一旦發(fā)生火災(zāi)，疏散通道和消防員會(huì)發(fā)生交叉，從而影響到疏散和滅火。

2.2 樓梯及安全出口的設(shè)計(jì)

在消防事故發(fā)生時(shí)，消防通道是消防安全的重要通道，其設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到消防人員的疏散。所以，在施工過程中，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行施工，同時(shí)要重視安全出口的數(shù)量、寬度和平整度。具體的設(shè)計(jì)要求如下：①醫(yī)院、辦公樓等高密度的建筑物，在不同的方向上設(shè)置2 個(gè)出口，以確保發(fā)生突發(fā)事件時(shí)的人員疏散。②在安全出口的設(shè)計(jì)中，也要考慮到安全出口的作用。在進(jìn)行建筑寬度的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮到建筑物內(nèi)的人員數(shù)量和有關(guān)的疏散指標(biāo)，以便更好地滿足建筑物的防火需求。③在條件允許的情況下，樓梯應(yīng)盡可能地接近外墻，在這種情況下，可以利用外墻上的窗戶來排出煙霧，從而為疏散提供更好的逃生環(huán)境[3]。

2.3 消防自動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（1）探測(cè)器。探測(cè)器是報(bào)警器的眼睛。能迅速向警報(bào)控制器發(fā)出火災(zāi)警報(bào)。有溫度型、煙霧型、光型和氣體型四種。探測(cè)器的選用和結(jié)構(gòu)應(yīng)該考慮到不同的部件的特性，房間的高度，屋頂?shù)男螤詈拖鄬?duì)濕度，但是在相同的建筑物內(nèi)，所用的檢測(cè)器必須是同一個(gè)廠家的。

（2）火災(zāi)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：①電氣防火門、防火卷簾門、正壓風(fēng)閥、排煙閥等防排煙裝置。②電氣機(jī)械，如空調(diào)、風(fēng)機(jī)、電梯等。③消防系統(tǒng)，如消防栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水系統(tǒng)、特殊氣體滅火系統(tǒng)。④聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。其通過向消防控制器發(fā)送火災(zāi)警報(bào)信號(hào)，并根據(jù)需要下達(dá)的命令，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制的功能。在實(shí)際操作中，一般有自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)場(chǎng)控制3 種。

3 防排煙的安全設(shè)計(jì)

3.1 防煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性

防煙、排煙主要是為了及時(shí)將大量的煙霧排出，防止煙霧向防煙區(qū)外蔓延，保證大樓內(nèi)部人員的安全撤離，同時(shí)也為消防工作提供了良好的環(huán)境。建筑物內(nèi)部的防煙、排煙是確保大樓內(nèi)人員的安全撤離所必需的。在建筑防火工程中，防火設(shè)計(jì)非常重要，因?yàn)橐坏┌l(fā)生火災(zāi)，九成以上的人會(huì)被煙霧所殺死。燃燒過程中會(huì)釋放出有害的氣體，人體在火災(zāi)中吸入大量的有毒氣體，會(huì)對(duì)人體的內(nèi)臟造成傷害，引起頭暈、頭暈等癥狀，同時(shí)還會(huì)釋放出大量的有毒氣體，對(duì)人體的器官造成傷害。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，要用濕毛巾遮蓋口鼻，避免吸入有害氣體[4]。

3.2 建筑物通風(fēng)防煙器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.2.1 防排煙機(jī)的設(shè)置

防排煙煙機(jī)的主要工作原理是將煙氣中的熱量及時(shí)的排出，使熱量逐漸轉(zhuǎn)移到非易燃區(qū)，并在一定程度上減少火災(zāi)。在安裝防排風(fēng)抽油器的時(shí)候，要按照有關(guān)的要求和規(guī)定，不能隨意改變?cè)O(shè)備的安裝規(guī)則，同時(shí)還要對(duì)送風(fēng)量進(jìn)行精確的測(cè)量，這樣才能滿足安裝的要求。①公共建筑、工業(yè)建筑的消防通道寬度小于2.5m時(shí)，防火分區(qū)的長(zhǎng)側(cè)長(zhǎng)度不得小于60m。②在空氣凈距大于9m 的情況下，在防煙區(qū)域之間可以不設(shè)煙霧防護(hù)裝置。③汽車庫(kù)的防煙區(qū)和煙氣量必須按照現(xiàn)行《汽車庫(kù)、修車庫(kù)、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50067—2014）的有關(guān)要求進(jìn)行劃分。④在不同的地區(qū)使用排煙風(fēng)機(jī)時(shí)，要精確測(cè)量各個(gè)防煙區(qū)的實(shí)際面積，從而使排煙風(fēng)機(jī)能充分發(fā)揮其應(yīng)有的功能。⑤高層建筑設(shè)置天窗，主要是為了保證通風(fēng)，當(dāng)高層建筑著火時(shí)，可以從天窗排出一定的煙塵，而高層建筑沒有設(shè)置自動(dòng)排煙的天窗，則必須采用相關(guān)的機(jī)械裝置，將部分煙氣排出，此外，當(dāng)煙氣濃度過高，達(dá)到6m 以上，防排煙風(fēng)機(jī)將無法達(dá)到預(yù)期的效果。

3.2.2 通風(fēng)孔的布置

《建筑防排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中，對(duì)自然通風(fēng)窗的設(shè)置作了明確的規(guī)定，即自然通風(fēng)窗的設(shè)計(jì)必須位于排煙區(qū)的頂部或者外墻上。因此，在建筑設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)自然通風(fēng)窗時(shí)，應(yīng)將排煙區(qū)的頂部和外墻的排煙窗口結(jié)合起來。采用自然通風(fēng)窗，在室內(nèi)走廊、室內(nèi)空間凈高不大于3m 時(shí)，自然通風(fēng)窗口的位置應(yīng)比室內(nèi)凈高1/2高。由于火災(zāi)時(shí)，煙霧會(huì)向上沖到頂部，在儲(chǔ)煙室的擋煙垂、橫梁等地方集中。因此，要使室內(nèi)的煙塵能夠及時(shí)的排出，必須保證其自然的排煙效果，可以打開的外窗或者百葉窗應(yīng)該位于排煙區(qū)的頂端和墻壁的儲(chǔ)煙室的高度，而在下層的地方，要想在儲(chǔ)煙區(qū)內(nèi)安裝排煙窗是非常困難的，因此，新的國(guó)家規(guī)定，要降低安裝高度，保證高度的清晰度[5]。

3.2.3 機(jī)械增壓送風(fēng)裝置的安裝要點(diǎn)

機(jī)械增壓送風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)采用管道輸送，而不能采用土建通風(fēng)方式。送風(fēng)管道必須采用非燃燒的材質(zhì)，并且其內(nèi)部必須非常平滑。若所使用的送風(fēng)管為金屬管，其設(shè)計(jì)風(fēng)速不宜大于20m/s，若送風(fēng)管為非金屬材質(zhì)，其設(shè)計(jì)風(fēng)速不宜大于15m/s，且送風(fēng)管的厚度要符合《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，故應(yīng)引起施工單位的高度重視。另外，在安裝管道時(shí)，必須確保管線的耐火極限，安裝在天花板上的管線，其耐火極限應(yīng)在30min 以上，不設(shè)在天花板上的管線，其耐火極限應(yīng)在1h 以上[6]。

3.2.4 消防閥門安裝要點(diǎn)

防火閥主要用于空調(diào)、通風(fēng)，通常在兩個(gè)防火分區(qū)設(shè)置防火閥門，以70℃為最常用，大多數(shù)時(shí)候，防火閥門是打開的，當(dāng)煙氣溫度高于70℃時(shí)，防火閥門會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。280℃的排煙防火閥在排煙系統(tǒng)中也是很常見的一種，它在大多數(shù)情況下都是關(guān)閉的，一旦發(fā)生火災(zāi)，煙氣溫度超過280℃，它就會(huì)自動(dòng)打開，而且可以通過手動(dòng)或者遙控來打開。因此，為了加強(qiáng)分隔間的隔離作用，設(shè)計(jì)者應(yīng)在各分間都安裝排煙防火閥[7]。

3.2.5 排煙設(shè)計(jì)壓力進(jìn)風(fēng)口及排氣口的流速

《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中，對(duì)加壓排煙口及排煙口的速度作了嚴(yán)格的規(guī)定，即壓力進(jìn)風(fēng)口的速度不得大于7m/s，排氣口的速度不得大于10m/s。然而，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，一些設(shè)計(jì)者并未注意到這一點(diǎn)，導(dǎo)致了風(fēng)速的超標(biāo)。所以，在進(jìn)行防排煙設(shè)計(jì)時(shí)，必須合理地控制風(fēng)速，并根據(jù)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行加壓送風(fēng)、排煙出口的風(fēng)速，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的目的[8]。

4 結(jié)語

因此，在建筑暖通系統(tǒng)防火設(shè)計(jì)中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注防排煙設(shè)計(jì)與通風(fēng)性能。防排煙設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能有效地保護(hù)居民的生命和財(cái)產(chǎn)，并能在一定范圍內(nèi)釋放出大量的煙霧，避免濃煙過量危害居民的生命。在建筑通風(fēng)系統(tǒng)防排煙的設(shè)計(jì)中，要針對(duì)不同的建筑結(jié)構(gòu)選用優(yōu)質(zhì)的耐火材料，同時(shí)要加強(qiáng)防火意識(shí)、加強(qiáng)防火意識(shí)、加強(qiáng)防火性能、加強(qiáng)建筑防火和防排煙設(shè)計(jì)，從而達(dá)到保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全的目的。