地下建筑防排煙系統設計常見問題及對策淺析

肖 娥

(上海寶山區消防支隊，上海 201900)

地下建筑防排煙系統設計常見問題及對策淺析

肖 娥

(上海寶山區消防支隊，上海 201900)

針對地下建筑結構相對密閉、人員疏散困難、火災撲救困難等特征，分析了在此類建筑設置防排煙系統的重要性，并從地下建筑防排煙系統設計、常見問題等不同方面，就系統設置、排煙設施設置、室外進(排)風口設置、排煙風機房設置、防火閥設置等問題做了分析并提出對策建議。

地下建筑；消防；防排煙系統

據火災數據分析，可燃物在燃燒過程中會產生大量的CO、CO2、HF、HCl、H2S等有毒成分，火災死亡人數中由于吸入有毒煙氣窒息而死的占到總數的80%左右。因此，建筑防排煙系統的設置顯得尤為重要，同時該系統運行正常也是爭取救援時間的重要保障之一。防排煙系統是現代建筑消防設施的重要組成部分，不同場所設置的重點、要求不同，在實際運用中才能發揮應有的效果。下面就地下建筑的防排煙系統設計談一點看法。

一、防排煙系統的組成及設計原理

防排煙系統主要由送(排)風管道、管井、防火閥、手動控制裝置、送(排)風機等設備組成。其設計原理就是對煙氣的控制過程，即當建筑內部某個房間或部位起火產生煙氣，采取有效手段對煙氣的流動加以控制，確保煙氣能控制在一定區域內流動，同時，分區域把火災產生的煙氣和熱量迅速排除，以利于人員的疏散和火災撲救；其次，對疏散樓梯間、前室等人員疏散通道不能有煙氣進入的區域采用機械加壓送風的防煙措施，阻止煙氣擴散。

二、地下建筑的火災危險特征

地下建筑從其使用功能可分為地下汽車庫、地下設備用房、地下商業、地下歌舞娛樂場所等幾類，其都具有以下共同火災危險特征：(1)火災荷載大，人員密度大。目前，地下空間大多被用作地下車庫以及百貨、餐飲、娛樂等商業模式，其存放、銷售的產品大都為可燃物、易燃物，燃燒速度快，發煙量大，燃燒產生煙氣溫度高、毒性大，煙氣難以排出。當其作為商業、歌舞娛樂場所、超市時，人員密度指標遠遠超過《建筑設計防火規范》(GB 50016-2014，以下簡稱《建規》)[1]關于地下一層人員密度的規定。(2)密閉性高，疏散條件、通風條件差。地下建筑疏散出口大多不能直通室外，通風、采光極差，建筑密閉性高，一旦發生火災，可燃物產生的大量煙霧將從起火部位以極快的速度向四處擴散，并呈現聚集不散的狀態。地下建筑與地上建筑相比較，不利于人員生命安全的關鍵是人員的疏散方向與煙氣的蔓延方向相同。煙氣向上流動的速度為1.5～7.5 m·s-1，人上樓的速度最快為0.6 m·s-1，煙氣流動的速度方向導致人員難以疏散。(3)能見度低，疏散時間長，極易發生擁塞現象。地下建筑基本不具備自然采光條件，發生火災時，主要依靠建筑自身應急照明系統，規范要求應急照明照度要達到0.5 Lx，但大多建筑由于維護保養不到位，實際運用中難以達到規范照度，一旦發生火災，人員容易恐慌，極易造成疏散出口擁塞或找不到疏散出口的現象。

三、地下建筑防排煙系統設計的重點

(一)合理劃分防煙分區

防煙分區是阻擋火災中煙氣蔓延的措施，地下建筑防排煙設計首要重點就是要合理劃分防煙分區，一般應遵循以下劃分原則：(1)防煙分區不得跨越防火分區；(2)每個防煙分區建筑面積不應超過規范要求[1]；(3)一般按每個樓層水平方向劃分防煙分區，一個水平面可以含多個防煙分區，不允許在垂直方向跨越不同樓層劃分防煙分區；(4)對于不同功能的場所，應單獨劃分防排煙分區。

(二)準確計算排煙量

排煙系統擔負1個防煙分區時，以60 m3·h-1·m-2排煙量計算；擔負2個及2個以上防煙分區時，以120 m3·h-1·m-2排煙量計算[2]。另外，對于地下車庫等場所，通常以每小時換氣次數6～10次來計算排煙量[3]。根據計算出的排煙量來確定排煙風機的容量。多個防煙分區共用一套排煙設備時，排煙風機容量應按最大的一個區域的面積計算。

(三)選擇適合的防排煙方式

排煙方式分為自然排煙和機械排煙兩種。自然排煙方式可利用天窗、排煙豎井等垂直通道進行排煙。鑒于地下建筑結構的特殊性，不建議單獨采用自然排煙方式，最好采用全面通風排煙方式。排煙口與送風口的設置位置至關重要，單出口地下建筑，如單車道地下車庫可利用出入口自然補風，排煙口則應設置在遠離地下車庫出入口的盡頭上部。這樣布置，可形成良好的對流，有利于排煙，節約成本。多出口地下建筑排煙，一般從一個出入口送風，另一個出入口排煙，送風口應盡量遠離排煙口。其余出入口仍可作為自然排煙口。大型復雜的地下建筑，排煙口與疏散通道要有一定的距離，疏散通道應采用正壓送風防煙方式，確保疏散通道安全無煙。

四、地下建筑防排煙常見問題及對策

(一)系統設置問題

地下建筑如滿足規范規定的排煙條件時，都應設置排煙設施，但在設置過程中，通常沒有根據不同的使用功能分開設置。例如車庫與設備用房等合用的地下室，功能復雜的商業區域等。這樣設置存在的問題是：(1)汽車庫及各類房間合用機械排風兼排煙系統，火災發生時依賴自動報警系統切換風閥和設備改變系統服務/保護范圍和性質，致使系統安全可靠性差；(2)大量使用電動風閥等帶動執行機構，故障率高；(3)系統適用性差；(4)系統造價高，能耗高。采取的對策為：(1)機械排煙系統與通風、空氣調節系統，一般情況下均要求分開設置；(2)按《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》8.1.5條[3](設有通風系統的汽車庫，其通風系統宜獨立設置)規定，一般情況下均要求分開設置；(3)按《采暖通風與空氣調節設計規范》5.1.12條[4]、《全國民用建筑工程設計技術措施/暖通空調動力》4.1.3條、4.4.1條、4.4.2條[5]等要求，從適用、經濟、安全可靠的基本設計原則出發，要求分開設置。

(二)地下建筑某些部位排煙設施設置問題

《建規》第8.5.4條[1]規定，地下或半地下建筑(室)、地上建筑內的無窗房間，當總建筑面積大于200 m2或一個房間建筑面積大于50 m2,且經常有人停留或可燃物較多時，應設置排煙設施。然而在實際工程當中，許多地下室的設備房間并沒有考慮規范的限定條件，只依據面積要求，設置了排煙設施。這樣存在的問題是：(1)水泵房等設備用房設置排煙設施；(2)自行車庫等房間設置排煙設施；(3)采用氣體滅火系統的房間設置排煙設施。采取的對策為：(1)水泵房、變配電房(使用干式變壓器、少油或真空開關)、柴油發電機房等設備用房無可燃物或可燃物甚少，除非與值班室合建，一般也無人經常停留，因此，不需要設置排煙設施。正因為如此《人民防空工程設計防火規范》(以下簡稱《人防規范》)第4.1.4條[2]規定，水泵房、污水泵房等無可燃物的房間，其面積可不計入防火分區的面積之內。上海地標《民用建筑防排煙技術規程》第4.1.2條[6]明確地將機電用房列為“可不設排煙系統”的部位。(2)按《人防規范》[2]解釋，溜冰館的冰場、游泳館的游泳池、射擊館的靶道區和保齡球館的球道區等無可燃物或無人員停留，自行車庫屬于戊類物品庫，摩托車庫屬于丁類物品庫(4.1.3條)。對比《建規》的規定，可見這些部位(除非面積過大)也可不設置排煙設施。(3)按《建規》8.3.9條[1]規定，重要且火災危險性較大的機房和貴重設備室、珍藏室、檔案庫等設氣體滅火系統。氣體滅火系統的工作機理就是在有限的空間內，噴放滅火劑窒息滅火。因此，應嚴格落實《氣體滅火系統設計規范》第3.2.9條和6.0.4條[7]的要求，實現各閥門滅火前的自動關閉控制以及滅火后的通風清潔換氣，不必畫蛇添足。

(三)補風口與排煙口的設置問題

地下建筑密閉性較強，為了保證正常的排煙效果，一般應設置補風。補風口與排煙口的設置是一個重要問題。通常存在的問題是：(1)補風口、排煙口貼鄰布置；(2)排煙口設置在安全出口正上方，與安全出口無距離；(3)風口尺寸按連接風管尺寸計算，導致有效面積不足。采取的對策為：(1)補風口可設置在本防煙分區內，也可設置在其他防煙分區內，當補風口與排煙口設置在同一防煙分區內時，補風口應設在儲煙倉下沿以下，且補風口應與儲煙倉、排煙口保持盡可能大的間距，這樣才不會擾動煙氣，也不會使冷熱氣流對撞，造成煙氣的混流；(2)補風口與排煙口水平距離不應小于5 m；(3)排煙口的大小不應簡單按連接風管的管徑確定，應當按有效通風面積計算確定；(4)所有設于外墻或地面豎井上的補、排煙口都應按《建筑工程設計文件編制深度規定》4.7.5條[8]的要求，明確標注尺寸和安裝高度。

(四)排煙風機房設置問題

為保證排煙風機在排煙工作條件下，能正常連續運行30 min，防止風機直接被火焰威脅，就必須有一個安全的空間放置排煙風機。當條件受到限制時，也應有防火保護。通常存在的問題是：風機吊裝，入口設排煙防火閥但無機房。采取的對策為：排煙風機應設置在專用機房內，該房間應采用耐火極限不低于2.0 h的隔墻和1.5 h的樓板及甲級防火門與其他部位隔開。

(五)防火閥或排煙防火閥設置使用問題

防火閥一般安裝在通風、空調系統的送、回風管路上，平時呈開啟狀態，火災時當管道內氣體溫度達到70 ℃時，易熔片熔斷，閥門在扭簧力作用下自動關閉，起隔煙阻火作用。排煙防火閥一般安裝在排煙系統管路上，平時呈關閉狀態，火災時手動或電動開啟，起排煙作用，當排煙管道內煙氣溫度達到280 ℃時關閉。通常存在的問題是：(1)防火閥或排煙防火閥遠離防火墻安裝；(2)“裸裝”的通風空調設備前/后設置多余的防火閥；(3)住宅廚房、衛生間排風支管重復設置防火閥。采取的對策為：(1)防火閥或排煙防火閥應按《建規》10.3.14條[1]的要求，靠近防火分隔處設置，“距墻表面不應大于200 mm”，確有困難時，上述風閥與防火分隔之間的風管應采取隔熱防火措施；(2)防火閥的設置應按《建規》9.3.13條[1]的規定執行；(3)排風豎井，排風支管上不需要重復設置防火閥。

五、結束語

防排煙系統設計是地下建筑消防設計的重中之重，其可靠性、合理性關乎人身安全。因此，筆者認為防煙、排煙消防設計必須完整、準確地執行現行有關的國家標準規范。對于新生、邊緣問題的處理，更應綜合權衡，慎之又慎。

[1] GB 50016-2014，建筑設計防火規范[S].

[2] GB 50098-2009，人民防空工程設計防火規范[S].

[3] GB 50067-97,汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范[S].

[4] GB 50019-2003,采暖通風與空氣調節設計規范[S].

[5] 全國民用建筑工程設計技術措施/暖通空調動力(2009年版)[Z].

[6] DGJ 08-88-2000,民用建筑防排煙技術規程[S].

[7] GB 50370-2005,氣體滅火系統設計規范[S].

[8] 建筑工程設計文件編制深度規定(2008年版)[Z].

(責任編輯 李 蕾)

Discussion on the Frequent Problems and Countermeasures of Smoke Management System in Underground Construction

XIAO E

(BaoshanDistrictMunicipalFireBrigade,Shanghai201900,China)

This essay, in connection with the characteristics of the underground construction, analyses the importance of the smoke prevention and exhaustion system in the fire, and thereby, further discusses the design and the frequent problems of this system, and then puts forward the countermeasures.

underground construction; fire protection; smoke management system

2015-06-26

肖娥(1983— )，女，湖北石首人，助理工程師。

D631.6

A

1008-2077(2015)08-0066-03