高層建筑暖通空調(diào)防排煙施工技術(shù)與應(yīng)用

程韶清 濟(jì)南軌道交通集團(tuán)

1 前言

高層建筑中的暖通空調(diào)防排煙系統(tǒng)，可在特殊環(huán)境下快速將建筑內(nèi)部存在的濃煙排出，保障內(nèi)部空氣的安全性，降低危險(xiǎn)系數(shù)。尤其是在火災(zāi)事故發(fā)生中，該系統(tǒng)啟動(dòng)后能夠加速建筑內(nèi)部煙霧流動(dòng)，避免過(guò)多堆積帶來(lái)的危險(xiǎn)，為搶險(xiǎn)救援提供更多支持。不過(guò)目前的暖通空調(diào)防排煙系統(tǒng)施工復(fù)雜性強(qiáng)，需要作業(yè)人員準(zhǔn)確掌握施工技術(shù)要點(diǎn)，做好科學(xué)部署和規(guī)劃，以優(yōu)化施工質(zhì)量，減少問(wèn)題的生成，確保高層建筑的安全性。

2 暖通空調(diào)防排煙施工的重要作用分析

暖通空調(diào)即分戶中央空調(diào)，主要起著采暖、通風(fēng)以及調(diào)節(jié)空氣的作用。對(duì)于高層建筑而言，暖通空調(diào)系統(tǒng)是保障其居住舒適度的重要手段。在日常生活中，暖通空調(diào)可以除異味、對(duì)空氣進(jìn)行過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)電子除塵，同時(shí)還可以對(duì)空氣中所帶有的一些病毒進(jìn)行殺滅。而暖通空調(diào)中的防排煙則可以避免火災(zāi)事故的發(fā)生，保障人們的居住安全。在高層建筑中進(jìn)行暖通空調(diào)防排煙施工的應(yīng)用，可以切實(shí)地將有毒氣體排放至室外，避免火災(zāi)發(fā)生時(shí)煙霧的擴(kuò)散，致使火災(zāi)進(jìn)一步擴(kuò)大，發(fā)生蔓延，以此降低火災(zāi)對(duì)人們生命安全的威脅，減少損失及人員傷亡。同時(shí)，也可以提高火災(zāi)的救援效率，保障高層建筑居住人員的人身安全。

3 影響高層建筑排煙煙霧流動(dòng)的因素

排煙系統(tǒng)在高層建筑內(nèi)占據(jù)著非常重要的地位，能夠在火災(zāi)發(fā)生過(guò)程中，采取加快煙霧流動(dòng)速度的方式，快速進(jìn)行煙霧排放，提高內(nèi)部能見(jiàn)度，避免有害氣體的堆積，加快救援速度。對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，火災(zāi)事故發(fā)生后會(huì)產(chǎn)生較多有毒氣體，這些氣體會(huì)隨著空氣流動(dòng)四散開(kāi)來(lái)，且散播速度較快，如果不能在短時(shí)間內(nèi)快速處理，很容易增加火災(zāi)影響范圍或產(chǎn)生爆炸事故，對(duì)建筑及內(nèi)部現(xiàn)存人員構(gòu)成較大威脅。具體煙霧流動(dòng)表如表1所示。

表1 高層建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙霧流動(dòng)表

這一問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因有：高層建筑在發(fā)生火災(zāi)后，內(nèi)外部會(huì)存在較大的溫度差，建筑內(nèi)部壓力逐漸增大，這樣建筑內(nèi)部氣體會(huì)在壓力作用下由開(kāi)口部向上流出，而外部氣體則會(huì)從開(kāi)口部位先內(nèi)灌入，形成煙囪效應(yīng)。隨著火勢(shì)的不斷增加，壓力變化集聚，內(nèi)部產(chǎn)生延誤也會(huì)逐漸向上蔓延，越積越多，加劇了危險(xiǎn)性，所以需要合理的排煙系統(tǒng)對(duì)其實(shí)施調(diào)解處理，以降低危險(xiǎn)系數(shù)。

4 建筑暖通防排煙施工技術(shù)及應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 自然排煙

自然排煙是利用高層建筑自身的對(duì)外開(kāi)口達(dá)到排煙效果的一種方式，需要充分利用外部風(fēng)向及內(nèi)部氣流浮動(dòng)等媒介，形成自主循環(huán)體系，快速將建筑內(nèi)部存在的煙霧排出。自然排煙中充分利用對(duì)流作用，讓冷空氣與熱煙氣之間形成良性循環(huán)，達(dá)到排煙冷區(qū)的目的。高層建筑的自然排煙口多數(shù)指的是門(mén)窗及側(cè)墻上部的排煙口。

另外，高層建筑還會(huì)采取煙塔排煙的方式來(lái)達(dá)到自然排煙的效果。其是以建筑中的排煙豎井作為主要通風(fēng)設(shè)置，在內(nèi)外溫差發(fā)生較大變化時(shí)，豎井內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生明顯的上升氣流，通過(guò)氣流運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到排煙效果。火災(zāi)事故發(fā)生后內(nèi)部溫度上升速度加快，與外界溫差變化加劇，這時(shí)豎井內(nèi)部會(huì)形成較為明顯的煙囪效應(yīng)，加快排煙速度，降低建筑內(nèi)部威脅，且該模式不會(huì)對(duì)外部環(huán)境帶來(lái)不良影響，同時(shí)采用的設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要投入大量的資源進(jìn)行后期維護(hù)。值得注意的是，還應(yīng)深度考慮豎井的耐熱性，只有這樣才能夠快速排出煙氣，但是這一排煙施工技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，存在占地面積過(guò)大的不足。

4.2 機(jī)械排煙

機(jī)械排煙方式可分為以下兩種方式：

一是全面通風(fēng)排煙。全面通風(fēng)排煙是利用排煙機(jī)達(dá)到排煙效果的一種有效措施，屬于機(jī)械排煙較為常見(jiàn)的一種，是利用排煙機(jī)將室內(nèi)室外風(fēng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，達(dá)到煙霧快速排出的目的。不過(guò)該方式能夠?qū)⒋罅靠諝鈧魉偷娇刂茀^(qū)內(nèi)，不能應(yīng)用在著火區(qū)域內(nèi)，空氣的頻繁接觸可能會(huì)加劇火勢(shì)，增加危險(xiǎn)系數(shù)，只能在未著火區(qū)域內(nèi)使用。值得注意的是，在對(duì)這一排煙技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，其呈現(xiàn)出較強(qiáng)的可靠性以及良好的排煙效果。天氣因素對(duì)該技術(shù)的影響不大，有助于在建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，維護(hù)控制區(qū)域的安全性。缺陷在于需要同時(shí)應(yīng)用兩套機(jī)械設(shè)備，即排風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)，因此成本相對(duì)較高。

二是負(fù)壓機(jī)械排煙。該方式主要利用排煙器對(duì)著火區(qū)域?qū)嵤┡艧熖幚恚柚艧熎鞯膽?yīng)用降低著火區(qū)域內(nèi)的壓力，以負(fù)壓的形式控制著火區(qū)域內(nèi)的火勢(shì)，并達(dá)到降低內(nèi)部煙氣量的作用。不過(guò)對(duì)于火勢(shì)不斷加劇的區(qū)域內(nèi)，不能完全將煙霧排出，以免擴(kuò)散對(duì)其他區(qū)域構(gòu)成影響。另外，在使用該技術(shù)過(guò)程中，還需要對(duì)排煙器加以科學(xué)選擇，使其能夠適應(yīng)高溫環(huán)境，不存在關(guān)閉或故障問(wèn)題，加快處理速度，保證建筑內(nèi)部的安全性。

4.3 防排煙風(fēng)機(jī)

防排煙風(fēng)機(jī)的使用可通過(guò)熱量排出及引導(dǎo)，降低著火區(qū)域內(nèi)的火勢(shì)，以達(dá)到減少煙霧量的效果（如圖1）。在高層建筑暖通空調(diào)防排煙施工中，該設(shè)備使用范圍較為廣泛，可以對(duì)各種主動(dòng)性機(jī)械加以應(yīng)用，如風(fēng)口、風(fēng)管、風(fēng)機(jī)等，同時(shí)還可以將自然防排煙應(yīng)用于開(kāi)通風(fēng)口、開(kāi)窗、開(kāi)門(mén)以及通道走向的高層建筑內(nèi)部，合理應(yīng)用防排煙風(fēng)機(jī)，遵守高層建筑防火規(guī)范，嚴(yán)格控制加壓送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量，具體規(guī)定如下。

圖1 防排煙風(fēng)機(jī)

首先，高層建筑的中庭面積在1.7萬(wàn)平方米以下時(shí)，要求送風(fēng)量控制在該體積的6次/h，如果中庭面積大于上述參數(shù)，則要求送風(fēng)量在該體積的4次/h；最小排期量值要控制在每小時(shí)10.2萬(wàn)立方米。其次，在存在2個(gè)或以上的排煙分區(qū)，要求對(duì)送風(fēng)量與最大分析面積進(jìn)行計(jì)算。再次，對(duì)于帶裙房高層建筑、前室、消防電梯或安裝局部排煙設(shè)施的前室區(qū)域，要求排煙量控制在60m3/h以上。最后，排煙風(fēng)機(jī)的凈高度在5m以上時(shí)，要對(duì)排煙區(qū)加以科學(xué)化分。

4.4 防火閥

通常情況下，防火閥需要設(shè)置在通風(fēng)及暖通空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)管上，這是因?yàn)椴糠指邔咏ㄖ校魤εc房間樓板之間發(fā)生火災(zāi)事故的概率較高，需要設(shè)置在該位置上，提高利用率。另外，防火閥會(huì)被設(shè)置在風(fēng)管垂直部位或每層相交部位上，有利于在特殊情況發(fā)生后快速開(kāi)啟系統(tǒng)，加快問(wèn)題處理速度。防火閥還會(huì)出現(xiàn)在空氣調(diào)節(jié)機(jī)房樓板間隔位置內(nèi)、變形縫中，以確保其性能的充分發(fā)揮。排煙閥的設(shè)置中，應(yīng)保障其在管道上安裝的穩(wěn)定性和有效性，降低火災(zāi)事故的發(fā)生率

5 暖通空調(diào)防排煙施工中的問(wèn)題

5.1 排煙設(shè)計(jì)問(wèn)題

暖通空調(diào)排煙設(shè)計(jì)問(wèn)題是目前常見(jiàn)問(wèn)題之一，需要設(shè)計(jì)人員做好前期圖紙審核、分析及對(duì)比研究，對(duì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題或異議項(xiàng)予以及時(shí)提出和解決，并在現(xiàn)有規(guī)范要求下，對(duì)其加以科學(xué)改動(dòng)和處理，保證排煙系統(tǒng)功能效果，減少問(wèn)題出現(xiàn)概率。目前很多高層建筑暖通空調(diào)排煙設(shè)計(jì)，都是將排煙系統(tǒng)設(shè)置在外墻上的，機(jī)房?jī)?nèi)沒(méi)有任何排煙設(shè)施，甚至一些建筑會(huì)將排煙系統(tǒng)安裝在房間內(nèi)，這使得在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工的技術(shù)人員認(rèn)為既然設(shè)計(jì)已經(jīng)將排煙系統(tǒng)設(shè)置在外墻上，就會(huì)完全使煙霧直接排出到外面，這樣就可以根除由于煙霧擴(kuò)散導(dǎo)致的煙火擴(kuò)散現(xiàn)象。

5.2 防火閥設(shè)置不合理

在暖通空調(diào)防排煙施工中，很多設(shè)計(jì)人員都未認(rèn)識(shí)到管道在穿越防火分隔區(qū)域時(shí)防火閥設(shè)置的重要性，這一區(qū)域的短板使得在火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)，很多設(shè)施無(wú)法正常開(kāi)啟，加劇了火災(zāi)事故的影響。在現(xiàn)有規(guī)范要求中，對(duì)防火閥的設(shè)置有明確說(shuō)明，但因?yàn)榧夹g(shù)人員的意見(jiàn)和見(jiàn)解不同，在防火閥規(guī)劃中所采用的措施方式也各不相同。部分會(huì)在規(guī)定區(qū)域內(nèi)安裝防火閥，而部分人員則選擇不安裝。這就導(dǎo)致在事故發(fā)生后存在諸多問(wèn)題和弊端，增加了排煙難度，甚至加劇了救援困難。鑒于此，針對(duì)防火閥的安裝，需要與技術(shù)人員展開(kāi)良性溝通和說(shuō)明，并結(jié)合具體情況及規(guī)定要求，給出科學(xué)有效的措施方案，以此增強(qiáng)防排煙施工效果，降低危險(xiǎn)系數(shù)。

6 結(jié)束語(yǔ)

目前，高層建筑作為城市建設(shè)的主要建筑類(lèi)型，為保證其安全性和可靠性，應(yīng)當(dāng)加大內(nèi)部結(jié)構(gòu)和設(shè)施的處理力度，尤其要做好暖通空調(diào)防排煙施工作業(yè)。雖然暖通空調(diào)防排煙施工復(fù)雜度高，但隨著技術(shù)水平的改善，現(xiàn)存問(wèn)題也將得到進(jìn)一步解決，加大高層建筑保護(hù)力度，削弱火災(zāi)威脅，從而保證內(nèi)部設(shè)施及人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，深化建筑的使用價(jià)值。