對建筑防排煙系統設計中若干問題的分析與探討

李龍梅

摘 要：本文分析了建筑防排煙設計存在的諸多疑難問題，結合《建筑設計防火規范》的分析，提出了相應的理解和工程中常用的解決方法。

關鍵詞：建筑設計 防火 排煙

0.前言

隨著我國城市建設日新月異的發展，人民生活水平的不斷提高，高層建筑項目迅速增多，其通風與防排煙問題受到了暖通設計人員的普遍關注。廣大設計人員工作中遇到的疑難問題似有增多的趨勢。帶著諸多疑問，本人對設計過程中出現的許多問題進行分析和探討，這里，愿與各位同仁分享。

1.建筑防排煙設計疑難問題解析

1.1 中庭排煙

與普通建筑相比，中庭建筑具有火災荷載大、人員密集，內部功能復雜等特點，尤其是它具有一個或者多個豎直方向上連續貫通數層的封頂大型空間。研究發現：火災時，即使中庭沒有明顯的火焰傳播，也會有大量高溫毒氣迅速擴散，充滿整個空間并向整幢建筑物蔓延。可見，火災時中庭排煙的成功與否至關重要。因此，規范規定：對于高層建筑，超過12米的中庭需采用機械排煙，排煙風機設于中庭頂部。而對于多層建筑，《低規》并未將中庭高度作為機械排煙的充分條件。也就是說：無論中庭高度是否超過12米，只要可開啟的天窗或高側窗的面積不小于中庭地面面積的5%即可滿足自然排煙要求。需要補充說明的一點是：根據所發生的中庭火災實例和我國現在的經濟狀況及管理水平，結合自然排煙的特點，《低規》對中庭應設置機械排煙的高度并未限制在12m。但因自然排煙受熱壓和密閉性等因素的影響，有條件時，雖具備自然排煙條件也宜采用機械排煙設施。

1.2 排煙窗的位置

在部分建筑工程中，防排煙設計人員應將平時做為通風用的自然排煙窗設置為固定窗或者設置類似玻璃墻的半開窗、斜開窗，其設置形式和位置都不利于進行自然排煙。所以在進行建筑防排煙設計時，要改用直接可對外開啟的排煙窗，開窗面積應滿足高層民用建筑設計防火規范的要求，而不應該包括推拉窗打開時另一半面積和固定窗的面積。

1.3 防煙樓梯間自然排煙系統

多年以來，設計人員，尤其是建筑師們都知道有這樣一條規定：除建筑高度超過50米的一類公共建筑和超過100米的居住建筑外，靠外墻的防煙樓梯間，只要每五層內可開啟外窗的總面積不小于2.0m2即可滿足自然排煙要求，不必考慮機械加壓送風。因此，滿足自然排煙要求似乎并非難事。其實，這里還有一個限定條件：其頂層或上兩層應有一定的開窗面積，除頂層外的各層之間可以靈活設置。只要保證四、五層內有可開啟外窗即可，其一至三層內可間隔開窗。這樣限定的目的就在于：火災時由于煙囪效應的影響，未設置機械加壓送風的防煙樓梯間內的煙氣迅速沿樓梯間上升，如果該樓梯的頂層沒有開設外窗或外窗面積過小，雖然沿途的外窗會排走一部分的煙氣，但由于煙氣的上升速度可達4m/s以上，則大量的煙氣仍會迅速聚集在頂層及上部的防煙樓梯間，將嚴重影響人員的逃生，疏散。

1.4 自然排煙口及自動排煙窗的設置

（1）規范規定：自然排煙口應設置在排煙區域的頂部或外墻上。當設置在外墻上時，自然排煙口底標高不應低于室內凈高的1/2，并應有方便開啟的裝置。

對于這條規定本人認為應這樣理解：火災時的自然排煙高度不宜低于人體的呼吸區域，否則會影響人員的疏散速度，延遲逃生時間。一般來說，需要設置自然排煙口排煙的大多是層高較高的商場，劇院等公共建筑（居住建筑一般都有大面積的可開啟外窗），其吊頂下空間一般都會在3.5米以上，凈高的1/2不會低于1.7米。排煙口設于此高度之上即可高于人體的呼吸區域，利于火災時的逃生。

（2）設置在外墻上的自動排煙窗，其排煙面積按下列要求確定：

a. 當開窗角度大于70度時，其排煙面積FP可按窗的面積FC計算；

b. 當開窗角度小于70度時，其排煙面積近似按FP=FC.sina計算。

長期以來，利用火災時手動或自動開啟排煙窗的方式來滿足消防要求是一種便捷，經濟的解決方式。這條規定很清晰地告訴我們一個邏輯關系：排煙窗的排煙面積與它的開啟角度的正弦值成正比。

1.5 地下層的樓梯間機械加壓送風的取舍

《低規》修訂稿規定：當建筑的地下部分為三層或三層以上，或當地下最底層室內地坪與室外出入口地面高差大于10m時，設置的防煙樓梯間應采用機械加壓送風方式。當地下為一到兩層，且地下最底層地坪與室外出入口地面高差不大于10m時，所設置的封閉樓梯間在首層有直接開向室外的門或有不小于1.2m2的可開啟外窗時，其樓梯間可不采用機械加壓送風方式。

通過規范我們可得出這樣的結論：機械加壓送風的設置與否取決于樓梯間的定性。凡是定性為防煙樓梯的地下樓梯間，只要滿足規范限制條件時就必須設置機械加壓送風，反之亦然。

1.6 加壓送風口的設置位置及機械加壓送風系統分段設計的要求

（1）機械加壓送風口不宜設置在被門擋住的部位。

這條新增規范的內容不難理解，但它的執行卻有一定難度。我們都知道，加壓送風口是送風井道上開的風口，而土建井道通常位于核心筒及周邊區域。這里一則空間狹小，二來開門較多，這條規范的限定使得建筑師們必須周密安排空間，合理使用有限區域，勤于相關專業協調，力爭滿足規范要求。

（2）建筑層數超過32層或建筑高度大于100米時，其加壓送風系統及送風量應分段設計。

1.7 防煙樓梯間加壓送風的設置及風量計算

規范規定：地上與地下部分在同一位置的防煙樓梯間需設置機械加壓送風時，加壓送風系統宜分別設置。若合用一個風道時，風量應疊加，且均應滿足地上，地下加壓送風系統的要求。

該規定前半部分是指加壓送風系統的設置要求，位于地下層的防煙樓梯按另一部完全獨立的樓梯計，這樣一來，豎井需水平分隔的同時，還要考慮為地下層送風的加壓風機設于何處的問題。無論是設于地下哪一層，則采風井都是需要的，除非風機能夠就近從汽車或自行車坡道采風。因此，這樣的規定，對建筑專業提出了更高的要求，需要建筑的設計人員引起注意。

1.8 建筑物火災時的排煙補風設計

規范規定：在地下建筑和地上密閉場所中設置排煙系統時，應同時設置補風系統，其補風量不宜小于機械排煙量的50%，補風系統應符合符合相關防火規范的要求，此處不再贅述。

因地下建筑密封性強，火災時排煙系統啟動后，如果不設補風系統，則新鮮空氣不能輸送到排煙區域，無法滿足排煙要求，加大了火災的危害性。問題在于“地上密閉場所也需設置補風系統”。那何為“密閉場所”呢？《低規》條文說明的定義為：外墻和屋頂均未開設可開啟外窗，不能進行自然通風或排煙的建筑。諸如KTV，影劇院的放映廳等不設開啟窗扇的場所均應算作“密閉場所”。也就是說，長期以來，設計人員認為地上建筑火災排煙時，空氣在壓差的作用下可通過門窗縫隙，通風口補充進入排煙空間，因此不需設置補風系統的觀念在密閉場所是不適用的。

1.9 疏散走道的排煙設計

當走道一端有可開啟外窗，走道長度不大于30米，可開戶外窗面積大于走道面積的2%時， 應采用自然排煙方式；當走道兩端有可開啟外窗，走道長度大于30米，但不大于60米，且可開啟外窗面積大于走道面積的2%時，應采用自然排煙方式；當走道長度超過60米，走道多處開窗，可將走道分段考慮，每段可開啟外窗面積大于該段走道面積的2%時，即可采用自然排煙，否則應采用機械排煙。當走道一端有可開啟外窗，走道長度大于30米但小于60米時，可開啟外窗面積大于走道面積的2%時，因另一端距排煙口距離超過30米，煙氣很難排除，對人員疏散不利，應采用機械排煙方式。

2.結語

建筑的安全性是人們選擇居住環境的基礎，因此對建筑消防安全的要求日益提高，暖通空調系統防排煙設計關系著人民的生命財產安全。因此，我們因認真學習并深刻理解暖通空調防排煙設計的每一個細節，從而提高設計水平。