高層建筑剪刀樓梯間防煙設計解析

許亮 劉世淵

摘要：隨著我國城市化進程的加快，人們對于高層樓梯間防排煙施工技術越加的重視。建筑防排煙系統是建筑安全使用的重要保障，因此必須加強空調防排煙設計，如何做好防排煙系統的設計與施工工作，是建筑工程人員密切關注的課題。

關鍵詞：高層樓梯間;暖通空調;防排煙;施工技術;應用

1 簡述樓梯間排煙

高層樓梯間的排煙主要是指將有煙區中的煙氣通過一定的排煙方式盡快地將其排放到大氣中去。居民日常生活離不開火源， 這樣也就意味著人們的生活環境中存在的大量因火的燃燒而產生的煙氣。 在高層樓梯間的系統施工中，一定要做好防火排煙技術，將煙氣順利排放到大氣中，避免火災發生造成的安全事故。

2 影響高層樓梯間排煙的煙霧流動的因素

高層建筑一旦發生火災，其排煙系統就十分重要，然而影響煙霧流動的因素有很多。 高層建筑發生火災時，其氣體情況不穩定， 這樣部分有毒氣體就會隨氣流而迅速的蔓延擴散到四周，下面就高層建筑物發生火災時，影響氣體流動的原因進行簡單的分析。 在高層建筑物發生火災時， 建筑物內外溫差大，因此會在短時間內發生壓力迅速增強的現象，這樣就會使得煙霧迅速的擴散到建筑物的其它區域， 最后影響到整個建筑物。

高層建筑一旦發生火災，其內部溫度將高于外部溫度，從而導致建筑內外部的壓力差增大， 建筑內部的氣體在壓力的作用下從開口上部分流出， 且外部氣體從開口下部分流入內部，這就是煙囪效應。 當高層建筑遭遇火災時，煙霧往上蔓延的主要原因就是由此類煙囪效應造成的。 高層建筑的煙霧還會受到外界風速的影響，例如：高層建筑物的熱壓中和面位置是上升還是下降，就取決于風的壓力類型。

3 高層樓梯間暖通系統的排煙方式

3.1自然排煙方式

利用火災而產生的氣流浮力以及外部的風力作用， 將煙氣從樓梯間的對外開口排出室外的排煙方式就是自然排煙，這種方式實際上就是利用熱煙氣與冷空氣之間的對流運動。樓梯間必須要具備冷空氣進口以及熱煙氣的排除口才能進行自然排煙。 煙氣的排出口既可以是建筑物的外窗，還可以是在側墻上部專門設置的排煙口。 過去的高層建筑曾采用專用的排煙豎井進行通風，日常生活中，由于建筑物室內外溫度差別大，容易產生浮力從而使氣流上升，有利于房間的排氣。 當發生火災時，建筑物室內溫度大幅上升，室內外溫差變大從而形成煙囪效應，便成為建筑物排煙的一種動力，國外常稱其為煙塔排煙方式。 其主要是利用豎井的“煙囪效應”產生的抽風，因此其排煙效果好，不易受室外條件的影響，且設備簡單不需借助其他動力，若對豎井的耐熱問題進行了充分考慮，則可將較高溫度的煙氣順利的排除，因此得到了廣泛的應用，但是其存在的缺點是占地面積過大。

3.2機械排煙的方式

3.2.1全面通風的排煙方式

全面通風的排煙方式是指利用排煙機對房間內進行機械排煙，同時利用送風機將室外風送進室內。 這種機械排煙方式會向控制區輸送大量的空氣， 應用于著火區域可能會產生助燃的現象，因此其只可用于未著火的有煙區。

3.2.2負壓機械的排煙方式

將著火的房間產生的煙氣， 利用排煙器從排煙口將其排到室外，這種排煙方式便是負壓機械的排煙方式。 在火災剛發生的時候，這種排煙方式能夠有效地降低著火房間內的壓力，快速形成負壓，從而阻止煙氣擴散到其他區域。 但火勢一旦兇猛起來，由于產生了大量的煙氣，排煙機不能及時地將其完全的排除，煙氣就會擴散至其他區域。此外，還要求排煙機能夠承受高溫的煙氣，需對其設置防火閥，在溫度超標時自動關閉排煙。 因此，這種排煙方式不僅初期投資費用高，使用后日常的維護管理也會耗費大量的資金。

3.3防排煙風機的設置

將火災發生時產生的煙氣及時快速的排除， 防止其擴散到其他區域，從而保證煙氣不會擴散到疏散通道，以確保樓梯間內所有人員能夠順利的疏散， 這就是防排煙施工的主要目的。 因其排出了一定的熱量，并引導熱量向不可燃處擴散，所以同時具有一定減弱火勢作用。 很多通道走向、建筑格局、開門、開窗、開通風口等都有自然防排煙作用的設計。高層建筑中， 進行防排煙風機設置要滿足高層民用建筑設計防火規范的要求，對于加壓送風機的送風量，在設計時也要必須嚴格的執行規范要求來確定。排煙風機的風量具體規定如下：（1） 中庭的體積不大于 17000m2時，按照其體積的 6 次/h進行計算;當中庭體積超過 17000m2時，按照其體積的 4 次/h 進行換算;保證最小排氣量在進行計算時大于等于 102000m3/h。（2）排煙風機的排煙分區超過兩個時 ，應當按照最大防煙分區的面積進行計算。（3）高層建筑的防煙樓梯便是帶裙房 ，其可以進行自然的排風排煙。當有可開啟的天窗時就可以打開自然通風。當帶裙房沒有自然排煙時， 其前室或合用前室應設置局部機械排煙設施，其排煙量按前室每平方米不少于 60m3/h 計算 。

3.4防排煙防火閥的設置

暖通空調和通風系統的風管上需設置防火閥， 其設置條件為： ①容易發生重大火災或容易出現危險的房間樓板以及間隔墻。 ②每層水平風管與垂直風管交接處以及每個防火分區的通風、空氣調節系統在需要設置防排煙防火閥時。 ③穿越防火分區處和變形縫處的兩側以及通風、空氣調節機房的房間隔墻和樓板處。在實際中設置排煙防火閥應該滿足以下要求： 在排煙支管上應該設置排煙防火閥， 排煙風機機房應該設置排煙防火閥。 穿過防火墻的排煙管道上，應該設置排煙防火閥。

4沒有在管道穿越防火分隔位置裝設防火閥

在《高層民用建筑設計防火規范》中，對加壓排管、送風管和補風管的穿越防火分隔裝設防火閥的位置， 其進行了明確規定。 在實際的施工中，每一個技術人員對于這個問題的見解是不一樣的，在進行防排煙施工設計時，每個技術人員的做法也不同，一部分在加壓送風管、排煙管、補風管等穿越防火隔離位置沒有裝設任何防火閥; 另外一部分裝置了 70℃的防火閥和 280℃的排煙防火閥，因此在實際的施工過程中，要注意沒有在管道穿越防火分隔位置裝設防火閥，應該及時與設計進行有效的溝通，找到解決的辦法。

5結束語

進入 21 世紀以來，建筑行業的競爭越發激烈，因此建筑工程的細節也成了人們關注的焦點。 作為建筑工程的施工人員，要做好高層建筑暖通空調的防排煙施工，加強這方面的技術提高，從而減少火災事故的發生，保障建筑的質量以及居民的安全。

參考文獻：

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（作者單位： 浙江省建設投資集團股份有限公司工程公司1

上海聯創設計集團股份有限公司浙江分公司2 ）