關于暖通消防設計的探討

鐘陽

摘要：從暖通設計的角度來講，消防設計應當屬暖通設計中的最關鍵要素。暖通消防設計應當嚴格遵照現行的建筑設計防火規范和建筑防煙排煙系統技術標準執行。消防設計關乎生命，設計人員應當從思想上對其重視起來。消防對于暖通而言，主要包含防煙和排煙兩部分。本文將結合實際工程對防煙及排煙在實際設計工作中的設計方法、計算進行探討，并提出一些個人看法。

關鍵詞：防煙設計;排煙設計;注意事項;計算

1 引言

在暖通設計中，消防設計為其中最重要的一個環節。筆者多年來從事設計工作，總結了一些該方面的設計經驗及常見問題，本文將通過結合工程實例進行相關講解，并希望與同行們進行探討。

2 淺析防煙與排煙及其分類

首先，先簡單說明防煙與排煙的區別。顧名思義，防煙是火災發生時為了保證該區域人員安全、阻止煙氣進入;排煙是火災發生時產生大量煙氣，為保證該區域人員安全將煙氣排出。

防煙分為自然防煙和機械防煙，自然防煙主要是通過可開啟外窗將室外空氣直接引進而實現;機械防煙是通過風機將室外空氣強制引進而實現。設置防煙的區域主要是：防煙樓梯間及其前室;消防電梯前室或合用前室;避難走道的前室、避難層（間）;不具備自然防煙條件的封閉樓梯間。

排煙分為自然排煙和機械排煙，自然排煙主要是通過可開啟外窗將室內煙氣自然排出而實現;機械排煙是通過風機將室內煙氣強制排出而實現。設置排煙的區域主要是：設置在一、二、三層房間面積大于100平米的歌舞游藝放映娛樂場所，設置在四層及以上、地下或半地下的歌舞游藝放映娛樂場所;中庭;公共建筑內建筑面積大于100平米且經常有人停留的地上房間;公共建筑內建筑面積大于300平米且可燃物較多的地上房間;建筑內長度大于20米的疏散走道;地下或半地下建筑（室）、地上建筑內的無窗房間，當總建筑面積大于200平米或一個房間建筑面積大于50平米，且經常有人停留或可燃物較多的房間。

3 防煙與排煙設計的一些常見注意事項

（1）應優先考慮自然防煙方式。

（2）建筑高度超過50m的公共建筑和超過100m的住宅需要采用機械加壓方式，這里需要注意的是，自然防煙方式不可用。

（3）超過100m的建筑應分段獨立設置機械加壓送風系統。

（4）新建項目樓梯間的加壓送風系統應該地上、地下分別獨立設置，要盡量避免地上、地下樓梯間合用加壓送風系統的情況;前室可以地上、地下合用加壓送風系統。

（5）剪刀樓梯要分別獨立設置加壓送風系統。

（6）加壓送風豎井要在土建豎井內安裝金屬風道（老規范對此不做要求）。

（7）設置防煙系統的樓梯間頂部要設置不小于1㎡的固定窗或者可開啟外窗（老規范對此不做要求）。

（8）加壓送風機需要設置在機房內（老規范對此不做要求）。

（9）加壓送風系統的風量計算方法和取值較之前有所不同，即計算公式不同以及最終取值為計算值乘以1.2的系數（老規范對此不做要求）。

（10）應優先考慮自然排煙方式。

（11）同一防煙分區應采用同一種排煙方式。

（12）防煙分區的劃分需要注意。新規（GB51251-2017）對防煙分區的劃分做了明確的要求，其對防煙分區的長邊做了明確的限制，老規范沒有明確要求過這個事情。這個和老規范有著較大的差別，此處需要特別留意。需要補充說明的一點是，此條不適用于車庫防煙分區的劃分，車庫設計依舊遵循GB50067相關規定執行。

（13）擋煙垂壁的設置要求需要注意。新規（GB51251-2017）對擋煙垂壁的設置高度重新做了要求。采用自然排煙時，擋煙垂壁的高度不應小于空間凈高的20%，采用機械排煙時，擋煙垂壁的高度不應小于空間凈高的10%。老規范對于擋煙垂壁的要求只要大于500mm即可。新規的要求會直接影響設置擋煙垂壁的具體形式，新規的執行對于原先可以設置固定擋煙垂壁的一些地方就不再那么適用了，需要考慮采用電動擋煙垂壁。這一點上，新、老規范差別較大，需要特別注意。

（14）清晰高度的問題需要注意。新規提出了清晰高度的定義，并做了相關規定。該問題最主要的直接影響是自然排煙的設置要求。老規范對于自然排煙的可開啟外窗只有面積要求，沒有具體位置和高度的要求，新規執行以后，不僅對可開啟外窗的面積有要求，還對其位置、高度有了要求，即對可開啟外窗的有效計算面積做了要求，只有在清晰高度以上的面積才可視作外窗排煙的有效面積。這對于暖通和建筑來說都是不小的改變，這直接影響到暖通排煙系統的設置形式和建筑外窗的設置形式。在設計自然排煙提條件時，暖通提給建筑的條件不能再按照以前只提面積了，還需要提給建筑清晰高度，并且提醒建筑專業按照新規要求核實外窗用于排煙的有效面積。按照新規校核自然排煙時，由于受到清晰高度及建筑立面效果的限制，有些原本采用老規范可以實現的自然排煙按照新規可能就無法實現了。此類問題需要特別注意。

（15）排煙量的計算方法和取值以及不同功能區域的排煙量要求和算法相較老規范做了巨大調整，需要特別注意，具體詳見規范。

（16）排煙補風布置相較老規范有所調整，主要是對補風口的設置位置有所限制，新規要求補風口要設置在儲煙倉以下，老規范對此是不做要求的。這點差別需要特別留意。

（17）排煙、補風豎井要在土建豎井內安裝金屬風道（老規范對此不做要求）。

（18）排煙、補風機需要設置在機房內（老規范對此不做要求）。

（19）計算結果乘以1.2作為最后選型風量（老規范對此不做要求）。

以上所列各項雖未能全面闡述防煙、排煙的全部要求，及由于新、老規范差異引起的注意事項，但上述所列為防煙、排煙設計中常規且基本的一些需要注意的地方，未詳盡處請參看相關規范。

4 工程實例

結合上述，引用2個工程實例并提出一些看法。

4.1住宅地下合用前室加壓送風

工程概況：寧河區一中片地塊二定向安置經濟適用房項目的9#住宅樓，位于天津市寧河區。地上17層，地下1層，總建筑面積6374.54平米。

在本工程中，地上、地下樓梯間和地上合用前室均采用自然防煙（自然通風），僅地下合用前室沒有自然通風條件，故采用機械加壓送風系統。

該合用前室加壓送風量計算采用新規3.4.5-2，3.4.6，3.4.8中公式進行計算。

合用前室的機械加壓送風量：

這里需要詳細說明一下，本實例只有地下一層，且僅地下一層的合用前室設置機械加壓送風系統，且合用前室的加壓送風采用常閉風口，所以設計疏散門開啟的樓層數量取1。特別需要注意的是，規范里說的前室N1取3指的是常規情況下，地上多層采用機械加壓送風系統或地下多層采用機械加壓送風系統以及地上、地下多層合用機械加壓送風系統的情況。對于地下僅有1層或2層的合用前室、前室，且僅有地下合用前室、前室設置機械加壓送風的情況并不適用。規范里雖然沒有具體針對此種情況給出明確說明，但是從實際去推理和理解可以得出對于此種情況的結論：就是此種情況下，N1應該根據實際設置樓層數去取值。

本實例中，只有地下一層加壓送風，故L3=0 （L3為什么等于0，在此對該情況做如下分析及說明：首先，L3叫做未開啟的常閉送風閥的漏風總量，本例中加壓送風口只有地下一層設置且僅有一個，不存在其他多余的送風口，所以也就沒有未開啟常閉送風口的漏風量;其次，從另一個角度考慮，N3叫做漏風閥門的數量，其后又補充說前室采用常閉風口取N3=樓層數-3，本例中合用前室加壓送風的樓層數只有1層，按上述所說用這個樓層數1再減去3得到的是負數，這個結果顯然是不合理的，并且該情況不存在漏風閥門，所以也就不存在漏風量。雖然規范對于類似上述情況沒有給出明確說法，但是由上述可以分析出：對于前室加壓送風對應樓層數小于等于3層的，L3的取值均為0。）

綜上，本例中合用前室的加壓送風量Ls=L1=2.82 m?/s（10152m?/h），另外，新規要求在計算結果的基礎上再乘以1.2倍，故最后取值為10152x1.2=12182 m3/h。

從上述計算公式和計算方法可以看出，新、老規范對于計算加壓送風風量方面存在著巨大的差異，因此對于設計師來說，特別是設計經驗相對豐富的老設計師而言，做設計時一定要特別注意，千萬不要再用老方法處理防煙問題。

4.2中庭排煙

工程概況：該工程為雄安高質量建設試驗區（生活）項目的3#綜合展示樓，位于河北省雄安新區容東片區。地上兩層，建筑面積852.44㎡，地下一層，建筑面積1384.41㎡。

在本工程中，中庭采用自然排煙，中庭周圍區域不是回廊而是辦公及展示區，并且中庭周圍區域同樣采用自然排煙，中庭地面積64㎡。根據以上條件，結合新規有兩種計算該中庭排煙量和自然排煙窗面積的方法。

計算方法一：

該中庭符合新規（GB51251-2017）4.6.5.1（中庭周圍場所設有排煙系統時，中庭采用機械排煙系統的，中庭排煙量應按周圍場所防煙分區中最大排煙量的2倍數值計算，且不小于107000m?/h;中庭采用自然排煙系統時，應按上述排煙量和自然排煙窗（口）的風速不大于0.5m/s計算有效開窗面積）條中所述情況。則該中庭的排煙量為：

計算方法二：

該中庭符合新規4.6.5.1條中所述情況。但根據4.6.5.2的條文解釋（當公共建筑中庭周圍場所均設置自然排煙的，可開啟窗的排煙較簡便，基本可以保證正常，只需考慮中庭自身火災的煙量，因此對這種情況的中庭規定其排煙量應根據工程條件和使用需要對應表4.6.7中的熱釋放速率按本標準第4.6.7條～第4.6.14條的規定計算確定），中庭排煙量需根據新規4.6.7～4.6.14條進行計算。

由此可見，上述兩種計算方法從規范上來講都是可行的，但是兩種計算方法得出的結果差異很明顯，這就會導致設計結果和最后施工成果的截然不同。本項目采用第二種計算結果。這里筆者想表達的觀點是，作為設計，設計的圖紙不僅要滿足規范還要考慮設計的優化性，在滿足規范的前提下盡可能的使設計成果達到最優。這樣也可以為工程節省造價，減少不必要的浪費。當然，設計想做到最優并不容易，這離不開對規范的全面學習和理解。筆者認為作為設計不管是否能做到最優，但腦子里要有這樣的意識。

回過頭來，我們再看一下老規范關于中庭排煙的規定，中庭采用自然排煙時，自然排煙開口的有效面積≥地面面積的5%，該項目中庭地面積為64㎡，由此可以得出自然排煙開口有效面積為：64x5%=3.2㎡。

由上述結果可以看出，對于中庭自然排煙，新、老規范不管從計算方法還是計算結果來看都存在巨大差異。故設計時需要特別注意。

5 結語

通過上述內容可以了解到，防煙、排煙設計對于暖通專業至關重要。由于新規（GB51251-2017）的實施，再加上新、老規范對于防煙、排煙的設計和要求上存在的巨大差異，暖通設計師要對此引起足夠的重視。特別是對于經驗相對豐富的老設計師，面對新項目時切忌再采用老思路、老方法去考慮和處理防、排煙問題。

參考文獻：

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[3] 住房和城鄉建設部工程質量安全監管司.全國民用建筑工程設計技術措施-暖通空調·動力（2009年版）[S].北京：中國建筑標準設計研究院，2009：67-74.