建筑防排煙設計若干問題的探討

肖剛

建筑防排煙設計若干問題的探討

肖剛

針對目前建筑工程防排煙系統設計存在的諸多問題及不合理之處，進行深入的探討，供設計人員參考借鑒。

建筑工程；消防設計；防排煙；問題；措施

前言

隨著城市經濟的發展，科技的進步，城市建筑技術更加成熟。城市建筑越來越呈現出大型化、高層化、功能多樣化的發展趨勢，人員密集程度也進一步加大。一旦發生火災，所波及的人員傷亡和財產損失必然十分巨大，是過去那種小型、低層、功能單一化的建筑所不能比擬的。為此建筑工程的消防設計成為了建筑工程設計的重點之一。在建筑工程消防設計中，現階段對于防排煙設計的重視度不足，在建筑發生火災時，一半以上人員的死亡原因是火災煙氣，由此可見，對于建筑防排煙設計是消防設計的重中之重。

1　建筑火災煙氣的特點及危害

關于加強建筑防排煙設計的原因，首當其沖，應該對建筑火災煙氣的特點和危害進行探討。當建筑物發生火災時，其在燃燒過程中會產生熱量極高的氣態、液態和固態物質，與空氣混合后，隨著空氣流動不斷擴散。在氧氣充分的情況下，物質充分燃燒，形成的煙氣主要包括CO2、CO和H2O（水蒸氣），如果物質在不完全燃燒的情況下，其燃燒所形成的煙氣成分除了CO2、CO和H2O之外，還包括醇類物質和醚類物質等。如果發生火災的物質含碳量比較多，在不充分燃燒的情況下，煙氣中也會存在大量的碳顆粒。在陰燃階段，煙氣中會有大量的液滴粒子存在，從而使得煙氣顏色呈現白色或青白色[1]。在建筑物發生火災時，由于存在大量的有毒煙氣，容易引起中毒、窒息、甚至死亡。另外，煙氣的存在也使得人們視物模糊，疏散難度也不斷增加。另外，火勢兇猛的火災也容易給人帶來心理打擊，使人驚慌失措。總而言之，建筑煙氣的危害可以簡單歸結為有毒性、減光性和恐懼性這九個字。據相關統計，建筑火災死亡原因可以分為窒息、燒傷和其他原因。其中，因為吸入有毒氣體或煙塵而窒息的占據了總人數的62.4%，成為了火災致人死亡的第一大殺手。為此，在建筑工程的消防設計中，應該不斷加強防排煙設計，保證人們的生命安全，降低火災對于人們生命安全的威脅系數。

2　建筑防排煙系統設計中存在的諸多問題及解決措施

2.1防煙樓梯的自然排煙口設置在建筑的迎風面

自然排煙是在自然作用下，使室內外空氣對流進行排煙。自然力包括火災時可燃物燃燒產生的熱量使室內空氣的溫度上升，由于室內外空氣的容重不同，產生了熱壓。室外空氣的流動產生風壓，隨著作用于建筑物位置不同而變化，在建筑的迎風面產生正壓，背風面產生負壓，如果防煙樓梯間的自然排煙口處在迎風面時，由于排煙受到風壓的作用，煙氣就很難排出，甚至把煙氣吹回到防煙樓梯間及建筑物內擴散，影響火災時人員的疏散。雖然國家的相關規范只規定了自然排煙口的有效通風面積，并未對排煙口的設置位置做詳細規定，但作為防排煙的設計人員在確定自然口位置的時候不能不考慮室外風壓對排煙效果的影響程度，為了充分發揮自然排煙口的排煙能力應結合建筑將防煙樓梯間的自然排煙口設置在建筑的背風面，如果不具備條件可設置機械加壓送風系統。

2.2防煙樓梯間自然排煙口的有效通風面積計算不合理

對于采用自然排煙的防煙樓梯間按相關規范的要求每5層內可開啟的外窗的有效面積不應小于2m2，設計在計算自然排煙口的面積時，應重點關注“可開啟”和“有效面積”，因為固定窗不能作為自然排煙口，有遮擋或不能完全開啟的外窗的其有效通風面應按下列要求確定：

（1）當開窗角大于70°時，其面積應按窗的面積計算；

（2）當開窗角小于70°時，其面積應按窗的水平投影面積計算；

（3）當采用側拉窗時，其面積應按開啟的最大窗口面積計算；

（4）當采用百葉窗時，其面積應按窗的有效開口面積計算；

（5）當采用平推窗設置在頂部時，其面積應按窗的1/2周長與平推距離乘積計算，且不應大于窗面積；

（6）當平推窗設置在側墻時，其面積應按窗的1/4周長與平推距離乘積計算，且不應大于窗面積。

2.3設計自然排煙時應注意的幾個問題

（1）可開啟的外窗應盡量設置在樓層的上方，并應有方便開啟的裝置，方便開啟的裝置宜設置在距地1.3～1.5的高度位置。

（2）在防煙樓梯間的最頂部設置有效通風面積不小于1m2的可開啟外窗或開口，加強樓梯間的煙囪效應，有利于煙氣的排出。

（3）為了減少室外風壓對自然排煙的影響，排煙口部位宜盡量設置與建筑物形體一致的擋風措施，如圖1～2所示。

2.4采用機械加壓送風的場所不應有通風口

機械防煙的原理是在建筑物發生火災時，對發生火災區域之外的區域進行加壓送風，使其保持一定的正壓，以防止煙氣的侵入，以保證疏散通道的安全從而快速的疏散人群。而這種方式特別適合于不具備自然排煙的防煙樓梯間及其前室或合用前室，就目前防煙樓梯間及其前室或合用前室的機械加壓送風系統設計中缺乏與建筑專業的溝通，在防煙樓梯間及其前室或合用前室的外墻設置可開啟外窗或百葉窗，這對于保證防煙區域的正壓值是非常不利的，甚至無法形成正壓區，這種情況的存在對火災時人員的疏散通道埋下了嚴重的安全隱患，使其發揮不了應有的疏散作用，造成更大的傷亡。因此為了保證防煙樓梯間及其前室或合用前室在火災時采用機械加壓送風時能迅速的形成正壓區阻止煙氣進入，保證人員的安全疏散，設計不應在防煙樓梯間及其前室或合用前室的外墻設置可開啟外窗或百葉窗。

圖1　設有擋風措施的凹廊

圖2　設有擋風措施的陽臺

2.5采風口與排煙口距離太近

目前建筑防排煙系統工程中存在的一個普遍現象就是，室外采風口與排煙口的距離靠的太近，這種情況的存在就會導致排出室外的煙氣直接又被采風口吸入后送至需要清潔風的區域，形成風系統的短路，嚴重時直接影響火災時的人員疏散，造成嚴重的人員傷亡，所以在設計防排煙系統時應特別注意室外排煙口與采風口的相對位置關系，注意煙氣的流向，將排煙口設置在采風口的下風向位置，同一水平位置布置時保證不小于10m的水平距離，當排煙口與采風口豎向布置時應將排煙口設置于采風口的上面，并保證兩者邊緣的最小距離不小于3m。

2.6排煙口與疏散出口距離太近

排煙口的設置位置與疏散出口的距離太近，也是目前建筑防排煙系統設計中存在的一個普遍問題，應加強重視，距離太近會造成煙氣流動方向與人員的疏散方向一致，使得疏散人員穿過煙氣的距離和在煙氣中的滯留時間都加長了，減緩了疏散速度，增長了傷害度；同時也會給消防撲救增長難度。因此，在排煙口的布置問題上應該遵循的一個原則就是，排煙口應在遠離疏散出口的一側布置，煙氣的流向應與火災時人員的疏散方向相反，如果工程中遠離疏散出口布置排煙口有一定的困難時，排煙口與附近安全出口相鄰邊緣之間的水平距離應不小于1.5m。

2.7排煙風機機房的設置

關于排煙風機機房的設置，很多的規章制度也并沒有做出明確指示，所以在設計過程中，排煙風機機房的設置問題往往被忽視。在工程實踐中，排煙風機普遍位于需要排煙的空間、樓梯間、前室內，但是都不是最佳的設置方案[2]。①雖然現階段的排煙風機耐熱性能好，但是在排煙過程中使用的離心風機或軸流風機，在阻止煙氣蔓延方面有著嚴重的缺陷。②防排煙設計的初衷是控制煙氣蔓延，為人員疏散贏得時間，將排煙風機設置在人員疏散必經的樓梯間等部位，反而不利于人員的安全疏散。萬一造成煙氣的蔓延，就會為疏散和救援工作增加難度。為了改變現狀，應該在建筑設計中設置專門的排煙風機機房，并將耐火極限大的隔墻、防火級別高的樓板和房門應用于機房建設，有效防止煙氣經風機泄漏后蔓延。

2.8排煙補風與機械排煙口的設置問題

對于密閉場所設置機械排煙的同時應設置補風系統，補風系統的設置可采用自然補風或機械補風方式，空氣宜直接從室外清潔場所引入，同時機械排煙時的送風口設置位置宜遠離排煙口，二者的水平距離不應小于5m。這個問題在地下汽車庫的排煙設計中普遍存在，特別是建筑剪力墻數量較多的地下室，由于剪力墻數量較多，風管通道較少，導致排煙系統管道及管件布置困難從而較多的出現補風口距離排煙口的水平距離小于5m的情況出現。距離過近就會引起排風短路，導致機械排煙量不足，排煙效果差。

3　結語

建筑防排煙設計是建筑消防設計中的重要環節，是保證建筑物內部人員的生命安全的重要措施。隨著現階段建筑技術的不斷進步，建筑防排煙設計也應該不斷向前發展，在具體設計中，不斷結合建筑物自身特點，完善防排煙設計，從而對建筑安全提供多一層保障。

[1]賴慶林.建筑防排煙設計若干問題的探討[J].暖通空調，2012，42（1）：17～21.

[2]朱偉國.對建筑防排煙若干問題的探討[J].建材與裝飾，2014（27）：68，69.

TU972+.4

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1673-0038（2015）16-0005-02

2015-3-28

肖剛（1980-），男，四川西昌人，中職，本科，主要從事暖通設計工作。