建筑防煙排煙系統設計若干問題的探討

程磊 吳兆武

1 聯創設計武漢新銳公司

2 中信建筑設計研究總院有限公司

隨著《建筑防煙排煙系統技術標準》（以下簡稱新規范[1]）的正式實施，新規范對防煙排煙系統的設計提出了和以往完全不同的設計理念。比如首層擴大前室是做防煙還是排煙？防煙時該如何設計？地下室封閉樓梯間的自然通風條件如何確定？地下充電樁汽車庫的排煙設計能否按照常規做法，既不增加風機房面積又能滿足規范對排煙設計的要求？本文通過對以上問題的分析探討，給出了相應的解決方法，希望能給同行設計師以參考。

1 關于首層擴大前室的防煙問題

新規范對加壓送風的計算與加壓送風場所的疏散門的總面積直接相關，疏散門的總面積越大，加壓送風量越大。在實際工程中，首層擴大前室往往比其它樓層前室的疏散門的總面積要大很多，特別是對室外所開的疏散門門洞面積很大。這個時候若將首層擴大前室并入上部樓層的前室加壓送風系統中，勢必會產生以下問題：

1）根據新規范條文說明，計算加壓送風量時，對前室來說，開啟門是指走廊或房間通向前室的門，不包含前室開向室外的門，然而在實際疏散時，由于前室外門疏散時常開，首層前室的加壓送風也將大部分無效地涌出外門，這樣，不僅不能預期形成對走道或房間的正壓或門洞風速，反而會對其它樓層前室的正壓或門洞風速的形成產生不利的影響。

2）倘若在計算加壓送風量時，應該考慮前室開向室外門的影響，由于外門的面積往往很大，加壓送風量比按規范的要求計算量大很多，甚至是2 倍以上，這對建筑來說往往沒有條件來增加加壓送風井的面積。

3）對于辦公建筑來說，因為首層房間功能或布局的多樣性，在首層往往會有多個疏散門開向前室，相比較于上部樓層的前室只有1 個疏散門而言，若將首層前室并入上部樓層的前室的加壓送風系統中，一樣會大大的增加加壓送風井的面積，這對核心筒很緊張的建筑來說，往往實現不了。

那么如何解決這個問題？筆者則認為有以下三種方法：

1）前室作為一個單獨的防煙分區，對首層擴大前室單獨優先采用自然通風，這對于建筑來說往往是比較容易實現的，這對首層擴大前室來說既安全適用又經濟合理。

2）首層擴大前室往往也是大堂，當首層擴大前室面積大于50 m2時且無窗時，根據《建筑設計防火規范》GB50019-2014（2018 年版）第8.5.4條，或當首層擴大前室面積大于100 m2時，根據《建筑設計防火規范》GB50019-2014（2018 年版）第8.5.3.3 條，大堂則應設置排煙設施。這樣，可以對首層擴大前室設置機械排煙系統，這也比較容易并入整棟大樓的豎向機械排煙系統。

3）對首層擴大前室獨立送風。可以靈活對其單獨設置加壓送風井而不受核心筒的加壓送風井的限制，或直接在首層擴大前室附近設置加壓送風機房對其直接送風。

綜上所述，首層擴大前室的防煙排煙方式按何種方式處理應根據實際工程條件進行合理的優化選擇，做到安全適用、經濟合理。

圖1 擴大前室的4 種處理方式示意圖

2 地下室封閉樓梯間的自然通風問題

隨著新規范的實施，對于地下室封閉樓梯間的自然通風的做法出現了較多的版本：有的認為地下室封閉樓梯間滿足新規范第3.1.6 條即可、有的認為滿足第3.2.1 條即可、有的認為要同時滿足第3.1.6 條和3.2.1條才能實現自然通風等等看法，有不少建筑師及暖通設計師認為只有地下樓梯間的地面上部沒有樓梯間才能當作不共用。那到底何為共用，地下室封閉樓梯間滿足什么樣的條件才算滿足自然通風方式呢？

根據《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）（2018年版）第6.4.4 條：建筑的地下部分確需與地上部分共用樓梯間時，在首層應采用耐火極限不低于2 h 的不燃燒體隔墻和乙級防火門將地下、半地下部分與地上部分的連通部位完全隔開。換而言之，當地下、半地下部分與地上部分在首層沒有連通部位，也就是說地下、半地下部分的樓梯間在首層直接通向室外時且地下室在首層采用耐火極限不低于2 h 的不燃燒體隔墻與地上部分完全隔開時，地下、半地下部分的樓梯間與地上樓梯間不算共用。

根據新規范第3.1.6 條，當地下、半地下建筑的封閉樓梯間不與地上樓梯間共用且地下僅為一層時，可不設置機械加壓送風系統，當首層應設置有效面積不小于1.2 m2的可開啟外窗或直通室外的疏散門。因此，本人認為，地下室封閉樓梯間同時滿足以下兩個條件即可采用自然通風的防煙方式：

1）地下封閉樓梯間服務的地下室僅為一層且最底層地坪與室外地坪高差小于10 m。

2）地下封閉樓梯間在首層出室外時不經過地上部分的室內空間，即地下室封閉樓梯間在首層的疏散直通室外。

因此，將新規范第3.2.1 條與第3.1.6 條聯合起來解釋，不難發現第3.2.1 條所說的封閉樓梯間應該指地上封閉樓梯間。

3 地下充電樁汽車庫的排煙問題

隨著《電動汽車分散充電設施工程技術標準》的正式實施，地下汽車庫設置充電設施是不可阻擋的潮流。對于設有充電設施的汽車庫防火分區，每個防火分區必須設置充電防火單元且每個防火單元的面積不大于1000 m2，這就意味著原來不大于2000 m2的防煙分區分成了2 個防煙分區，且這兩個防煙分區天然形成。對此，最直接的排煙做法是對每個防煙分區（即防火單元）單獨做排煙系統，這也是最穩定可靠的方法，但是此種方法的問題是所需要的排煙風機房面積比原來沒有充電設施的汽車庫要多一倍左右，這對有些建筑師或開發商來說可能是不能接受的。因此，是否存在某種方法，在不改變原來排煙風機房的面積的情況下，來實現排煙呢？本文通過簡單的舉例來提供一種可行的排煙方式。

舉例說明：地下某充電樁防火分區面積3900 m2，層高為4 m，共分4 個防火單元，每個防火單元汽車庫凈面積900 m2，排煙風機房面積與非充電樁防火分區的面積相同，共設2 個排煙風機房，每個排煙風機房里面設置1 臺雙速離心式排煙風機箱，高檔速排煙量為63000 m3/h，低檔速排風量為36000 m3/h，每臺排煙風機帶2 個防火單元，每個防火單元單獨設排煙兼排風支管，在支管與排煙主管之間設旁通管，此旁通管上設70毅電動防火閥（平時為排風管，火災時關閉此閥），并在與旁通管并聯的排煙支管上設排煙閥和排煙防火閥（火災時打開著火防煙分區的排煙閥），具體做法詳圖2。

圖2 一臺排煙風機帶兩個防火單元排煙示意圖

此方法有以下優點：1）離心風機箱的尺寸比服務相同非充電樁汽車庫面積的風機尺寸大一號左右，幾乎不影響風機房的面積。2）主風管尺寸與非充電樁汽車庫的做法一樣，不影響車庫凈高。3）平時排風，火災時關閉排風支管上的70 度電動防火閥，打開著火防煙分區的排煙閥，非著火防煙分區的排煙閥保持關閉狀態，滿足新規范對排煙系統帶多個防煙分區時的控制要求。4）排煙量滿足規范對汽車庫每個防煙分區的風量要求。

綜上所述，充電樁汽車庫的排煙做法要根據實際工程防火單元的具體個數、面積大小、建筑師及開發商對風機房的面積要求，綜合凈高分析，選擇合適的排煙設計方式。

4 總結

在實際工程設計中，作為一名暖通設計師，應根據項目的實際情況、各方需求綜合分析，選擇安全適用、經濟合理的防煙排煙方式。