淺析高層建筑空調(diào)與通風系統(tǒng)的防排煙設計

摘 要：管道設計不當，會使高層建筑的空調(diào)通風管道系統(tǒng)成為火災的傳播通道，本文論述了通風空調(diào)管道系統(tǒng)的防排煙系統(tǒng)合理設計的重要性。

關鍵詞：高層建筑；防火；防排煙設計

引言：隨著高層建筑的發(fā)展，消防安全設計已日益引起高度重視，這是關系到國家財產(chǎn)和人民生命安全的大問題。目前在實際工作中尚無統(tǒng)一做法，某些措施規(guī)定尚有不明確、不易實施的地方。下面就設計及工程中的體會結合防火規(guī)范、技術措施談一些看法。

1 關于通風、空調(diào)系統(tǒng)的消防安全設計

現(xiàn)代化高層建筑的通風空調(diào)管道縱橫交錯，分布于大樓的各個部分，如果處理不好，管網(wǎng)就可能變成串火、助燃的大動脈，因此，設計時必須充分考慮完整的防火完全措施。

1.1 通風、空調(diào)系統(tǒng)的設置

1.1.1 根據(jù)防火要求，系統(tǒng)應按防火分區(qū)分層布置，一個系統(tǒng)不宜跨越兩個防火分區(qū)。必須豎向設置的系統(tǒng)一般不超過5層。每層均設有自動噴灑滅火設備的新排風系統(tǒng)可不受層數(shù)限制。

1.1.2 空調(diào)系統(tǒng)一般不應兼作火災時的排煙系統(tǒng)，如必須兼用時應設有安全可靠的自動切換閥門及電動密閉門。對于一般排煙系統(tǒng)，可設計成兼做火災時的排煙系統(tǒng)，其風量、管道及設備均應滿足排煙系統(tǒng)的設計要求。

1.2 系統(tǒng)安全措施

1.2.1 若一個系統(tǒng)需要跨越防火分區(qū)時，在跨越防火墻時，管道必須內(nèi)設防火閥，穿越伸縮縫或變形墻處。在貼近伸縮縫或變形墻兩側要設防火閥，風管與墻壁間的縫隙必須用非燃材料填充或密封。風管的安裝，應牢固不變形，如圖1所示。

圖1

1.2.2 豎向的新、排風管道應置于管道井內(nèi)，內(nèi)壁應用耐火等級為1小時的非燃材料，壁上的檢修門應為乙級防火門。豎風道與每層的支管連接必須在貼近井壁外側的地方設置防火閥。每隔2-3層的樓板處，管道豎井應用相同耐火等級的非燃材料做防火分離，如圖2所示。

1.2.3 冷凍機房，空調(diào)通風機房之墻體結材應為≤3小時的耐火等級，樓要反應為≤2小時的耐火等級，機房門應采用甲級防火門。

1.3 風管及保溫一般風管鐵皮厚度按通風、空調(diào)設計要求，但穿越防火墻、伸縮縫及防火閥連接處的風管鐵皮厚度為1mm或1mm以上。管道保溫應用自熄性非燃保溫材料。跨越防火墻、伸縮縫及裝設電加熱器的管道保溫（前后各800mm長度范圍內(nèi)）必須用非燃材料，其厚度應≤35mm）。

2 防排煙系統(tǒng)設計

凡屬高層建筑的防、排煙設計，應根據(jù)建筑平面、消防樓梯、消防電梯及其前室的布局全面考慮系統(tǒng)的設置。對高層建筑來說，前室是必不可少的，因為前室既是疏散的緩沖地帶，又是防火的“橋頭堡”，同時可防止和減少樓梯豎井的煙囪效應。樓梯間、電梯間及其前室為正壓區(qū)（機械增壓區(qū)），走道為負壓區(qū)（排煙區(qū)）。梯間正壓>前室正壓>走道壓力。不管樓梯間及其前室是否靠外墻或有無外墻，非敞開式樓梯不能做自然或機械排風煙道，而設置機械正壓送風系統(tǒng)，以使疏散通道不能被煙氣污染。

2.1 機械正壓送風系統(tǒng)

消防樓梯、消防電梯及其分開獨立設置機械正壓送風系統(tǒng)是比較安全合理的，同時也便于管理和控制。

2.1.1各部位機械加壓送風量可按下列各表格選定。

表1 防煙樓梯間（前室不送風）的加壓送風量

系統(tǒng)負擔層數(shù)

加壓送風量m3/h

<～20層

25000～30000

20層～32層

35000～40000

表2 防煙樓梯間及其合用前室的分別加壓送風量

系統(tǒng)負擔層數(shù)

送風部位

加壓送風量m3/h

<20層

防煙樓梯間

16000～20000

合用前室

12000～16000

20層～32層

防煙樓梯間

20000～25000

合用前室

18000～22000

表3 防煙電梯間前室的加壓送風量

系統(tǒng)負擔層數(shù)

加壓送風量m3/h

<～20層

15000～20000

20層～32層

22000～27000

防煙樓梯間采用自然排煙，前室或者合用前室。

表4 不具備自然排煙條件的送風量

系統(tǒng)負擔層數(shù)

加壓送風量m3/h

<～20層

22000～27000

20層～32層

28000～32000

2.1.2 正壓送風口的設置樓梯間根據(jù)總風量每隔1～2層設置一個敞開風口，前室按照計算總風量時確定的同時開啟3個或2個風口設置，風口斷面依風速為7m？s確定。

2.2 機械排煙系統(tǒng)

2.2.1 設置范圍

對于一類建筑和高度超過32m的二類建筑，符合以下條件的均應設機械排風系統(tǒng)。①無直接天然采光和自然通風，內(nèi)走道長度>20m，或有天然采光和自然通風但內(nèi)走道長度>60m。②面積>100m2，且經(jīng)常有人停留或有較多可燃物的房間、無法開窗的及地下的房間。

2.2.2 系統(tǒng)設置和排煙量計算

內(nèi)走道可按水平防火分區(qū)設置垂直排煙系統(tǒng)，風量按60m3？m2h計算。當房間與走道之間的門為防火門時可只計算走道面積。為普通門時，計算面積應適當增加一部分房間面積，即根據(jù)排煙區(qū)域的大小增加該區(qū)房間面積的1？8～1？4。上面計算出的風量應大于與之相對應的正壓送風量的30%左右以維持著火區(qū)的負壓。因著火層及其上下鄰層有正壓送風，所以排煙應集中于著火層。按著火層面積計算風量。但系統(tǒng)總風量，即用做選擇風機時的風量應乘以113～115漏風系數(shù)。對于超高層的建筑可同時計算兩個著火層，如中間有避難層可分為兩個系統(tǒng)設置。符合排煙要求的公用區(qū)域，排煙系統(tǒng)不可跨越兩個防火分區(qū)，若一個防火分區(qū)太大，可內(nèi)設兩個以上的排煙系統(tǒng)，即排煙分區(qū)。排煙系統(tǒng)的風量根據(jù)房間的高度決定，高度>10m按6次？h換氣計算，高度≤10m按60m3？m2h計算。對于兼做平時排風的系統(tǒng)，其排風量應與以上計算的風量進行比較，取其中較大者。

2.2.3 排煙口的設置

內(nèi)走道的風口設于每層的頂棚或近頂棚的墻面上，盡量位于排煙區(qū)的中部。風口斷面按總風量、排煙口風速10m？s左右及同時開啟一只計算，見圖4。公用區(qū)的排煙口，可根據(jù)系統(tǒng)實際情況，盡量在排風區(qū)內(nèi)均勻布置，同一系統(tǒng)排煙口，數(shù)量不宜太多，排風口風速以10m？s為宜。

2.3 正壓送風、排煙管道及系統(tǒng)控制

2.3.1 管道應保持不變形、不脫落、不漏氣。管材最好用薄鋼板或鍍鋅鋼板。正壓送風的管道鋼板厚度可按一般通風管道要求選用，但要保證其強度和剛度，安裝時要密封。排煙管道還要考慮其耐燃等級，管道鋼板厚度可按管道斷面選擇：管徑或矩形管長邊<450mm，D=1m？m；管徑或矩形管長邊450～1000mm，D=1.5m？m；管徑或矩形管長邊>1000mm，D=2m？m。當對管道采取特別加固措施時，也可一律用1m？m厚度鋼板。特殊情況，如一定要用非金屬非燃材料做管道時，應保證堅固，不宜損壞，不宜脫落，內(nèi)壁光滑，絕對不漏氣。管道斷面積可按v=15-20m？s選擇計算。

2.3.2 正壓送風管道可置于非燃材料筑成的管井內(nèi)，不需保溫。排煙管道如從一防火區(qū)穿越至另一防火區(qū)時，應對穿越的管道部分進行厚度為25mm非燃材料保溫，如排煙管道設于非燃材料的管井內(nèi)時，可不保溫。穿越防火墻的管道，應采取特殊加固措施，并用非燃材料密封填充其縫隙。對垂直管井同樣應每隔2-3層在樓板處用相同耐火等級的非燃材料做防火分隔。

2.3.3 系統(tǒng)控制及其他

消防樓梯間的正壓送風口為敞開風口，無須控制，前室的正壓送風口應為電動控制門（平時處于半閉狀態(tài)）。風口應能按照計算層數(shù)任意開啟相鄰3層或相鄰2層，同時能連鎖啟動正壓送風機。排煙口為平時處于關閉狀態(tài)的電動排煙門，任意啟動一層排煙門均能連鎖開啟排煙風機，排煙風機前的管道內(nèi)必須裝設熔點為280℃的防火閥，穿越機房樓板、防火墻及風機入口的管道內(nèi)也應安裝，且此閥必須能聯(lián)鎖關閉排煙風機。有關消防設備應由消防中心統(tǒng)一分區(qū)分段分部門集中控制、啟動和操作，不宜與報警裝置聯(lián)動或全自動啟閉，以免誤報引起混亂。送風機、排煙風機及電動送風、排煙門應有開關反饋信號。

正壓送風機可用一般風機。其吸風口應設非燃或不宜受煙氣污染的區(qū)域，為防意外，風機吸入口應設煙感元件與風機聯(lián)鎖。排煙系統(tǒng)排出的煙氣注意不要造成新的災情，所有防火閥均應考慮檢修及更換方便。