復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑消防排煙路徑規(guī)劃與施工技術(shù)研究

引言

在我國(guó)城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的背景下，復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)建筑物不斷涌現(xiàn)，其防火安全問題日益受到廣泛關(guān)注。眾多案例表明，煙氣是導(dǎo)致火災(zāi)事故的重要原因之一。在復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑物中，考慮到煙霧可能導(dǎo)致人員傷亡，為確保人員順利撤離并便于滅火救援，必須在建筑物內(nèi)部安裝防排煙系統(tǒng)[1]。

一、復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑消防排煙路徑規(guī)劃與施工的重要性

在當(dāng)前城鎮(zhèn)土地資源緊張的背景下，復(fù)合式高層及超高層復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑的數(shù)量不斷增加，涵蓋商用、寫字樓等多種功能，并逐漸擴(kuò)展至居民住宅。然而，由于高層建筑樓層多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、人群密度高，火災(zāi)發(fā)生時(shí)人員撤離困難，嚴(yán)重威脅居民生命財(cái)產(chǎn)安全。將排煙技術(shù)應(yīng)用于暖通消防，可改善建筑內(nèi)部通風(fēng)狀況，火災(zāi)時(shí)有效排出煙氣和有毒有害氣體，減少對(duì)人員的危害，并在一定程度上延緩火災(zāi)蔓延，減少經(jīng)濟(jì)損失。此外，合理運(yùn)用暖通防火工程中的防火設(shè)計(jì)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，利用防排煙裝置可有效阻止煙氣迅速蔓延至室內(nèi)，為被困人員的安全疏散提供更多機(jī)會(huì)。因此，將防排煙技術(shù)應(yīng)用于暖通消防（圖1），是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑功能最優(yōu)配置、降低火災(zāi)危害、保障用戶生命財(cái)產(chǎn)安全的重要手段。

圖1高層復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑自然防排煙系統(tǒng)圖示

二、復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑消防排煙路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)

（一）復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑防煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑中，需綜合考慮建筑高度和使用性質(zhì)等因素，采用自然通風(fēng)和機(jī)械加壓兩種控制方法。對(duì)于高度超過50米的大型公用復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、工業(yè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑以及建筑高度超過100米的復(fù)雜居住建筑，其防火樓梯間、獨(dú)立前室、共用前室和消防電梯前室等均應(yīng)采取機(jī)械增壓通風(fēng)方式。對(duì)于建筑高度在50米以下的復(fù)雜公共建筑、工業(yè)復(fù)雜建筑以及建筑高度在100米以下的復(fù)雜居住建筑，其防火樓梯間、獨(dú)立前室、共用前室和防火電梯前室應(yīng)優(yōu)先采用自然通風(fēng)方式。在自然通風(fēng)無法實(shí)現(xiàn)的情況下，可輔以機(jī)械增壓方式防止煙氣蔓延。對(duì)于建筑高度在50米以下的復(fù)雜公共建筑、工業(yè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)以及建筑高度在100米以下的復(fù)雜居住建筑，其防火設(shè)計(jì)需遵循相關(guān)的規(guī)定[2]。

（二）優(yōu)化自然排煙中的外窗設(shè)計(jì)

根據(jù)《復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求，對(duì)外墻進(jìn)行安全保護(hù)至關(guān)重要。在復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑防火設(shè)計(jì)中，外窗不僅需滿足面積要求，還應(yīng)保證其開度。對(duì)于復(fù)雜構(gòu)造的建筑物，應(yīng)盡量避免內(nèi)、外兩種形式的防火窗口。現(xiàn)有研究表明，部分復(fù)雜結(jié)構(gòu)的抗火災(zāi)設(shè)計(jì)明顯偏離規(guī)范要求，僅考慮了建筑規(guī)模而忽略了建筑形態(tài)。建筑消防設(shè)計(jì)中常存在不合理之處，從而埋下火災(zāi)隱患。目前，我國(guó)大型復(fù)雜建筑的防排煙窗結(jié)構(gòu)尚無明確規(guī)范，未充分考慮相鄰復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑物間的防火間隔問題。盡管A級(jí)窗戶耐火性能較好，但在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，此類窗戶無法全部開啟。為解決此問題，需在樓梯間增設(shè)機(jī)械通風(fēng)，以滿足消防需求。

（三）機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置要點(diǎn)

機(jī)械加壓送風(fēng)應(yīng)采用管道形式。排氣管必須為防火型，內(nèi)部管道需保持平滑。使用金屬管材時(shí)，設(shè)計(jì)流速不得大于20米/秒；使用非金屬管材時(shí)，不得大于15米/秒。在進(jìn)行煙氣控制時(shí)，需滿足《復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的煙氣通道壁厚要求。此外，在安裝管道時(shí)，需確保管道的防火界線。對(duì)于未設(shè)在屋頂?shù)墓艿?，其防火性能需達(dá)到1小時(shí)以上[3]。

（四）防火閥的設(shè)置要點(diǎn)

消防系統(tǒng)閥門應(yīng)采用 280^qC 防火閥，確保其在火災(zāi)高溫環(huán)境下保持結(jié)構(gòu)完整性。防火閥的溫感元件應(yīng)在達(dá)到280% 時(shí)可靠動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉功能。對(duì)于常閉型送風(fēng)口、排煙閥（口）的手動(dòng)操作裝置，其安裝高度應(yīng)符合人體工程學(xué)要求，固定于距地面1.3米—1.5米的明顯位置，并設(shè)置醒目標(biāo)識(shí)。預(yù)埋套管敷設(shè)時(shí)應(yīng)保持平直，彎曲半徑不小于管徑的6倍，避免出現(xiàn)變形或折彎，確保手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作順暢。在建筑防火分區(qū)穿越部位，設(shè)計(jì)人員必須嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)置防火閥，形成有效的防煙防火分隔。所有防火閥的安裝位置應(yīng)便于日常檢查維護(hù)，不得影響其正常功能。閥體與風(fēng)管的連接應(yīng)采用不燃材料，確保系統(tǒng)氣密性滿足消防要求。

（五）控制排煙設(shè)計(jì)

《復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)增加壓送風(fēng)口和排煙口的風(fēng)量提出了詳細(xì)要求。其中，增壓風(fēng)機(jī)出口速度不得大于7米/秒，煙氣出口速度不得大于10米/秒。然而，在某些復(fù)雜建筑物中，因不夠重視，導(dǎo)致風(fēng)速超標(biāo)。因此，在進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)火災(zāi)防護(hù)時(shí)，需合理調(diào)控內(nèi)部環(huán)境風(fēng)速，并根據(jù)相關(guān)規(guī)范，科學(xué)調(diào)節(jié)內(nèi)部風(fēng)壓及開孔速度，以滿足火災(zāi)防護(hù)要求。

三、復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑消防排煙施工技術(shù)

（一）優(yōu)化自然排煙窗設(shè)計(jì)

合理選擇自然排煙窗的形式，是提升通風(fēng)控制效能的關(guān)鍵技術(shù)之一。其結(jié)構(gòu)對(duì)排煙效果有顯著影響，需進(jìn)行多角度優(yōu)化。窗戶應(yīng)設(shè)置在樓梯間與走廊的頂部，形成有效的煙氣上升通道。合理布置排煙窗，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙氣能迅速向上排出，避免在逃生通道內(nèi)聚集。根據(jù)復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑的高度和使用功能，進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，設(shè)計(jì)最優(yōu)的排煙窗數(shù)量與分布。建筑排煙窗系統(tǒng)應(yīng)具備電動(dòng)與手動(dòng)雙?？刂乒δ?，確?；馂?zāi)時(shí)可靠運(yùn)行。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置須配備90分鐘以上應(yīng)急電源，手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)應(yīng)安裝在距地面1.4米 ±0.1 米的醒目位置。排煙窗的有效開啟面積需達(dá)到建筑地面面積的 2% 以上，并滿足耐火完整性1小時(shí)（EI60）抗風(fēng)壓性能 3000Pa 等技術(shù)要求。系統(tǒng)應(yīng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)直接聯(lián)動(dòng)，配置開度傳感器和狀態(tài)反饋裝置，實(shí)現(xiàn)與消防控制室的實(shí)時(shí)通信。在安裝時(shí)，需采用防火膨脹密封條處理窗周縫隙，并建立月檢、季測(cè)、年審的維護(hù)制度，提供國(guó)家級(jí)消防檢測(cè)機(jī)構(gòu)出具的性能檢驗(yàn)報(bào)告[4]。

（二）有效運(yùn)用機(jī)械排煙方式

機(jī)械排煙是實(shí)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)煙霧迅速排出的一種有效方法，可顯著提升復(fù)雜建筑物的防火安全性，保障人員生命安全。在建筑設(shè)計(jì)中，需綜合分析建筑高度、使用功能和人流等因素，科學(xué)布局排煙機(jī)的數(shù)量和位置。在樓梯間、走廊等重要共用部位，安裝防煙風(fēng)扇，以迅速、高效排煙。根據(jù)使用要求，選用合適的風(fēng)扇型號(hào)和工作參數(shù)，確保其在高溫、霧霾等惡劣條件下正常工作。選用具有大空氣流量和高靜壓的風(fēng)機(jī)，確保連續(xù)、有效排煙。風(fēng)機(jī)需具備良好的阻燃和抗腐蝕能力，以保證在惡劣環(huán)境中的穩(wěn)定性。管道布置應(yīng)避開急彎和長(zhǎng)線，減小空氣阻力，材料需耐高溫、耐腐蝕，防止在火災(zāi)中破裂和滲漏。定期檢查和清洗管道，確保暢通。配置智能化控制器，在煙感傳感器偵測(cè)到煙氣時(shí)，自動(dòng)開啟風(fēng)機(jī)，并根據(jù)煙氣含量調(diào)整風(fēng)量和速度，保持最優(yōu)排煙狀態(tài)。綜合試驗(yàn)系統(tǒng)性能，為消防救援提供可靠的技術(shù)支持[5]。

（三）科學(xué)設(shè)置排煙機(jī)

建筑排煙系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)保障火災(zāi)時(shí)人員安全疏散至關(guān)重要。排煙風(fēng)機(jī)的選型與布置應(yīng)綜合考慮建筑高度、空間布局及使用功能等特點(diǎn)，通過精確計(jì)算確定所需風(fēng)量、風(fēng)壓等關(guān)鍵參數(shù)。對(duì)于大型綜合體等復(fù)雜建筑，應(yīng)選用高風(fēng)壓、大功率的專用排煙風(fēng)機(jī)，以應(yīng)對(duì)可能產(chǎn)生的大量煙氣。在具體布置上，需重點(diǎn)在樓梯間、走道等人員疏散通道和易積煙區(qū)域設(shè)置排煙設(shè)備，每個(gè)防火分區(qū)至少配置一臺(tái)，并盡可能靠近潛在的煙源位置。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需特別注意排煙管道的通暢性，避免因管道彎折或截面突變導(dǎo)致的氣流阻力增大。排煙系統(tǒng)應(yīng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)動(dòng)，通過煙氣探測(cè)裝置自動(dòng)啟動(dòng)并實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)排煙風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。為確保系統(tǒng)的可靠性，必須進(jìn)行包括單機(jī)測(cè)試、聯(lián)動(dòng)調(diào)試在內(nèi)的全面檢測(cè)，所有設(shè)備安裝和維護(hù)均需嚴(yán)格執(zhí)行《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251-2017）的相關(guān)規(guī)定，確保緊急情況下排煙系統(tǒng)能夠有效運(yùn)行。

（四）合理設(shè)置防排煙防火閥

防煙防火閥的正確安裝對(duì)阻止火災(zāi)時(shí)煙氣和火勢(shì)蔓延具有關(guān)鍵作用。應(yīng)根據(jù)建筑使用功能和防火分區(qū)要求，選用合適類型的手動(dòng)或自動(dòng)防火閥。防火閥需具備良好的耐火性能，能在高溫條件下正常工作。安裝位置應(yīng)選在管道交叉處、上下連接處以及消防分區(qū)交界處，通過合理設(shè)置，有效阻隔火源和延緩火勢(shì)發(fā)展。安裝時(shí)需避開易受損位置，確?；馂?zāi)時(shí)閥門功能正常。各消防分區(qū)和排煙口均應(yīng)設(shè)置防火閥，確保火災(zāi)時(shí)能快速切斷煙氣傳播路徑。閥門安裝方向、密封性能和電氣連接必須符合規(guī)范要求?？刂葡到y(tǒng)需配備備用電源，防止主電源故障影響閥門操作，并定期檢測(cè)維護(hù)，保證其在緊急狀態(tài)下可靠運(yùn)行。

（五）在豎向土建風(fēng)道中安裝防排煙風(fēng)管

在豎向土建風(fēng)道內(nèi)設(shè)置防排煙風(fēng)管是確保煙氣有效排放的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其安裝質(zhì)量直接影響系統(tǒng)性能和人員安全。施工前必須對(duì)土建風(fēng)道進(jìn)行三維尺寸復(fù)核，確認(rèn)軸線位置和內(nèi)徑尺寸符合設(shè)計(jì)要求，并徹底清理井道內(nèi)的建筑垃圾。風(fēng)管材料應(yīng)選用耐高溫、耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，保證在火災(zāi)高溫環(huán)境下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。風(fēng)管截面尺寸必須與實(shí)測(cè)風(fēng)道數(shù)據(jù)精確匹配，避免因尺寸偏差導(dǎo)致氣流損失。安裝過程中要確保風(fēng)管與土建風(fēng)道接口精準(zhǔn)對(duì)接，法蘭連接處采用防火密封材料處理，重點(diǎn)保證系統(tǒng)氣密性。風(fēng)管縱向安裝需保持不小于 2% 的排水坡度，防止冷凝水積聚。系統(tǒng)安裝完成后應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的耐壓測(cè)試和聯(lián)動(dòng)調(diào)試，驗(yàn)證排煙風(fēng)速、漏風(fēng)率等關(guān)鍵參數(shù)是否符合《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251-2017）的規(guī)定。要建立定期維護(hù)制度，及時(shí)清理風(fēng)管內(nèi)積灰和異物，確保系統(tǒng)長(zhǎng)期、可靠運(yùn)行。施工全過程需做好高空作業(yè)安全防護(hù)，并完整保存隱蔽工程影像、材料檢測(cè)報(bào)告等技術(shù)資料，為后期維護(hù)檢修提供依據(jù)。

（六）防排煙系統(tǒng)遠(yuǎn)程啟動(dòng)

遠(yuǎn)程啟動(dòng)功能顯著提升防排煙系統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)效率。合理配置遠(yuǎn)程啟動(dòng)系統(tǒng)，可在火災(zāi)初期快速激活排煙裝置，有效控制煙氣擴(kuò)散，為人員疏散爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。該系統(tǒng)通過智能控制系統(tǒng)、煙霧探測(cè)器和自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)火情自動(dòng)識(shí)別與設(shè)備快速響應(yīng)，確保30秒內(nèi)完成排煙設(shè)備啟動(dòng)。在施工過程中，需保障控制設(shè)備與排煙風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥等終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號(hào)傳輸?shù)目煽啃裕€纜敷設(shè)采用不低于B1級(jí)的耐火型線材，并設(shè)置獨(dú)立橋架與其他電力線路保持安全間距。控制系統(tǒng)的主干線路采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，末端設(shè)備采用星型連接，確保單點(diǎn)故障不影響整體系統(tǒng)運(yùn)行。

結(jié)語

綜上所述，本文從火災(zāi)安全角度出發(fā)，研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑中的煙氣控制與施工方法，以期強(qiáng)化設(shè)計(jì)者對(duì)火災(zāi)安全性的認(rèn)識(shí)，提升其專業(yè)素養(yǎng)，確保系統(tǒng)在火災(zāi)情況下能夠有效工作，為人群疏散和救援工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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