芻議高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)

楊菲菲

摘 要：精密、系統(tǒng)、完善的消防防火排煙設(shè)計(jì)，能夠從根源上降低火災(zāi)事故的發(fā)生頻率，保證人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全。本文以某高層商業(yè)綜合建筑體為例，對(duì)項(xiàng)目概況、消防防火、排煙、補(bǔ)風(fēng)等系統(tǒng)的預(yù)期設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了介紹，根據(jù)消防防火排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行了精確計(jì)算，以供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑;消防防火排煙;通風(fēng)系統(tǒng);補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)

高層建筑雖然顯著提升了土地利用率，為城市化發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，但同時(shí)也應(yīng)該看到，由于樓層高、人口密度大，一旦出現(xiàn)火災(zāi)等重大突發(fā)安全事故，將會(huì)極大地增加居民的逃生難度。數(shù)據(jù)表明，火災(zāi)中的遇難者往往吸入了過(guò)多的煙塵，窒息而亡。基于此，做好高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

1 高層建筑消防防火、通風(fēng)、排煙、補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)預(yù)期設(shè)計(jì)要求

1.1 高層建筑項(xiàng)目概況

某高層商業(yè)綜合建筑體位于某市新區(qū)中心地段，建筑總面積達(dá)到82.7萬(wàn)m²，地上部分總面積共57.5萬(wàn)m²，建筑總高度達(dá)130m，共計(jì)30層，其中1～5層為大型商業(yè)廣場(chǎng)（與萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)排布結(jié)構(gòu)高度相似）;6～23層為商業(yè)高級(jí)寫字樓，用作主要的辦公區(qū)域，日常進(jìn)出人口較多;24、25兩層為設(shè)備層和綜合控制室，負(fù)責(zé)對(duì)整棟建筑進(jìn)行全面控制。地下部分總面積共25.2萬(wàn)m²，其中建筑面積為6.3萬(wàn)m²，地下1層為兒童娛樂(lè)城、地下2、3兩層為車庫(kù)及配套設(shè)施備用房。

1.2 高層建筑消防防火排煙預(yù)期設(shè)計(jì)要求

在此高層商業(yè)綜合建筑體中，為了切實(shí)做到防火、排煙，全面提升建筑各個(gè)區(qū)域的消防安全等級(jí)，規(guī)劃設(shè)計(jì)人員將重點(diǎn)放在通風(fēng)、排煙、補(bǔ)風(fēng)三項(xiàng)內(nèi)容。其中通風(fēng)系統(tǒng)屬于中央空調(diào)系統(tǒng)總體的一部分，但在實(shí)際運(yùn)行時(shí)保持獨(dú)立性，主要針對(duì)地下1層～地面5層的商業(yè)休閑娛樂(lè)區(qū)以及地下2、3層的車庫(kù)。在預(yù)期計(jì)劃中，上述8層建筑，每層均設(shè)置獨(dú)立的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，常規(guī)時(shí)間內(nèi)每小時(shí)排風(fēng)次數(shù)為6次（一般情況下每10分鐘排風(fēng)一次，出現(xiàn)特殊情況時(shí)可以臨時(shí)調(diào)整，視空氣中一氧化碳、二氧化碳、其他固態(tài)顆粒物的具體數(shù)量而定）、每小時(shí)送風(fēng)次數(shù)為5次。此外，由于每層大型商業(yè)公共區(qū)域的面積超過(guò)2500m²，因此在預(yù)期計(jì)劃中，消防排煙及補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)的正常工作荷載必須按照超過(guò)3000m²的區(qū)域進(jìn)行防火排煙計(jì)算設(shè)計(jì)。根據(jù)《汽車庫(kù)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》和該市高層建筑消防防火有關(guān)要求，該商業(yè)綜合建筑體地下三層、地上五層公共商業(yè)區(qū)單位時(shí)間內(nèi)的補(bǔ)風(fēng)量必須超過(guò)排煙量的60%，6層以上區(qū)域單位時(shí)間內(nèi)補(bǔ)風(fēng)量應(yīng)該不小于排煙量的50%^[1]。

2 高層建筑消防防火排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 消防防火通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通風(fēng)是消防防火排煙系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)該項(xiàng)目的整體構(gòu)造，圍繞送排風(fēng)風(fēng)量、設(shè)備類型、風(fēng)管、風(fēng)口、風(fēng)俗、氣流形態(tài)、防火閥、噪聲削減等內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。

第一，由于地下1層及地上1～5層、地下2、3層車庫(kù)、地上6層以上的使用功能存在差異，故而共設(shè)置3大類別，每層保持獨(dú)立的機(jī)械性送排風(fēng)系統(tǒng)，其中包含誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)。此外，排風(fēng)、排煙是獨(dú)立運(yùn)行的兩個(gè)系統(tǒng)，不能混淆使用;送風(fēng)、消防排煙、補(bǔ)風(fēng)功能，可以在相同系統(tǒng)中同時(shí)存在。

第二，對(duì)排風(fēng)量、排風(fēng)口數(shù)量設(shè)置進(jìn)行復(fù)核。一般來(lái)說(shuō)，將機(jī)械通風(fēng)量、廢氣量作為核心參數(shù)。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，機(jī)械通風(fēng)量必須滿足規(guī)定廢氣總量的百分比要求。通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，高層建筑每層的實(shí)際排風(fēng)量務(wù)必大于基于換氣次數(shù)法計(jì)算得出的數(shù)值。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，該商業(yè)綜合體地下車庫(kù)每小時(shí)的理想換氣次數(shù)為5次、單一通風(fēng)口排風(fēng)量每小時(shí)可達(dá)300m³;商業(yè)區(qū)每小時(shí)換氣次數(shù)為6次、每小時(shí)排風(fēng)量可達(dá)500m³;6層以上辦公區(qū)每小時(shí)換氣次數(shù)為4次、每小時(shí)排風(fēng)量可達(dá)400m³。如上文所述，地下車庫(kù)和商業(yè)區(qū)的排風(fēng)系統(tǒng)有所不同，兩層地下車庫(kù)每層按照2500m²的面積進(jìn)行計(jì)算，樓層間高度為5米，則每層車庫(kù)每小時(shí)實(shí)際排風(fēng)量為：

（1）地下車庫(kù)排風(fēng)量=2500m²×5m×5次/h=62500m³/h

按照地下車庫(kù)單一通風(fēng)口300m³/h的排風(fēng)量，滿足一層地下車庫(kù)排風(fēng)量的排風(fēng)口數(shù)量為：

（2）地下車庫(kù)排風(fēng)口數(shù)量=62500m³/h÷300m³/h=208.33≈209個(gè)

即地下車庫(kù)每層需要均勻布置209個(gè)排風(fēng)口，方可滿足通風(fēng)要求。

6層商業(yè)區(qū)每層按照3000m²的面積進(jìn)行計(jì)算，樓層間高度為7米每層商業(yè)區(qū)每小時(shí)實(shí)際排風(fēng)量為：

（3）商業(yè)區(qū)排風(fēng)量=3000m²×7m×6次/h=126000m³/h

根據(jù)商業(yè)區(qū)單一通風(fēng)口500m³/h的排風(fēng)量，滿足一層商業(yè)區(qū)排風(fēng)量的排風(fēng)口數(shù)量為：

（4）商業(yè)區(qū)排風(fēng)口數(shù)量=126000m³/h÷500m³/h=252個(gè)

6～25層辦公、設(shè)備區(qū)每層實(shí)際工作面積為740m²，樓層間高度為3.5m，則辦公區(qū)每小時(shí)十幾排風(fēng)量為：

（5）辦公區(qū)排風(fēng)量=740m²×3.5m×4=10360m³/h

（6）辦公區(qū)排風(fēng)口數(shù)量=10360m³/h÷400m³/h=25.9≈26個(gè)

通過(guò)上述過(guò)程確認(rèn)的商業(yè)綜合體不同功能區(qū)域的排風(fēng)口設(shè)置個(gè)數(shù)，均為最大值，在實(shí)際使用時(shí)，可以酌情降低通風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行功率，或是有針對(duì)性開關(guān)一部分通風(fēng)口，只需滿足建筑的正常通風(fēng)要求即可^[2]。

2.2 消防防火排煙及補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該高層商業(yè)綜合建筑體的消防排煙及捕風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)為：排煙量、排煙補(bǔ)風(fēng)量、排煙口位置選擇、防火閥等。根據(jù)相關(guān)要求，結(jié)合建筑體不同功能區(qū)域的實(shí)際條件，不同排煙區(qū)的預(yù)期排煙量如表1所示。

需要注意的是，消防防火排煙系統(tǒng)必須使用專業(yè)的排煙軸流風(fēng)機(jī)，絕不能與常規(guī)的排風(fēng)機(jī)混淆。在選用時(shí)，應(yīng)該就是否能夠在280℃的環(huán)境下連續(xù)工作超過(guò)半小時(shí)進(jìn)行仔細(xì)檢測(cè)。

對(duì)于消防防火排煙系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，風(fēng)管的單位長(zhǎng)度不得小于1250mm、橫截面周長(zhǎng)不得小于500mm;根據(jù)表1所載的排煙量預(yù)期值，經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，5個(gè)不同區(qū)域的排煙速度最小為15.73m/s、最大為18.68m/s，均在15m/s～20m/s的合理范圍之內(nèi)。

經(jīng)過(guò)全面測(cè)量后，發(fā)現(xiàn)在補(bǔ)風(fēng)口處，可以采用雙層百葉的設(shè)計(jì)，足以滿足預(yù)期消防防火排煙要求。

進(jìn)行消防防火閥設(shè)計(jì)時(shí)，雖然該高層商業(yè)綜合建筑體共分為5個(gè)防火區(qū)域，但防火閥的設(shè)計(jì)均應(yīng)該遵循如下原則：第一，垂直排布的風(fēng)管與每層水平方向風(fēng)管的交界處必須位于水平管段上方;第二，各分區(qū)不同樓層之間的排煙支管應(yīng)該建立在同一個(gè)排煙系統(tǒng)中。第三，在排煙風(fēng)機(jī)的入口處、穿越防火分區(qū)處分別設(shè)置排煙防火閥。此外，為了保證質(zhì)量，在條件允許的情況下，防火閥應(yīng)該貼近墻壁端。

3 結(jié)語(yǔ)

很多具備豐富經(jīng)驗(yàn)的消防員認(rèn)為，在現(xiàn)代高層建筑中，消防隱患的危害性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于明火。隱患并非單獨(dú)存在，其背后往往隱藏著系統(tǒng)性的巨大危機(jī)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)引發(fā)連鎖反應(yīng)。因此，在開展高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須考慮到可能引發(fā)事故的各種因素，精確計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)，提高防范等級(jí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱鵬浩，鄭宇翔.高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020（13）：103-104.

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