高層建筑防排煙設(shè)計(jì)中常見問題分析及對(duì)策探討

艾進(jìn)

（貴州山水水電工程顧問有限公司 貴州貴陽(yáng) 550000）

高層建筑防排煙設(shè)計(jì)中常見問題分析及對(duì)策探討

艾進(jìn)

（貴州山水水電工程顧問有限公司 貴州貴陽(yáng) 550000）

在高層建筑設(shè)計(jì)中，排煙系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)意義重大，一方面通過排煙系統(tǒng)能夠有效排除高層建筑居民日常生活所產(chǎn)生的煙氣，從而改善空氣環(huán)境，提高居住質(zhì)量；另一方面，防排煙系統(tǒng)在火災(zāi)防范、撲救中具有重要作用，能夠有效減少煙氣窒息等事故的發(fā)生。對(duì)此，本文首先介紹了常見的建筑防排煙方式，并詳細(xì)分析了高層建筑防排煙系統(tǒng)中的常見問題，然后提出了一系列高層建筑防排煙設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)策，以保障高層建筑防排煙效果。

高層建筑；防排煙設(shè)計(jì)；對(duì)策

1 引言

高層建筑防排煙系統(tǒng)對(duì)于防范火災(zāi)至關(guān)重要，根據(jù)調(diào)查顯示，近年來(lái)高層建筑火災(zāi)已經(jīng)給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了巨大威脅，很多人員傷亡都是因?yàn)闊煔馑斐傻闹舷⒒蛘咧卸舅鶎?dǎo)致的。基于此，探究有效對(duì)策使得火災(zāi)發(fā)生時(shí)迅速排除煙氣至關(guān)重要。

2 建筑防排煙方式

建筑防排煙工程主要涉及兩個(gè)方面，防煙和排煙。防煙主要是利用某種措施避免煙氣從有煙區(qū)擴(kuò)散到無(wú)煙區(qū)，并且盡可能的降低著火區(qū)域內(nèi)的煙氣量；排煙就是通過有效措施盡快把煙從煙區(qū)中排放到大氣中。在具體工程中，防煙系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)分別起到了防止煙氣擴(kuò)散和盡快排煙的作用。據(jù)相關(guān)規(guī)定，建筑內(nèi)的排煙可以使用開啟外窗等自然排煙方式或機(jī)械排煙方式；防煙可采用機(jī)械加壓送風(fēng)的方式。

2.1 自然排煙

自然排煙主要是指通過自然力的作用，保持室內(nèi)外空氣的流通，形成風(fēng)壓，或者是通過空氣的流動(dòng)使可燃物的燃燒形成不均勻的室內(nèi)外熱壓，從而自然排煙。

2.2 機(jī)械排煙

機(jī)械排煙主要需要通過外力作用，依靠電能產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)力，有效排除室內(nèi)熱量和煙氣。

2.3 機(jī)械防煙

機(jī)械防煙又被稱為機(jī)械加壓送風(fēng)，指的是依靠電能產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)力進(jìn)行強(qiáng)制性送風(fēng)，從而確保避難所和疏散路線空間內(nèi)的正常正壓值，有效避免煙氣從有煙區(qū)進(jìn)入無(wú)煙區(qū)。

3 高層建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)常見問題

3.1 風(fēng)機(jī)選擇不合理

各種前室間的機(jī)械加壓的風(fēng)量應(yīng)該依據(jù)具體的計(jì)算結(jié)果來(lái)確定，如果規(guī)范值和計(jì)算值不相符，則一般可以選擇較大的值進(jìn)行選取確定。一些設(shè)計(jì)直接用規(guī)范值來(lái)確定，而這樣就會(huì)導(dǎo)致所選的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量不足，無(wú)法達(dá)到預(yù)期的效果。另外，還有一些設(shè)計(jì)所采用的是將機(jī)械排煙與排風(fēng)互相結(jié)合，但是缺點(diǎn)在于不能根據(jù)設(shè)計(jì)的要求選擇雙速風(fēng)機(jī)。除此以外，還有一些單位因?yàn)槭韬龃笠猓灾劣谒?gòu)買風(fēng)機(jī)的功率比設(shè)計(jì)所要求的要小，產(chǎn)生的風(fēng)量不足。

3.2 自然的排煙窗設(shè)計(jì)不理想

該問題指的是在設(shè)計(jì)的過程中，可能會(huì)出現(xiàn)構(gòu)造方面的一些誤區(qū)。比如，一些排煙窗本來(lái)是不固定的，但是由于設(shè)計(jì)的失誤，可能將其設(shè)計(jì)為固定窗，從而無(wú)法達(dá)到適當(dāng)排煙的效果。另外還有一些將能夠開啟的排煙窗設(shè)計(jì)在窗的下部，而固定窗則被設(shè)計(jì)為在窗的上部。上述做法并不符合客觀的規(guī)律的，在實(shí)際應(yīng)用中也會(huì)嚴(yán)重影響到排煙的功能。

3.3 排煙閥位置安裝不合理

這一問題主要是由于工作人員的自身技能與意識(shí)缺乏，沒有意識(shí)到排煙閥與送風(fēng)閥的不同，直接導(dǎo)致錯(cuò)位的安裝，最終導(dǎo)致問題的出現(xiàn)。

3.4 正壓送風(fēng)系統(tǒng)壓差的調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)不合理

據(jù)相關(guān)要求，合用前室與防煙樓梯間應(yīng)該設(shè)置獨(dú)立的送風(fēng)系統(tǒng)，在支風(fēng)管位置需要安置自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，但由于技術(shù)問題，目前在很多正壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，并不具備相應(yīng)的壓差自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，無(wú)法形成高于前室或樓梯間余壓值。

3.5 送風(fēng)口設(shè)置不符合要求

一些豎向的防排煙系統(tǒng)采用的是固定的百葉窗式送風(fēng)口，其尺寸是相一致的，使得每層的送風(fēng)口在風(fēng)速上不均衡。即出現(xiàn)離風(fēng)機(jī)比較遠(yuǎn)的送風(fēng)口的風(fēng)量有所不足，末端的甚至接近于零。

4 高層建筑防排煙設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)策

4.1 防煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

防煙設(shè)計(jì)方式在高層建筑防煙設(shè)計(jì)中常用的是機(jī)械加壓送風(fēng)，此類工程中要從以下幾個(gè)方面來(lái)強(qiáng)化設(shè)計(jì)的有效性：①送風(fēng)量的計(jì)算精確度應(yīng)提高。送風(fēng)量是機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，而在實(shí)際中，送風(fēng)量的計(jì)算常被有限的工作條件制約簡(jiǎn)化，導(dǎo)致不能夠精確的計(jì)算出合適的送風(fēng)量。對(duì)于這一弊端，應(yīng)該在實(shí)際工作中建立健全完整的建筑模型煙塵控制區(qū)，從整體角度確定送風(fēng)量，可提高系統(tǒng)的安全性。②適當(dāng)?shù)娘L(fēng)量與風(fēng)量范圍。空間內(nèi)空氣泄露洞口越多，面積越大會(huì)使加壓空間的送風(fēng)量越大，加壓的面積難以保證正壓值，而設(shè)置的防火門也會(huì)對(duì)風(fēng)量產(chǎn)生影響。此時(shí)就要根據(jù)實(shí)際的加壓空間與送風(fēng)量大小在設(shè)計(jì)匹配的風(fēng)量與范圍內(nèi)，使設(shè)計(jì)在最大空間合理化。③對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化。因?yàn)橐坏┰庥龌馂?zāi)，開啟著火層的送風(fēng)口對(duì)防排煙的意義不太大，此時(shí)的設(shè)計(jì)應(yīng)著重考慮單點(diǎn)火災(zāi)。為了更加的經(jīng)濟(jì)可靠，需確保著火層前室送風(fēng)口開啟方便、快捷。

4.2 自然排煙窗的設(shè)計(jì)

在高層建筑防排煙設(shè)計(jì)中，自然排煙經(jīng)濟(jì)性較高，施工便捷，而且維護(hù)管理比較方便。如果滿足自然排煙條件，則可以優(yōu)先選擇這一設(shè)計(jì)方式，但是如果設(shè)計(jì)方式不當(dāng)，則會(huì)很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求。排煙窗設(shè)計(jì)對(duì)于自然排煙的效果具有很大影響，下文將對(duì)自然排煙窗（排煙口）的位置、結(jié)構(gòu)形式及有效面積進(jìn)行詳細(xì)分析探究。

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，排氣為上升氣流，為了提升排煙效果，可以將自然排煙窗設(shè)置在排煙區(qū)域外墻上方或者屋頂上。如果設(shè)置在外墻上，則排煙口底標(biāo)高不應(yīng)該低于室內(nèi)凈高度的1/2，而且還需要設(shè)置便于開啟的自動(dòng)裝置或者手動(dòng)裝置，而且手動(dòng)開關(guān)應(yīng)設(shè)在距地面0.8～1.5m位置。與此同時(shí)，自然排煙窗的開啟方向應(yīng)該沿著火災(zāi)氣流方向；自然排煙窗與防煙分區(qū)的最大水平距離應(yīng)該控制在30m以內(nèi)。只有嚴(yán)格設(shè)置排煙窗，才可以達(dá)到較好的自然排煙效果。

排煙窗口的形式有很多中，不同形式的派窗口，其有效面積參數(shù)也是不同的。對(duì)實(shí)際工程進(jìn)行調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用側(cè)拉窗時(shí)，有效面積應(yīng)按開啟的最大窗口計(jì)算；當(dāng)開啟角度大于等于70°，其面積可按窗的面積計(jì)算；當(dāng)開啟角度小于70°，其面積近似按以下公式計(jì)算窗的有效面積：

式中：FP指的是有效排煙面積，m2；Fc指的是窗的面積，m2；α指的是窗的開啟角度。

4.3 樓梯送風(fēng)系統(tǒng)

在高層建筑的實(shí)際使用過程中，樓梯間正壓送風(fēng)的系統(tǒng)在工作過程中會(huì)時(shí)常出現(xiàn)問題，由于樓梯間的封閉效果不好或者加壓的風(fēng)量出現(xiàn)泄漏的狀況，就不會(huì)及時(shí)的形成安全正壓，導(dǎo)致火災(zāi)的煙氣侵入到整個(gè)樓梯，并出現(xiàn)大面積的蔓延現(xiàn)象。大多數(shù)的高層建筑在進(jìn)行樓梯防火門的選擇時(shí)，往往會(huì)選擇價(jià)格較低的常閉式防火門。在高層建筑施工結(jié)束并投入實(shí)際使用中時(shí)，由于閉門器在打開角度超過90°會(huì)出現(xiàn)不能自動(dòng)關(guān)閉的情況，導(dǎo)致常閉式的防火門始終處于敞開狀態(tài)。除此之外，高層建筑物中的業(yè)主會(huì)為了自身出行的方便，有意將常閉式防火門拆除或者破壞，使其處于敞開狀態(tài)。以上兩種情況使常閉式防火門處于常開狀態(tài)，失去其自身的功能及作用，不能保證樓梯間的封閉狀態(tài)，即使開啟送風(fēng)系統(tǒng)也無(wú)法形成樓梯間的正壓，進(jìn)而出現(xiàn)高層建筑物的安全隱患。若在防煙樓梯與前室都安裝常開式防火門，則可以有效的防止以上情況的出現(xiàn)。常開式防火門處于敞開狀態(tài)，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可以自動(dòng)關(guān)閉，并與送風(fēng)系統(tǒng)共同發(fā)揮防排煙的作用。

對(duì)于機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，在取風(fēng)口設(shè)置工作中常出現(xiàn)位置設(shè)置不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。高層建筑物中取風(fēng)口的設(shè)置地點(diǎn)較為復(fù)雜，包括樓頂，室內(nèi)，或者與樓梯間相通。取風(fēng)口的不合理設(shè)置會(huì)受到火災(zāi)的安全威脅，極易將火災(zāi)的煙氣吸入到樓梯的防煙區(qū)域，從而出現(xiàn)極為嚴(yán)重的后果。因此，在高層建筑物送風(fēng)系統(tǒng)的取風(fēng)口設(shè)置工作中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置。在取風(fēng)口的位置設(shè)置煙霧探測(cè)器，高層建筑物中一旦出現(xiàn)煙氣就會(huì)感應(yīng)到，并自動(dòng)開啟送風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)閉程序。除此之外，送風(fēng)系統(tǒng)的取風(fēng)口不應(yīng)設(shè)置在出現(xiàn)火災(zāi)煙氣威脅的位置，最好設(shè)置在高層建筑物的底部位置，并且處于上風(fēng)方向。

4.4 風(fēng)管密封性設(shè)計(jì)

防排煙管道是高層建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主體內(nèi)容，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工的過程中，有關(guān)設(shè)計(jì)施工人員不僅要考慮風(fēng)管設(shè)計(jì)的合理性、施工的準(zhǔn)確性等問題，同時(shí)還應(yīng)對(duì)其施工的質(zhì)量進(jìn)行把握。對(duì)此，在具體的施工過程中，有關(guān)工作人員應(yīng)在注重施工進(jìn)度的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)施工各項(xiàng)細(xì)節(jié)的重視程度，努力提高施工質(zhì)量，注重細(xì)節(jié)、提高施工質(zhì)量。為了有效解決風(fēng)管密封性較差問題，需要施工人員加大對(duì)細(xì)節(jié)部分的關(guān)注力度，例如：做好風(fēng)管接縫、接管連接處的施工工作，確保風(fēng)管的密封性；嚴(yán)格按照施工規(guī)范行事，防止出現(xiàn)管道堵塞現(xiàn)象。在開展管道施工過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)外部附加支撐結(jié)構(gòu)的重視程度，做好細(xì)節(jié)工作，以此提高管道施工質(zhì)量，促使風(fēng)管漏風(fēng)問題得到有效解決。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高層建筑防排煙設(shè)計(jì)是高層建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，如果不能做好防排煙工作，則會(huì)直接影響建筑的使用安全。因此，必須充分掌握防排煙設(shè)計(jì)的理論，充分利用相關(guān)防排煙的規(guī)范，科學(xué)合理地設(shè)置防排煙系統(tǒng)。除此以外，還應(yīng)該加強(qiáng)高層建筑防排煙設(shè)施的維護(hù)和管理，這對(duì)高層建筑防排煙設(shè)計(jì)系統(tǒng)的完善是至關(guān)重要的。

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TU972.4

A

1673-0038（2015）48-0056-02

收稿日期：2015-11-9

艾 進(jìn)（1979-），男，白族，貴州納雍人，中級(jí)工程師，大專，主要從事建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)方面的工作。