淺談建筑暖通空調(diào)防排煙設(shè)計常見問題

陳子建

廣東省輕紡建筑設(shè)計院有限公司 廣東 廣州 510060

引言

暖通空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代人的生活中，甚至工作環(huán)境中都非常普及，可改善環(huán)境質(zhì)量，滿足現(xiàn)代人需求。但隨著暖通空調(diào)系統(tǒng)的普及，其防排煙系統(tǒng)的問題暴露無遺，該問題對消防問題有比較嚴(yán)重的不利影響，因此為了避免這種影響，充分發(fā)揮暖通空調(diào)系統(tǒng)作用改善消防設(shè)施，有必要對系統(tǒng)防排煙設(shè)計進(jìn)行研究，旨在了解當(dāng)前系統(tǒng)防排煙設(shè)計問題，明確方向，再結(jié)合國家規(guī)范的要求解決問題，做好設(shè)計工作，最終實現(xiàn)保障其質(zhì)量的目的。

1 暖通空調(diào)工程的基本內(nèi)容和種類

暖通空調(diào)系統(tǒng)作為一個綜合性空調(diào)系統(tǒng)，可以通過在建筑行業(yè)中的應(yīng)用，使建筑工程的檔次得到提高，并體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的理念，同時還可以使暖通空調(diào)系統(tǒng)得到有效的管理，保證工程質(zhì)量。雖然暖通空調(diào)項目功能豐富，但內(nèi)容相對復(fù)雜，因此，暖通空調(diào)項目的施工時間會比分體空調(diào)項目所用時間更長，施工難度也會更大，每一個空調(diào)系統(tǒng)都需要很長時間來完成并確保萬無一失，否則其他系統(tǒng)也將受到不同程度的影響。雖然我國空調(diào)系統(tǒng)種類繁多，但基本原理大致相同。其中最常見的類型主要有中央空調(diào)水系統(tǒng)、組合式多聯(lián)機(jī)冷媒系統(tǒng)、熱回收系統(tǒng)和冰蓄冷系統(tǒng)。在全空氣系統(tǒng)中，空調(diào)的加熱、加濕、冷卻、除濕都由空氣供應(yīng)來滿足，所以，這種系統(tǒng)通常使用冷熱水作為介質(zhì)來處理空調(diào)空間的冷熱負(fù)荷，以確保室內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量，主要優(yōu)點是能夠適應(yīng)在多種類型建筑的空調(diào)要求，并能靈活地應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)的迭代更新中[1]。

2 建筑暖通空調(diào)工程中的防排煙相關(guān)概述

建筑暖通空調(diào)防煙排煙系統(tǒng)是建筑暖通工程的關(guān)鍵性內(nèi)容，在設(shè)計過程中必須關(guān)注防排煙板塊，其又可以細(xì)分為排煙與防煙，前者利用機(jī)械排煙或自然排煙的方式使有煙區(qū)域的煙氣可以排放到建筑外部，一邊控制建筑內(nèi)部向無煙區(qū)域蔓延，另一邊將有煙區(qū)域的煙氣排放到建筑外，大幅度控制建筑內(nèi)部的含煙量，提高建筑排煙速度；后者是通過加壓送風(fēng)或自然通風(fēng)等方式，管控樓梯間、消防前室、避難間等疏散區(qū)域的正壓值，避免火災(zāi)煙氣蔓延至疏散區(qū)域。在建筑發(fā)生火災(zāi)后，必須保證建筑暖通空調(diào)防排煙系統(tǒng)可以正常運行，從而快速消除建筑中的煙霧，為建筑居民逃離事故發(fā)生地爭取時間。建筑在火災(zāi)發(fā)生后電梯便會失去運行能力，居民利用樓梯逃生，因為逃生渠道單一且居民人數(shù)眾多，需要一段時間才能使建筑內(nèi)居民完全逃離火災(zāi)發(fā)生地。但是逃生時間延長會使建筑濃煙數(shù)量上漲，一旦建筑單位空間中的煙氣濃度達(dá)到一定含量，人們吸入相關(guān)氣體便會因窒息暈厥，這樣會使居民無法逃生。設(shè)計人員必須重視防排煙系統(tǒng)，保證暖通空調(diào)防排煙系統(tǒng)各項參數(shù)設(shè)置達(dá)到國家設(shè)計規(guī)范及相關(guān)部門要求，在建筑發(fā)生火災(zāi)后可以正常使用，有效控制建筑內(nèi)部煙霧濃度，為建筑居民逃離火災(zāi)區(qū)域贏得寶貴的逃離時間[2]。

3 方案設(shè)計要統(tǒng)籌解決設(shè)計中的問題

3.1 可靠性與可行性

滿足大型建筑通風(fēng)和供暖需求的能力是該項目應(yīng)考慮的主要問題。所以，設(shè)計方案應(yīng)符合國家和地方當(dāng)局的有關(guān)要求及規(guī)范，同時也包括與環(huán)境保護(hù)有關(guān)的要求和規(guī)范。設(shè)計方案應(yīng)滿足建筑工程其他相關(guān)方面（如，電力、天然氣、水、供暖等）的要求，特別是考慮到這些因素的不斷變化。由于項目設(shè)計的空調(diào)系統(tǒng)有溫度和濕度等參數(shù)，所以就需要更嚴(yán)格或更具體的規(guī)定，應(yīng)當(dāng)每年進(jìn)行一次可行性分析，以保證其適應(yīng)不同天氣。在不能使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的特殊情況下，應(yīng)當(dāng)對非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制定詳細(xì)的參數(shù)要求，并對提出的參數(shù)要求保持合理可行。在評估工程項目的可行性時，需要考慮是否有足夠的條件進(jìn)行設(shè)計，特別是在改造工程及面積過于有限的項目等情況。

3.2 調(diào)節(jié)性與操作性

氣象條件是空調(diào)系統(tǒng)容量和大型建筑物最不利的條件，在經(jīng)濟(jì)分析中，必須考慮到具有良好調(diào)節(jié)性能，同時運行能耗低的系統(tǒng)的解決方案。此外，空調(diào)系統(tǒng)的易于管理和操作更多地取決于是否具備自動控制系統(tǒng)，必須根據(jù)實際情況和要求進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來設(shè)計。自動控制空調(diào)系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)管理員的工作數(shù)量和強(qiáng)度，并降低管理費用，一次性投資也會增加，對經(jīng)營者的投資要求也相應(yīng)增加。

3.3 規(guī)范性較差

因為防排煙設(shè)計事關(guān)重大，所以國家很早就對該項設(shè)計工作提出了嚴(yán)格的規(guī)范要求，且經(jīng)過多年改進(jìn)，當(dāng)前規(guī)范要求相對完善。但現(xiàn)實情況來看，很多建筑的防排煙設(shè)計與現(xiàn)行規(guī)范要求有很多地方都有差距，說明設(shè)計規(guī)范性較差。以某建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)防排煙設(shè)計為例，依照規(guī)范要求該建筑中除第一層以外的每層都應(yīng)當(dāng)有獨立的前室用于防煙，同時該建筑總高超過50m，理應(yīng)配備機(jī)械加壓送風(fēng)防煙系統(tǒng)提高防煙效果，但該建筑的前室不齊全，5層以下均不具備前室，同時所有樓層采用的排煙系統(tǒng)都是自然排煙系統(tǒng)，因此不符合規(guī)范。另外，規(guī)范性較差的問題具有多種形式，除了以上案例以外，還存在自然排煙與機(jī)械排煙系統(tǒng)不可靈活切換、排煙速度不符合實際要求、設(shè)備安全隱患等問題，故規(guī)范性較差問題應(yīng)當(dāng)引起人們的重視。

3.4 安全性問題

安全供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的高度較高的建筑主要包括：易燃易爆、環(huán)境安全、防火安全、人員安全、關(guān)鍵設(shè)備運行安全、生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備安全、空氣質(zhì)量安全等。所以對改善供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的安全，需要在技術(shù)設(shè)計、設(shè)備開發(fā)、運行管理、規(guī)范技術(shù)措施等許多領(lǐng)域進(jìn)行改進(jìn)是必要的。安全是首要重要因素，設(shè)計時要考慮建筑工程的通風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)的易燃因素，比如，儲藏室、煤礦和易燃易爆的廠房，應(yīng)當(dāng)采取有效的技術(shù)措施和安全方案的防爆設(shè)計。易燃液體和氣體泄漏時必須考慮安全設(shè)計，在燃油和燃?xì)忮仩t房以外的報警和通風(fēng)系統(tǒng)必須安裝可燃?xì)怏w檢測裝置。防火安全問題以及設(shè)備運行的安全問題主要是制冷系統(tǒng)安全，建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)通常包括調(diào)節(jié)空調(diào)溫度和相對濕度、氣流濕度；調(diào)節(jié)冷凍泵的轉(zhuǎn)速，控制冷卻風(fēng)扇和水泵的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；監(jiān)視和控制條件流量，調(diào)節(jié)風(fēng)量和調(diào)節(jié)水流，這些流量可以作為控制空調(diào)系統(tǒng)的流量，也可以作為系統(tǒng)優(yōu)化的流量[3]。

4 建筑暖通防排煙施工技術(shù)及應(yīng)用要點分析

4.1 做好現(xiàn)場勘察，強(qiáng)化規(guī)范審驗

為了確認(rèn)暖通空調(diào)系統(tǒng)防排煙設(shè)計的適用規(guī)范，在正式展開設(shè)計之前需要進(jìn)行現(xiàn)場勘察工作，該項工作是為了了解建筑的具體情況，以便選擇規(guī)范，勘察中需要注意的要點是樓層層高、建筑總高、建筑類型等。在了解了現(xiàn)場情況后，設(shè)計人員就應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依照規(guī)范展開設(shè)計工作，同時為了避免不規(guī)范現(xiàn)象發(fā)生，有必要在設(shè)計后進(jìn)行檢驗，對照勘察報告與設(shè)計成果的測量數(shù)據(jù)可作出判斷，檢驗工作必須嚴(yán)格執(zhí)行，不能出現(xiàn)漏檢等現(xiàn)象。具體內(nèi)容如下：①參照建筑，建筑除第一層以外的每層都要設(shè)計消防前室，消防前室的高度要與樓層層高一致，其他設(shè)計要點為：第一，消防前室容人量必須大于本層所有住戶的人數(shù)總面積；第二，消防前室內(nèi)部空間必須空曠，不可阻礙人員行動；第三，消防前室門縫要盡可能地小，確保防煙效果。②參照建筑總高，設(shè)計人員要排煙系統(tǒng)進(jìn)行選型，選型同樣要符合規(guī)范。假設(shè)建筑總高低于50m的公共建筑或工業(yè)建筑，則可以選擇自然通風(fēng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由多個自然通風(fēng)窗口組成，無須設(shè)置機(jī)械防煙系統(tǒng)，自然通風(fēng)即可滿足防煙要求，但如果超過50m，就必須設(shè)置機(jī)械防煙系統(tǒng)，利用加壓風(fēng)機(jī)加壓送風(fēng)。③參照建筑內(nèi)部布局分隔，合理布置排煙窗口或繼續(xù)排煙口的位置，尤其是在疏散走道的區(qū)域，排煙口應(yīng)當(dāng)保持規(guī)范設(shè)計間距，盡可能設(shè)計最佳排煙效果。

4.2 自然排煙設(shè)計分析

自然排煙是指在火災(zāi)發(fā)生時，僅以氣壓和浮力為驅(qū)動力，在不采取任何額外主動措施的情況下實現(xiàn)排煙的方法。為了使建筑物內(nèi)的煙氣自然排出，必須設(shè)置相應(yīng)的補(bǔ)風(fēng)口和排煙口。排煙口可以單獨設(shè)置，也可以通過建筑物的窗戶的設(shè)置。按規(guī)范《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251-2017要求規(guī)定，排煙口必須設(shè)置在儲煙倉內(nèi)，而補(bǔ)風(fēng)口應(yīng)設(shè)置在清晰高度內(nèi)，且排煙風(fēng)速和補(bǔ)風(fēng)風(fēng)速需滿足規(guī)范要求。在大型傳統(tǒng)建筑中，為了滿足自然排煙的實際需要，通常會有單獨設(shè)置自然排煙窗，且設(shè)置高窗時距地1.3～1.5m之間設(shè)有手動開啟裝置[4]。

4.3 機(jī)械排煙設(shè)計分析

目前，大型建筑的機(jī)械排煙主要由排煙風(fēng)機(jī)、排煙管道和排煙閥門等相關(guān)輔件等組成機(jī)械排煙系統(tǒng)，主要適用于火災(zāi)環(huán)境下不能自然排煙的場所。火災(zāi)發(fā)生后，排煙風(fēng)機(jī)迅速將煙氣從火災(zāi)發(fā)生區(qū)域排走，同時在火災(zāi)發(fā)生區(qū)域創(chuàng)造負(fù)壓環(huán)境，并控制火災(zāi)蔓延。設(shè)計時，需要注意排煙管和排煙口的有效風(fēng)速，既要滿足規(guī)范的設(shè)計風(fēng)速要求，又要滿足火災(zāi)區(qū)域內(nèi)的排煙口有效均勻布置；還要注意排煙口與疏散口和補(bǔ)風(fēng)口的間距滿足規(guī)范設(shè)計要求。

4.4 通風(fēng)、防排煙的防火閥設(shè)置，降低安全隱患

通風(fēng)、防排煙的防火閥一般安置在通風(fēng)、防排煙調(diào)節(jié)系統(tǒng)的風(fēng)管上，通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的風(fēng)管在下列部位應(yīng)設(shè)置公稱動作溫度為70℃的防火閥：每層水平風(fēng)管與豎向風(fēng)管交接處的水平管段上，穿越防火分隔處的變形縫兩側(cè)，穿越重要或火災(zāi)危險性大的場所的房間隔墻和樓板處，穿越通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)機(jī)房的房間隔墻和樓板處，穿越防火分區(qū)處；排煙管道下列部位應(yīng)設(shè)置排煙防火閥：穿越防火分區(qū)處，排煙風(fēng)機(jī)入口處，一個排煙系統(tǒng)負(fù)擔(dān)多個防煙分區(qū)的排煙支管上， 垂直風(fēng)管與每層水平風(fēng)管交接處的水平管段上；同時，排煙系統(tǒng)中的防火閥、排煙防火閥、排煙閥、排煙風(fēng)機(jī)、擋煙垂壁等消防產(chǎn)品，必須選用符合國家有關(guān)消防產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，經(jīng)國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢驗合格的產(chǎn)品。所有設(shè)備、主要材料及配件等必須具有出廠合格證書且排煙防火閥、排煙閥、防火閥、排煙風(fēng)機(jī)、擋煙垂壁應(yīng)為3C認(rèn)證產(chǎn)品。規(guī)范合理的設(shè)置通風(fēng)、防排煙的防火閥，有效提高通風(fēng)、防排煙系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實用性。

4.5 一次施工圖排煙系統(tǒng)設(shè)計未考慮后期二次精裝深化

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，當(dāng)前建筑領(lǐng)域所負(fù)責(zé)的建筑項目無論是內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還是建筑規(guī)模，都在進(jìn)一步擴(kuò)充，這就對建筑暖通空調(diào)防排煙設(shè)計工作提出了更高的要求。然而由于部分設(shè)計者對建筑暖通空調(diào)防排煙系統(tǒng)設(shè)計安全性以及時效性缺乏重視，或者出于對造價成本以及施工程序的考慮，經(jīng)常忽略后期二次精裝深化改造的工作，從而導(dǎo)致暖通空調(diào)防排煙系統(tǒng)在后期使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)因為設(shè)計不科學(xué)而產(chǎn)生種種異常情況，這也是導(dǎo)致排煙系統(tǒng)在實際使用過程中出現(xiàn)問題、無法處于正常工作狀態(tài)的重要原因。因此無論是機(jī)械防排煙系統(tǒng)、排煙風(fēng)機(jī)的選擇，排煙口的設(shè)計或是自然排煙窗的設(shè)計，相關(guān)設(shè)計人員都需要在結(jié)合施工圖紙的基礎(chǔ)上，充分考慮到建筑的二次精裝深化以及可能發(fā)生火災(zāi)的情況等多方面客觀因素，通過組織開展實際演練以及驗收等工作，及時發(fā)現(xiàn)并解決建筑暖通空調(diào)防排煙系統(tǒng)內(nèi)部存在的不足，避免后期防排煙系統(tǒng)因設(shè)計不科學(xué)出現(xiàn)問題，增加不必要的改造成本[5]。

5 結(jié)束語

綜上，暖通空調(diào)系統(tǒng)防排煙系統(tǒng)設(shè)計關(guān)系到建筑消防性能與人員安全，故設(shè)計不可出現(xiàn)質(zhì)量問題。為避免問題發(fā)生，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)正視當(dāng)下問題，采用對應(yīng)方法改善，而且工作組織要關(guān)注設(shè)計人員專業(yè)水平，確保設(shè)計質(zhì)量達(dá)標(biāo)，同時貼合現(xiàn)實需求。防排煙設(shè)計應(yīng)按國家規(guī)范要求滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，解決火災(zāi)時產(chǎn)生煙氣對人員的影響，給人員逃生和消防救援人員提供有利的室內(nèi)環(huán)境。