高層建筑暖通空調工程中的防排煙施工技術

（煙臺盛泰園林建筑有限公司，山東 煙臺 264003）

土地資源緊缺的問題刻不容緩，高層建筑成為緩解用地壓力的重要途徑，但其在實際使用中存在局限之處，例如建筑發生火災后難以快速排煙，損傷建筑結構并威脅樓內人員的安全。由此表明，在高程建筑工程建設領域合理應用防排煙施工技術具有必要性。

1 高層建筑排煙效果的主要外界影響因素

煙霧具有較明顯的流動性，容易在外部因素的作用下造成大范圍的傷害，給高層建筑的防排煙設計帶來諸多干擾因素[1]。氣流是導致煙霧發生流動的關鍵，在高層建筑出現火災后，將隨氣流而逐步向四周及建筑上部彌漫。鑒于此，在防排煙系統設計工作中應加強現場調研，以便準確掌握建筑內外部的氣體流動情況，以此為依據提出科學的防排煙設計方案，最大限度減小氣流的干擾。

高層建筑發生火災后，將導致建筑內部的溫度異常增加，而外界溫度相對偏低，由此形成氣壓差。在此情況下，氣流將發生自上而下的持續性閉環流動。換言之，位于上部的氣體將逐步向外流動，而下部的氣體則會發生自外向內的流動，兩種方向的流動將構成具有循環特性的氣流。此外，風速對煙霧流動的影響也較為顯著，且在高層建筑中體現得更明顯，此類建筑高度較大，周邊的遮擋物極為有限，四周風力等級較高，受風速和風壓的共同作用將產生氣流差，使建筑表面的煙霧擴散途徑受阻，表現出向下的流動趨勢。由此表明，在暖通空調工程的設計中，還需考慮到風向和風速兩項因素對火災發生狀況的影響，需以可行的方式削弱此類因素的作用。

2 暖通空調系統的防排煙設計概述

根據暖通空調的結構特點和功能特點，在對其展開防排煙設計時應注重兩方面的內容，即防煙系統和排煙系統。具體而言，防煙系統主要通過人為干預的手段達到消除煙霧的效果，與此同時有效隔離產煙區，以免出現延誤彌漫至周邊無煙區或進入關鍵逃生通道的情況。排煙系統可以理解為是面對煙霧的主動處理措施，即通過某些人為技術手段引導煙霧，使其轉移至特定的排放設施內，從根源上處理因火災而產生的煙霧，阻斷其向周邊區域蔓延的途徑。

從狹義層面來看，防煙系統與排煙系統具有差異性。范圍方面，排煙系統所配套的各項設施主要在建筑樓房內部，有效阻隔煙霧，以免其進入到人員疏散通道等關鍵場所，盡可能減少不必要的麻煩；對于排煙系統而言，則配置豐富的管道，在各管道的聯通作用下引導煙霧流通，使其經由管道進入大氣，可避免因煙霧排放不到位而引發二次火災事故。

從現階段的行業技術水平來看，防煙系統的關鍵在于采取機械加壓送風的方式，在相關裝置的作用下向建筑內部輸送充足的新鮮空氣，通過此方式避免煙霧蔓延到應急通道的情況，同時改善建筑內部空氣環境，避免人員因吸入大量煙霧而中毒；對于排煙系統而言，則以敷設管道為主要方式，根據煙霧的密度特點將其高效引導至外界空氣中，從而進行稀釋，避免在建筑內部傳播。

3 暖通空調防排煙施工技術

3.1 自動排煙方式

自動排煙是較為簡單的方式，其經濟投入較少、操作較便捷且無需電力的支持，因此在火災斷電的情況下依然可向外排煙[2]。自然排煙充分發揮出建筑內外部結構的優勢，形成較強的氣流差，并配套開窗和通風口，以自然狀態向外排出煙霧。若要發揮出自然排煙的作用，則必須合理控制建筑物的開窗面積，應視房屋類型來確定，具體如表1所示。

表1 房屋面積標準

回顧高層建筑的發展歷程，專用排煙豎井取得廣泛應用，依托于建筑物墻體的保護作用，能夠在室內外營造出較明顯的溫差，此時房間內的氣流持續性向上涌動，達到自然排氣的效果。在發生火災后溫度將逐步提升，此條件下氣流的流動能力大幅提高，由此形成較顯著的煙囪效應。應當說，自然排煙的方法原理簡單、成本較低，是極為常見的高層建筑排煙方法。

3.2 機械排煙的方式

機械排煙的方式的方式主要有兩種，分別是全面通風排煙方式和負壓機械排煙方式。

（1）全面通風的排煙方式。全面通風排煙的實現應得到大型設備的支持，將屋內的積壓排除干凈且配套相應的風力設備，以便輸入空氣[3]。但其局限性較強，由于氧氣和風力均具有助燃的作用，因此只能在排除煙霧時使用，在著火時缺乏適用性且所需成本較高，經濟效益欠佳。

（2）負壓機械的排煙方式。基于負壓機械的排煙方式的實現主要得益于高性能的負壓機械設備，其能夠降低建筑內部的壓力，室內外在短時間內可產生壓力差，給煙霧提供引導渠道，使其隨著氣流向外排出。需強調的是，若高層建筑內部的火勢較為旺盛且伴有大量的煙霧，此時負壓機械的排煙方式難以取得良好的應用效果。高溫環境下不利于機械設備的正常運行，為避免此問題需配套適量的防火閥。

3.3 防排煙風機的設置

防排煙風機能夠快速排出建筑物內部的煙霧，以免煙霧聚集在疏散通道，從而給建筑內部人員開辟出綠色安全通道，使其快速逃生。此外，防排煙風機有助于降低建筑室內的溫度，在一定程度上隔斷煙霧和熱量的擴散途徑。通常，機械式的排煙風機內部組成包含風機、風管等；也可根據需求選用自然式的排煙裝置，即借助通道、門窗實現排煙[4]。關于防排煙風機的具體結構如圖1所示。

圖1 防排煙風機的設置圖（單位：m）

防排煙設計是一項系統性工作，需嚴格依據規范執行，應重點考慮加壓送風機的工作能力，即送風量。鑒于高層建筑的特殊性，更應注重對各項指標的控制。

（1）對于前室不送風的防煙樓梯間，在設計時需合理控制加壓送風量，具體要求如表2所示。

表2 加壓送風量

（2）若單臺抽風機服務的區域達到兩處或更多，則必須根據最大的面積展開相應的計算與分析，配套合適規格的抽風機。

（3）充分關注高層建筑的結構特點，部分建筑帶有自然排煙系統的防煙樓梯，此情況下通常會設置自然排煙的天窗。而部分建筑較為特殊，即未設置可開啟的天窗，此時需配套使用機械排煙設備，要求其排煙量至少達到每平方米60m3/h。

3.4 防火閥的設置

若存在如下情況，在暖通空調工程的相關設計中應配套防火閥：（1）易發生火災或是作為空調調節機房的房間；（2）水平風管與垂直風管所形成的交接區域；（3）變形縫的兩側或是施工期間穿越防火分區的位置。

4 暖通空調防排煙施工中的問題分析

4.1 暖通空調防排煙設計問題

暖通空調工程防排煙施工期間的干擾因素較多，部分因素遠超過預期，此時施工人員必須準確掌握現場情況，分析與設計圖紙的差異，若存在設計沖突則必須探明造成差異的原因，采取相適應的處理措施[5]。此外，施工人員應學習《建筑設計防火規范（2018年版）》（GB 50016-2014）的相關內容，準確掌握其中的各項作業規范，將其作為施工的依據，以科學的方式解決防排煙施工期間所存在的各類問題。

4.2 未在管道穿越防火分隔位置安裝防火閥

根據前文的分析，明確了防火閥在不同場景下的具體安裝位置。例如，對于穿過防火分隔位置的情況需在該處配套防火閥。但從工程實踐來看，施工人員對該項規定的認識存在差異，未依據《建筑設計防火規范（2018年版）》完成防火閥的安裝作業，例如本該安裝的位置而未安裝等情況。對此，一方面應加強對施工人員的專業技能培訓，使其依據規范將防火閥安裝到位；另一方面，需做好對防火閥安裝作業的檢查工作，必要時積極與設計人員溝通，明確具體的安裝要點，將防火閥的安裝工作落實到位。

4.3 提高設計人員的綜合水平

暖通空調系統的防排煙設計工作為重點內容，科學的設計方案能夠給后續施工提供正確的指導，從而提高防排煙系統的總體工作水平。對此，參與設計的有關人員必須具有較高的專業水平和職業素養，以正確的態度為導向，以科學的方式做好設計工作。切實提高設計人員的綜合水平，通過定期培訓的方式向設計人員傳授先進的設計理念以及業內主流的設計方法；組織交流研討活動，設計人員在此過程中相互探討、各抒己見，形成思維層面的碰撞，達到取長補短的效果。此外，需加強對設計人員的考核，促進設計人員的持續進步，此舉也是提高設計工作水平的關鍵。

4.4 強化監督管理

經設計人員的不懈努力后生成配套的防排煙系統設計方案，此時施工單位需依據規范將各項工作落實到位，監理單位應積極參與其中，加強對各項工作的管理。各類材料進場時需組織質量檢驗工作，在各項指標均滿足要求的前提下方可投入使用，否則需退場。監理人員應定期檢查各環節的施工質量，判斷實測結果與設計要求是否存在差異，若滿足要求方可繼續施工，否則應將實際情況反饋給施工人員，給予正確的指導，以便采取處理措施，盡可能在短時間內處理好，以免對后續施工造成不良影響。

5 結束語

高層建筑暖通空調工程全流程中，防排煙的設計應成為重點內容，依據實際情況合理應用防排煙施工技術極具必要性。在做好防排煙的設計與施工作業后，有助于改善建筑室內空氣狀況，降低在高層建筑內部發生火災時的傷亡率，為內部人員的安全保駕護航。盡管防排煙措施并非萬全之策，但其在火災發生時可起到積極的作用，因此做好此方面的工作極具必要性，值得工程人員在此方面作深入的探討。