高層民用建筑防排煙設施芻議

【摘要】文章指出自然排煙、機械排煙、機械防煙設計中的存在問題，并指出了各種問題所產生的原因和可能的后果，進而就如何完善高層民用建筑防排煙設施，提出了防排煙系統的方式選用、數據確定、系統布置等方法。

【關鍵詞】自然排煙；機械排煙；機械防煙；對策處理

1.自然排煙存在的問題

自然排煙是一種經濟、簡單、易操作、維護管理方便的排煙方式，但由于部分工程在設計、施工過程中不按規范要求進行，往往導致工程完工后，自然排煙設施不具備排煙作用，分析其原因主要有以下幾個方面：

1.1自然排煙窗的設置位置不當

從自然排煙效果考慮，排煙窗應盡量靠近墻的上部設置，目前有相當數量的自然排煙窗不是設置在墻的上部，而是下部，距頂板、吊頂的距離較大，不利于自然排煙。另外有些安裝高度較高、開啟困難的排煙窗也未安裝開啟操作裝置，不利火災情況下排煙窗的開啟。

1.2開窗凈面積不足影響排煙效果

側拉窗可開啟凈面積占整窗面積百分比為45%；平開窗可開啟凈面積占整窗面積百分比為90%（但高層民用建筑內極少采用）；上翻窗可開啟凈面積占整窗面積百分比為30%。從建筑結構和平面布局來說，高層民用建筑采用自然排煙方式符合現行規范的難度極大。

1.3自然排煙窗的結構形式不合理

《高規》第8.2.4條規定：“排煙窗宜設置在上方，并應有方便開啟的裝置”。高層建筑內自然排煙窗靠人員手動開啟是不現實的，雖然可以設置傳動裝置，實現聯動、遠程手動、自動打開，但其傳動機構、聯動裝置的造價極為高昂，而且對于廣泛采用的側拉窗而言，目前國內尚無廠家生產，無法實現。因此高層民用建筑內排煙窗均未設置傳動開啟裝置，甚至作為火災排煙用的天窗、高位窗亦不設傳動開啟裝置。

2.設置機械防煙設施部位所要求的余壓值難以形成

機械防煙是在保持防煙樓梯間及其前室有足夠的壓力，以便使火災期間引起的煙氣不能進入樓梯間及其前室的基礎上提出的。這種系統較簡單，但有關風量、風速必須詳細計算。

2.1應設機械防煙設施的部位未按規范要求設置

對于建筑高度超過50米的一類公共建筑和建筑高度超過100米的居住建筑以及不具備自然排煙條件的防煙樓梯間及其前室、消防電梯前室或合用前室、避難層（間）均宜設置機械防煙系統。從安全角度考慮，樓梯間及其前室都需要保持正壓，但對靠外墻且有窗的樓梯間，當火災發生后，因個別窗子開著或玻璃損壞，就難以保持所需要的正壓值，達不到防煙效果。

2.2送風口設置不符合要求

有的豎向機械防煙系統的送風口采用同一規格尺寸的固定百葉窗式常開風口，但由于沒有進行等截面等送風量的設計計算，致使各處送風口的風量、風速嚴重不平衡，離風機較近的送風口的風量較大，末端的送風口的風速、風量接近于零。

2.3風管豎井施工質量差，漏風嚴重

有相當多的工程因送風豎井不抹灰、管道連接不嚴實，常閉風口關閉不嚴密，漏風十分嚴重，導致送風口風速、風量達不到規范要求。加之管道過長、內表面不光滑、彎頭轉角多以及有的管道內有雜物未清理等造成管道內阻力大，影響煙氣流速，致使有時難以測到風口風速。

2.4加壓送風機的設置與選型考慮不周

有些工程設計將加壓送風機設在上部設備層或下部設備層某一機房內，但未考慮新風進風通路，當機房的門處于關閉狀態時，室外新風將無法進入，嚴重影響加壓送風效果（僅靠門窗縫隙進風是難以滿足加壓送風要求的）

3.機械排煙設施的排煙效果不明顯

機械排煙是考慮人員進行疏散時，不使煙氣帶入前室而應及時排出的一種強制排煙方式，并要組織好前室內的氣流，否則會因送風口與排煙口位置設置的不當而導致煙氣不能順利排出，而難以達到預期的排煙目的，造成這種現象的原因有以下幾種：

3.1防煙分區劃分不合理

有些建筑面積較大的地下室的機械排煙系統有跨越防火分區的現象；防煙分區超面積的現象也較普遍；防煙分區之間不按規范規定設擋煙設施的現象較為突出，有相當一部分工程，尤其是大型商場設置機械排煙的部位未按規范要求在吊頂下設置擋煙垂壁，有些建筑的梁雖然可以起到擋煙垂壁的作用，但是由于排煙系統的排煙管道和排煙口未按規范要求設在頂棚或靠近頂棚的墻面上，而是設在梁的下面，就失去了擋煙作用。

3.2排煙口的設置不當

當用隔墻或擋煙垂壁劃分為防煙分區時，有些工程不能滿足每個防煙分區分別設置排煙口，并應盡量設在防煙分區的中心部位，且至該防煙分區最遠點的水平距離不應超過3 0米的要求。

3.3排煙管道的設置不當

當排煙管道穿過擋煙墻時兩者之間的空隙未用水泥砂漿等非燃材料嚴密填塞，安裝牢固，使其具有良好的氣密性；有些排煙管道外表面與可燃構件的距離小于0.15米，難以滿足規范要求；當排煙管道與排煙機采用法蘭連接時或為了防震而采用非燃燒的軟性連接，軟接頭與管道連接不嚴密；還有個別單位取消了豎井到吊頂風口的分支風管，利用吊頂空間代替排煙管道，造成常有漏煙現象。

4.處理對策

防排煙技術的應用存在著較多不盡人意的地方，在高層民用建筑防排煙系統的設計過程中，應從高層民用建筑防排煙系統的方式選用、數據確定、系統布置、維護和監督管理等方面解決實際問題。

4.1正確選用排煙方式

正確的排煙方式是高層民用建筑安全性能的重要保障。筆者根據工作經驗、相關技術標準，認為排煙系統的選用要素為：自然排煙優于機械排煙，空間排煙首選機械排煙，自然排煙避讓高層排煙。

4.2合理確定排煙數據

《高規》關于“排煙口風速不宜大于10m/s”，“最小排煙量不應小于7200m3/h”等的規定給人形成風速愈小愈好，排煙量愈大愈好的誤導，這不但造成投資浪費，而且還會造成火勢蔓延。設計人員因根據建筑物的特性、構造、可燃荷載、環境等綜合因素合理確定排煙量、風速等排煙系統基本數據的范圍，此范圍的上限和下限，應嚴格借鑒公安消防研究部門研究測試結果，嚴格校核漏風量和風力損失等，做到經濟合理。

4.3精心設計排煙布置

4.3.1自然排煙

自然排煙的設計應充分考慮排煙窗的有效開口面積，注意設置不同朝向的可開啟排煙窗，對無法手動開啟的排煙窗應設置機械傳動裝置。

4.3.2機械排煙

機械排煙的設計主要考慮三個方面。一是合理組織煙氣流動。火災狀態下，機械送風口（或新風入口）的位置與機械排煙口的位置不宜過近，同時送風的速度不宜過快，防止機械氣流與火災煙氣流沖突，將火災煙氣流擾亂、稀釋，確保火災煙氣流與排煙方向保持一致。建議采用著火防煙分區機械排煙，相鄰防煙分區機械送風的方式。二是嚴格布置排煙管道、排煙口。根據排煙量、排煙風速、風管材料、風口型式、風力損失等，認真計算出各段煙道的截面積、排煙口的開口面積、排煙口的設置位置、數量等，達到既合理又滿足規范的要求。三是認真設計火災聯動控制。機械排煙系統與火災自動報警系統的作用效果均體現在火災初期，是有機統一的整體。因此排煙系統的聯動控制極為重要，要滿足排煙口手動或自動打開，直接啟動排煙機；排煙防火閥打開（關閉），聯鎖啟動（關閉）排煙機；火災自動報警系統遠程手動（多線）控制和聯動（總線）控制排煙機等要求。

總之，在高層建筑中安裝行之有效的排煙設施是安全疏散、搶險救援的需要，開展高層建筑火災的試驗研究，完善火災煙氣流動模型，出臺專門的完整的排煙設計規范，解決防排煙設計中的實際問題，是高層建筑日益發展的必然趨勢和現實需要。