關于機械排煙設計方法與要求的探討

文/劉偉（遼寧省鞍山市消防支隊)

隨著我國經濟建設的不斷發展和城市現代化的加快，高層建筑不斷涌現，高層建筑由于層數多，人員物質相對集中，功能復雜，用電量大，稍有不慎，即可釀成大災，造成重大的人員傷亡和財產損失，而高層火災中的煙氣是危害人員生命的重要因素，通過對建筑的統計分析表明，火災中死亡人數有50%左右是被煙氣毒死的，因此設置機械排煙系統非常重要，然而一些高層建筑排煙設計與安裝的現狀并不理想，存在很多問題，導致該系統不符合《高層民用建筑設計防火規范》規定，一旦發生火災勢必造成火勢迅速蔓延，影響人員疏散和火災撲救，造成人員重大傷亡。

研究表明，一個設計優良的機械排煙系統在火災時能排出80%熱量，使火災溫度大大降低，從而對人員的疏散和火災的撲救起著及其重要的作用，為了確保機械排煙系統在發生火災時能有效發揮作用，設計時應對機械排煙系統在火災時能夠有效發揮作用，設計時應對機械排煙部位的確定、防火分區的劃分、排煙口的位置、風道的設計等進行認真的考慮與分析，同時嚴格按照《高規》的有關規定進行設計與施工，確保萬無一失。下邊結合工作實際，對高層民用建筑機械排煙系統常見的設計方法與要求進行簡要論述。

1、排煙系統和通風系統分開設置

分開設置在技術上容易解決，按規范要求分別確定各自系統參數，按如下步驟設計就行了。

排煙系統設計：

確定排煙部位——劃分防煙分區——計算排煙量——管路計算——確定排煙口位置及數量——選擇排煙風機——設計完成。

火災發生時，由火災報警控制系統將通風系統關閉，排煙風機在排煙口開啟后，啟動排煙風機開始排煙。

2、排煙系統與送風系統合用

排煙系統與新風系統主要是合用風管部分，所以風管有效截面積應按排煙系統設計要求確定，排煙風機和新風機分別獨立設置在風管的末端，采用電動防火閥切換，平時關閉排煙風機，開向排煙風機的防火閥關閉，開向送風機的防火閥開啟，送風口新風機運行送風.火災時關閉送風機排煙風機的防火閥開啟，排煙口開啟，排煙機運行進行排煙，控制由報警系統通過對送風、排風風機、防火閥、送風口、排煙口控制完成。

3、高層建筑地下室排風與排煙系統合用排煙口與排風口分開設置的機械排煙系統

該系統中排煙口均為帶排煙防火閥的排煙口6，安裝在各防煙分區的排煙支管頂面，平時排煙口關閉不參與排風。

在排煙支管還安裝有專用的排風支管，各條排風支管上安裝有防火閥7和上部排風口8，下部排風口9.通常上部排風口排出1/3風量，下部排風口排出2/3風量，防火閥7是保證系統正常排煙的閥門，它除具有70℃自閥功能處，還必須具有電信號關閉的重要功能，當系統接到聯動控制信號打開排煙口6時，系統的排煙風機即由排風工況轉變為排煙工況，同時必須聯動關閉防火閥7.在設計上經常不賦予防火閥7電信號的關閉功能，誤以為防火閥7自身具有70℃自閉功能已經足夠，這種做法大大削弱了系統在火災初期的排煙效率。因為火災煙氣在浮力下升騰，運動于頂板之下被排煙口排走；早期火災煙氣層薄，排風支管上的8號排風口不可能接觸到煙氣，所以，如不關閉7號防火閥，系統的所有排風口都在吸入空氣，系統的排煙口的排煙效率極差。當防火閥7在環境溫度70度時自動關閉，這時已經是煙氣界面已下降時淹沒防火閥8的火災中期了。

圖1 排風與排煙系統合用排煙口與排風口分開設置的機械排煙系統示意圖

4、高層建筑地下室排煙與排風合用排煙口與排風口合并設置的排煙系統

由于該系統的排煙口平時是開啟的，所以給火災時的排煙在控制上增加了難度。這種系統的控制方式是，平時系統處于排風工況運行，各排煙口的控制閥均為排煙防火閥，并保持開啟狀態。當系統接到火警信號轉變為排煙工況時，著火的防煙分區排煙支管上的排煙防火閥5仍保持開啟，聯動信號只將非著火防煙分區排煙支管上的排煙防火閥5全部關閉，實現只有著火區排煙的運行模式，當火勢增大，溫度達到280℃時，排煙口的排煙防火閥關閉，這種運行控制以控制排煙支管上的排煙防火閥較為方便。

圖2 排煙與排風合用排煙口與排風口合并設置的排煙系統示意圖

5.空氣調節系統與機械排煙系統合用

機械排煙系統與通風空氣調節系統一般應分開設置，當有條件利用通風調節系統進行排煙時，則也可以綜合利用，但是必須采取相應的安全措施，如;沒有火災時能將通風空氣調節系統自動切換為排煙系統。

圖3 排煙系統空氣調節系統與機械排煙系統合用示意圖

閥門的正確設置是保證兩種系統功能相互切換，成功的關鍵一環，排煙（風）管道則必須按排煙系統的要求來設置閥門，關鍵是在排煙支管上及各個防煙分區的連接處設置防火閥，并與火災自動報警系統聯動，火災時,著火防煙分區內的閥門仍處在開啟狀態，其它防煙分區的閥門應全部關閉。

如何合理進行機械排煙設計是一個較復雜的技術問題，對建筑火災控制至關重要，所以在設計審核中必須認真研究，慎重解決。