建筑防排煙系統(tǒng)全周期管理技術(shù)要點分析

引言

建筑防排煙系統(tǒng)是保障人員安全疏散的關(guān)鍵，在保障建筑防火性能方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。住建部門承擔(dān)消防審驗職責(zé)后，設(shè)計、施工、驗收和運維分屬不同監(jiān)管部門，給使用單位帶來風(fēng)險。同時，設(shè)計施工規(guī)范和相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的變化，使得既有建筑在改造和運維時出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)銜接的問題。建筑管理單位、消防技術(shù)服務(wù)機構(gòu)、監(jiān)督管理部門均面臨標(biāo)準(zhǔn)變化帶來的操作難題。這就需要基于全生命周期管理技術(shù)要點，建立前后一致、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的操作指南和技術(shù)規(guī)程。綜合考量一次性建設(shè)投人和后期管理維護(hù)成本，在保證合規(guī)的前提下，優(yōu)化設(shè)計與管理維護(hù)方案，以提升消防安全管理效率，有效控制火災(zāi)風(fēng)險，同時降低全周期安全成本。本文結(jié)合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與實踐案例，系統(tǒng)探討防排煙系統(tǒng)全周期管理的邏輯框架與實施路徑。

一、共性問題

（一）機械防排煙系統(tǒng)可靠性低

在設(shè)計、施工階段，設(shè)計偏差、設(shè)備及材料工藝缺陷、隱蔽工程管理失控等風(fēng)險在運行維護(hù)階段往往被放大，傳統(tǒng)維保模式流于形式，缺少關(guān)鍵參數(shù)，智能化程度低， 90% 以上項目依賴人工巡檢，容易形成風(fēng)險疊加，最終導(dǎo)致系統(tǒng)失效的嚴(yán)重后果。運行中可能出現(xiàn)多種故障，影響效能。常見故障包括風(fēng)機無法聯(lián)動啟動或風(fēng)速不足、風(fēng)閥無法正常開啟、風(fēng)管漏風(fēng)、控制系統(tǒng)聯(lián)動失效、排煙口風(fēng)量不足、擋煙垂壁設(shè)置不合理以及供配電線路不符合要求等[1]

（二）自然排煙窗（口）有效面積動態(tài)維護(hù)難題

采用自然排煙系統(tǒng)的建筑，按照《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251-2017的規(guī)定對防煙分區(qū)內(nèi)自然排煙窗（口）的面積、數(shù)量、位置經(jīng)計算確定，同時需要考慮防煙分區(qū)內(nèi)任意一點與最近的自然排煙窗（口）之間的水平距離、自然排煙窗（口）開啟的有效面積、開啟方式等因素。驗收階段需要對自然排煙口的面積、長度、位置、高度進(jìn)行測量，對手動、自動開啟設(shè)施進(jìn)行功能測試。自然排煙窗（口）屬于建筑防排煙設(shè)施，未列入消防產(chǎn)品名錄，因此往往被使用者忽視。在投入使用后，受內(nèi)部裝飾裝修、外墻裝修等因素影響，存在裝飾材料遮擋自然排煙窗（口）的風(fēng)險。同時，在裝飾建筑外的立面幕墻時，部分工程人員忽視了排煙部位開外窗的實際情況，設(shè)計的防排煙外窗可開啟角度不合理，導(dǎo)致有效排煙面積難以達(dá)到設(shè)計要求[2]。例如，對某商業(yè)綜合體調(diào)研發(fā)現(xiàn)，因外立面加裝廣告牌導(dǎo)致排煙窗開啟角度受限，自然排煙窗有效排煙面積下降 35% 。此類問題源于設(shè)計階段未預(yù)留冗余空間、運維階段缺乏動態(tài)監(jiān)測機制。

（三）排煙設(shè)計條件改變導(dǎo)致功能失效

儲煙倉是排煙設(shè)計中聚集并排出煙氣的區(qū)域。為了保證人員安全疏散和消防撲救，必須控制煙層厚度，并計算所需排煙量，以保證足夠的清晰度。儲煙倉的厚度和最小清晰度作為排煙設(shè)計計算中的重要指標(biāo)，在設(shè)計階段需要考慮與之相關(guān)的防煙分區(qū)、擋煙垂壁的設(shè)計。規(guī)范要求擋煙垂壁等擋煙分隔設(shè)施的深度不應(yīng)小于儲煙倉的厚度，同時需要考慮吊頂?shù)脑O(shè)置形式。對于有吊頂?shù)目臻g，當(dāng)?shù)蹴旈_孔不均勻或開孔率小于或等于 25% 時，吊頂內(nèi)空間高度不計入儲煙倉厚度。規(guī)范要求在驗收階段根據(jù)施工圖核對吊頂開孔率。因此，吊頂形式、安裝高度均為排煙設(shè)計的基礎(chǔ)參數(shù)。一旦經(jīng)過驗收，須始終保持。在使用階段，因樓層內(nèi)房間布局發(fā)生變化、隔墻位置變動、吊頂形式改動均會對儲煙倉厚度產(chǎn)生影響，導(dǎo)致設(shè)計階段的計算條件發(fā)生變化，進(jìn)而使排煙系統(tǒng)達(dá)不到設(shè)計的排煙效果。

（四）機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)余壓控制失效風(fēng)險

在建筑防煙系統(tǒng)設(shè)計中，機械加壓送風(fēng)量的計算需綜合考慮多種因素。對于封閉樓梯間、防煙樓梯間及消防電梯前室等關(guān)鍵部位，其送風(fēng)量應(yīng)按同時開啟著火層及其上下相鄰層（共三層）的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算，并應(yīng)額外計入門洞等部位的漏風(fēng)量。系統(tǒng)設(shè)計必須確保壓力梯度合理分布，走廊至樓梯間的壓力應(yīng)呈遞增趨勢，其中前室、封閉避難層（間）與走道之間的壓差應(yīng)控制在 25Pa 一30Pa 范圍內(nèi)，樓梯間與走道之間的壓差則應(yīng)維持在40Pa-50Pa 之間。值得注意的是，國內(nèi)外在送風(fēng)口設(shè)計上存在顯著差異。國外普遍采用帶啟閉信號的常閉防火門配合常開加壓送風(fēng)口的做法，而我國現(xiàn)行規(guī)范基于國內(nèi)防火門產(chǎn)品質(zhì)量和管理現(xiàn)狀的考量，明確規(guī)定前室送風(fēng)口必須采用常閉式設(shè)計。這種設(shè)計雖然有效避免了防火門關(guān)閉不及時帶來的安全隱患，但在實際運維中卻產(chǎn)生了新的問題。由于無法通過外觀直接判斷風(fēng)口狀態(tài)，運維人員必須依賴火災(zāi)自動報警系統(tǒng)主機才能確認(rèn)送風(fēng)口的啟閉狀態(tài)，這給日常檢查維護(hù)帶來了不便。機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)速及余壓的調(diào)試需要選取送風(fēng)系統(tǒng)末端所對應(yīng)的送風(fēng)最不利的三個連續(xù)樓層。調(diào)試樓梯間和前室疏散門的門洞斷面風(fēng)速時，設(shè)計疏散門開啟的樓層數(shù)量應(yīng)符合《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251-2017第3.4.6條的規(guī)定。消防設(shè)施維護(hù)管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)未涉及此類檢查規(guī)程。如果運行過程中正壓送風(fēng)系統(tǒng)未能定期維護(hù)，無法實現(xiàn)排煙口與排煙風(fēng)機的連鎖啟動，正壓送風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)啟動邏輯不符合相關(guān)規(guī)范要求或前室、樓梯間等部位的常閉式防火門因閉門器或順序器出現(xiàn)損壞，導(dǎo)致余壓控制失效。

二、立足全周期建立管理鏈條

建筑防排煙系統(tǒng)的全周期管理需要建立系統(tǒng)化的管控體系，僅滿足各階段合規(guī)性要求難以實現(xiàn)有效控制?；谌芷诶砟睿ㄗh將系統(tǒng)管理劃分為三大階段，即建設(shè)階段（設(shè)計-施工-驗收）、運行維護(hù)階段（維護(hù)-保養(yǎng)-監(jiān)測）和改造更新階段（拆除-改造），并針對各階段特點制定差異化管理策略。在設(shè)計階段，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251-2017）和《消防設(shè)施通用規(guī)范》（GB55036-2022）要求，同時預(yù)留BIM數(shù)字化接口，為后續(xù)階段提供數(shù)據(jù)支撐。在施工階段，重點實施過程質(zhì)量控制，通過隱蔽工程影像化存檔（留存率100% ）、材料進(jìn)場驗收（合格率 100% ）等措施確保施工質(zhì)量。在驗收階段，除常規(guī)檢測外，需要建立包含吊頂構(gòu)造、外墻裝修等在內(nèi)的完整工程檔案（資料完整度 ? 95% ），為運維管理奠定基礎(chǔ)。在運行維護(hù)階段，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)特性制定個性化維保方案，重點保持系統(tǒng)準(zhǔn)工作狀態(tài)（設(shè)備完好率 98% ）。在改造更新階段，需要通過風(fēng)險評估確定優(yōu)先級，必要時采用分區(qū)分期改造策略，確保系統(tǒng)功能的連續(xù)性。

三、運行維護(hù)模式創(chuàng)新

（一）綜合維保管理模式

隨著消防物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能的深度應(yīng)用，消防設(shè)施運行維護(hù)服務(wù)模式發(fā)生較大變化。消防設(shè)施維保服務(wù)出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)特征，維保模式呈現(xiàn)出預(yù)防性維護(hù)、故障維護(hù)、預(yù)測性維護(hù)的綜合化趨勢[3]。運維部門可以根據(jù)設(shè)計、施工、驗收過程形成的管理要點制定維護(hù)保養(yǎng)管理制度及操作規(guī)程。針對不同類型防排煙系統(tǒng)的特性，綜合考量不同維保模式的優(yōu)點，采用預(yù)防性維護(hù)、預(yù)測性維護(hù)、故障維修等組合的方式進(jìn)行。將已經(jīng)竣工驗收確定的系統(tǒng)組件列人定期巡檢計劃，發(fā)揮預(yù)防性維護(hù)的作用，進(jìn)行外觀檢查及功能測試。同時，采用預(yù)測性維護(hù)方法，通過狀態(tài)監(jiān)測等手段發(fā)現(xiàn)故障、異常趨勢，預(yù)先干預(yù)，能夠有效地減少故障維修投人?；诒O(jiān)測數(shù)據(jù)分析，在對系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷、壽命預(yù)測的基礎(chǔ)上作出維護(hù)決策，提高維保效率，降低維保綜合成本。維護(hù)保養(yǎng)方案框架如圖1所示。

（二）預(yù)防性維護(hù)模式

預(yù)防性維護(hù)方案需按照國家、行業(yè)及地方相關(guān)消防設(shè)施維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)來制定，規(guī)定檢查、巡查的內(nèi)容及頻次。內(nèi)容包括巡檢頻率、地點、內(nèi)容、方式、使用工具、巡檢結(jié)論、發(fā)現(xiàn)問題、問題處置、關(guān)鍵參數(shù)等。將已經(jīng)確定的故障、異常列入故障維修計劃。通過保養(yǎng)、維修、更換作業(yè)，及時修復(fù)故障，排除隱患；對巡檢發(fā)現(xiàn)的故障，應(yīng)啟動故障維修程序，可以采用更換部件、調(diào)整設(shè)備參數(shù)等方式修復(fù)異常，解決潛在問題。維護(hù)保養(yǎng)巡查、檢修結(jié)束后，制定維護(hù)保養(yǎng)報告和相關(guān)運行數(shù)據(jù)的記錄檔案。

（三）預(yù)測性維護(hù)模式

預(yù)測性維護(hù)通過傳感器對系統(tǒng)關(guān)鍵元器件進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行故障診斷、狀態(tài)預(yù)測，進(jìn)而優(yōu)化維保策略。在對消防設(shè)施各類設(shè)備功能識別的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)失效模式分析和設(shè)備影響分析，確定監(jiān)測方案。對防排煙系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備如風(fēng)機、配電設(shè)施、聯(lián)動控制器的運行狀態(tài)、使用情況、機房等關(guān)鍵部位的環(huán)境條件進(jìn)行監(jiān)測。對監(jiān)測信息的異常參數(shù)進(jìn)行分析和判斷，通過參數(shù)分析、趨勢分析、對比分析等方法進(jìn)行故障診斷及壽命預(yù)測，研判可能出現(xiàn)的問題和故障?；诠收显\斷及預(yù)測分析報告組織實施維修維護(hù)工作。應(yīng)針對故障類型、故障定位、設(shè)備異常信息提前進(jìn)行檢查、維修、更換，確保設(shè)備正常運行。管理方可以基于城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，建立預(yù)測性維護(hù)社會化保障機制。預(yù)測性維護(hù)可參考GB/T40571，制定服務(wù)流程，如圖2所示。

（四）故障維修模式

對于建筑防排煙系統(tǒng)故障，可以根據(jù)其影響程度及影響范圍進(jìn)行分級處置。管理方應(yīng)與受委托消防技術(shù)服務(wù)機構(gòu)共同制定故障維修預(yù)案，根據(jù)故障分級約定故障維修的響應(yīng)時限。

一般故障：單個設(shè)備失靈或失效，不影響系統(tǒng)運行。嚴(yán)重故障：部分器件失效，造成某個區(qū)域或某項功能失效。緊急故障：主要部件、設(shè)備故障，造成系統(tǒng)功能失效。

四、改造更新評估流程優(yōu)化

建筑物投入使用后有可能出現(xiàn)內(nèi)部裝修工程、修工程、整體改造工程、局部改造工程等情況，均會涉及建筑防排煙系統(tǒng)功能，需要統(tǒng)籌考慮。既有建筑改造工程不應(yīng)影響已有建筑防排煙系統(tǒng)的有效性，防排煙系統(tǒng)設(shè)施更新應(yīng)以提升防火安全性能為目標(biāo)。原有設(shè)施、設(shè)備、風(fēng)道滿足使用要求時，可充分利用。結(jié)合既有建筑改造，進(jìn)行防排煙系統(tǒng)更新，其改造和更新部分應(yīng)符合現(xiàn)行消防標(biāo)準(zhǔn)要求。改造工程需遵循“不降低原系統(tǒng)效能、優(yōu)先適配新標(biāo)準(zhǔn)”原則，實施三步評估法。歷史資料溯源：調(diào)取原設(shè)計文件與歷次改造記錄，明確標(biāo)準(zhǔn)適用性?，F(xiàn)場檢測鑒定：通過煙霧試驗、風(fēng)量測試等手段評估系統(tǒng)性能。分析與方案制定：對比新舊標(biāo)準(zhǔn)差異，論證改造技術(shù)的可行性。在改造實施前，建設(shè)單位組織設(shè)計單位、消防技術(shù)服務(wù)機構(gòu)等開展評估，包括收集設(shè)計文件資料、組織勘察現(xiàn)場、開展檢測鑒定、研判建筑現(xiàn)狀、分析改造方案等，應(yīng)形成既有建筑改造消防安全評估報告。建筑防排煙系統(tǒng)應(yīng)列為重要的專項評估內(nèi)容。準(zhǔn)確掌握原建筑設(shè)計時執(zhí)行的消防標(biāo)準(zhǔn)，尤其是專家論證會的意見。建議根據(jù)改造要求和目標(biāo)，對涉及的防煙排煙系統(tǒng)、相關(guān)機電設(shè)備等進(jìn)行檢查評定，并根據(jù)檢查或鑒定結(jié)果進(jìn)行設(shè)計。對改造涉及的新、舊消防標(biāo)準(zhǔn)差異與執(zhí)行現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的難度進(jìn)行分析，充分論證擬采取改造方案的技術(shù)可行性、安全性。

結(jié)語

全周期管理模式通過階段協(xié)同、數(shù)據(jù)貫通與模式創(chuàng)新，最終形成“規(guī)劃一建設(shè)一運維一再生”的閉環(huán)管理體系，可系統(tǒng)性地提升防排煙系統(tǒng)的可靠性。未來，需進(jìn)一步融合智慧消防技術(shù)，如基于數(shù)字孿生的動態(tài)仿真、AI驅(qū)動的故障診斷等，推動防排煙系統(tǒng)向智能化、自動化方向發(fā)展。

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