臨港某產業區標準廠房的排煙設計探討

劉婷

標準化廠房的“標準”與行業性質有關，不同的行業沒有統一的標準化廠房，因為各個行業的標準化廠房的用途、結構、設備和資金等情況都不一樣。通常來說，標準廠房是指在規定區域內統一規劃，具有通用性、配套性、集約性等特點，主要為中小工業企業集聚發展和外來工業投資項目提供生產經營場所的發展平臺。相同的行業，在一定的范圍內有一定的標準和規范。

臨港某產業區項目是臨港產業區發展高新技術產業的重要承載基地。根據臨港產業區的發展導向及自身特點，項目定位于信息技術、航空航天、現代裝備、新材料等領域的具有創新引領功能的研發中心、技術中心、設計中心、運營中心和技術創新服務為一體的產業基地。項目將體現當今世界最先進的標準廠房的建設理念，打造出一個產業特色鮮明、結構合理、技術領先、功能完備的創新型、可持續、國際化的工業園區。

什么樣的標準廠房基礎設施環境，才能最好地支撐高新技術產業發展？

一、標準化

標準化能確保用戶獲得高品質的產品，同時實現非常快速的部署，壓縮設計施工周期。標準廠房中標準化的設計參數關聯到各個專業。以排煙設計為例，對排煙系統影響最大的兩個專業是建筑專業和結構專業，它們的信息參數對排煙設計至關重要。建筑專業涉及到的參數是火災危險性類別、層數、層高、跨度、柱距、廠房長邊長度及寬邊長度。結構專業涉及到的參數是結構形式，梁板高度、行車牛腿高度、樓板吊載、屋面做法。建筑、結構專業參數的標準化、可控化，能夠非常有效地節省排煙系統的造價。

在土建專業標準化的前提下，排煙方式，電動排煙窗開啟形式，手動開啟裝置的布置高度，排煙機房的位置及面積、排煙井道的面積及出屋面做法、排煙管道的布置原則都是可以實現標準化的。

二、合理規劃層高

臨港業主的需求是標準廠房內每跨距需預留5t行車。5t的行車的軌頂標高是6.8m，行車自身高度0.9m加上行車安全高度0.3m，為行車預留的總高度就達到了8m。建筑專業根據行車及綜合考慮，前期規劃的一層建筑高度為9m，這個數值對排煙不利，因為層高9m決定了廠房凈空一定不足9m。首先明確的概念是層高并不是空間凈高，空間凈高是指樓板底標高，兩者之間差了一個樓板的厚度。當然如果涉及到屋面坡度的話，空間凈高應該取廠房頂板最低點處的板底標高，且不論這個凈高還沒有考慮地面做法。對排煙系統而言，建筑層高的選取至關重要，在確定建筑層高時，暖通專業提前介入并提供優化意見非常必要，優化建議主要是涉及到兩個關鍵數字9和6。

1. 凈高大于9m

當建筑規劃層高在8～9.5m范圍時，建議選擇層高等于9米加上樓板高度，保證空間凈高大于9m。當空間凈高超過9米時，煙氣無組織擴散，擋煙設施無法有效阻擋煙氣，故技術標準GB51251-2017中4.2.4注2中規定當空間凈高大于9m時，防煙分區之間可不設擋煙設施。擋煙設施指的是設置排煙系統的場所或部位采用的擋煙垂壁、結構梁及隔墻等劃分防煙分區的設施。如采用自然排煙方式，建筑專業在側墻設置電動排煙窗時，擋煙垂壁的底標高應低于側墻電動排煙窗的窗底標高。排煙窗的設置受外立面效果的影響，就本項目來說，窗底標高就遠遠低于規范要求的儲煙倉厚度，如果室內設置擋煙垂壁，則擋煙垂壁的離地標高最多與窗底齊平（+4.2m），擋煙垂壁的自身高度要達到4.8m（結構梁0.9+耐火石膏板3.9m）。先不論耐火石膏板的造價，從梁下設置一塊將近4米的石膏板，需要高空作業，施工難度較大，而且美觀性低。如果采用電動擋煙垂壁，避免了視覺上的不美觀，但大跨度的廠房設置電動擋煙垂壁也需要分段設置，除了需要額外配電外，重量和費用都不低。反之，如果通過優化凈高規避了設置擋煙垂壁，排煙窗底標高其實可以進一步降低，只需要滿足大于安全疏散所需的最小清晰高度即可，本項目的最小清晰高度h=2.5m，排煙窗底標高降低，對于建筑外立面的窗扇造型設計會更寬容，排煙窗的布置也更均勻。合理優化建筑層高，不僅可以有效提高室內凈高，節省擋煙設施的費用，降低電動/手動排煙窗的設置底標高，還能額外減少排煙口的數量。

建筑規劃層高在8～9.5m范圍內的自然排煙造價對比表

2. 凈高大于6m

和凈高有關的另一個數字是6，當建筑規劃層高在5～6.5m范圍時，建議選擇層高等于6米加上樓板高度，保證空間凈高大于6m。空間凈高大于6m時，工業建筑防煙分區的最大允許面積及其長邊最大允許長度都是最大的。當空間凈高H=6m時，防煙分區長邊最大允許長度僅為36m；而空間凈高H＞6m時，防煙分區長邊最大允許長度為60m，具有自然對流條件時，不應大于75m，相當于長邊的控制長度增加了一倍。當長邊小于75m，面積小于2000m2的狹長型建筑如果適當考慮層高，控制室內凈高大于6m，完全有可能使單層廠房不必劃分防煙分區。減少防煙分區的劃分數量，能最有效的簡化排煙系統，提高安全性，同時減少廠房排煙窗的開啟數量，提高了經濟性。

建筑規劃層高在5～6.5m范圍的自然排煙方案估價比較表

當廠房空間凈高不足6m時，因為防煙分區劃分數量的增加，建筑立面上很難布置具備對流條件的電動排煙窗，幾乎可以認為是無法實現自然排煙的。

三、排煙方式的選擇

標準廠房采用自然排煙方式，還是機械排煙方式，是業主反復討論比較的一個關鍵點。既要核算經濟性，也要兼顧凈空高度，同時還要考慮后期改造的可行性。自然排煙保證的是凈高，機械排煙提供的是靈活性。自然排煙相較機械排煙在造價方面來說是完全沒有優勢可言的，但當土地成本較高的時候，排煙機房所占的樓板價格在整個排煙系統總造價中的比例大幅提高，這時候優勢則沒有那么明顯了。

1. 自然加機械的排煙設計方案

凡事皆有取舍，對于高新技術產業的標準廠房來說，凈高至關重要。在這個大前提下，采用自然排煙措施，同時預留機械排煙的可能性，是明智之舉。臨港產業園區內具體的做法是，廠房內在側墻及屋面共同設置滿足規范要求的電動排煙窗，采用自然排煙方式，電動排煙窗與火災報警系統聯動。同時在土建上預留排煙管道井，排煙機房區域，排煙管道空間布置高度，樓板下吊掛荷載等。

2. 排煙管道井的預留

從建筑體量而言，按照36m的模數設一個排煙管道井比較合適。室內有超過9m層高的生產廠房，預留排煙管道井面積不應小于4m2。排煙管道井可以與工藝排風井合并預留，今后如果沒有消防改造需求，管道井可以用作工藝排風井使用，節省了土建預留成本，也增加了系統的靈活性。小于6m層高的輔助用房，預留排煙管道井面積不應小于1平方。輔助用房和生產廠房的排煙管道井在一般情況下，建議合并預留，既節省面積，又提高實用性。

3. 排煙機房的預留

排煙機房預留在輔房屋面或生產廠房頂層最合理。當輔助用房和生產廠房內的排煙管道井合并預留時，排煙機房設置在輔助用房屋面上，從管道通路上來說是通暢的。當標準廠房沒有配套的輔助用房，屋面為輕質結構不能滿足機房設置要求等情況下，排煙機房預留在生產廠房內是被迫之舉。同時按照規范要求，排煙機房應盡量設置在排煙系統頂端，因此當排煙機房必須設置在室內時，最佳方案是設置在頂層。排煙機房的預留，對于今后承租的小業主而言，每一平方的面積都需要支付租金，排煙機房的面積當然希望越小越好，但從設計角度考量，土建配套設施前期不充分預留，對今后的改造會造成很多困難，有些條件更是不可逆的，把可能出現的情況全盤考量是預留的要點。最終解決這個矛盾的方式是預留機房面積，預留荷載，預留管道通路，建筑隔墻后砌，既確保排煙機房的功能性，又保證機房的面積靈活性。排煙機房的面積按大空間廠房最小防煙分區的機械排煙量考慮，同時機房要滿足管道布置、閥門的安裝需求及人員檢修通道的最低要求。綜合考慮后，預留排煙機房的面積不應小于50平方。

四、便于改造的解決方案

高新企業入駐后可能會產生的消防改造可能性，下面列舉了幾種改造方向，都是項目實際運營后期遇到的真實情況。需求1：標準廠房前期的火災危險性等級為丙類，企業入駐后降級為丁類。需求2：標準廠房為唯一業主服務，室內劃分為若干個獨立的生產用房。需求3：標準廠房為多個業主服務，室內劃分為若干個獨立的生產用房。需求4：廠房內局部增設吊頂，并增設建筑墻體隔斷。

對應上述情況，相應的改造思路如下表所述：

改造思路需求1 火災危險性等級調整后，總建筑面積＜5000m2，廠房可取消原排煙措施。需求2 室內劃分盡量與室內防煙分區劃分一致，依舊沿用原自然排煙設施。需求3 廠房消防系統獨立，建筑劃分與防煙分區劃分保持一致，沿用原自然排煙設施。需求4室內局部設置吊頂，吊頂區域靠外墻設置，利用可開啟外窗實現自然排煙。如條件不允許，則相應增加機械排煙系統。

五、結語

隨著臨港高新產業區的快速發展，高新技術產業要求的標準化、快速部署、經濟性、改造靈活性對標準廠房的排煙設計提出了新的要求。在建筑方案初期就按照有利于排煙的標準化參數進行設計，對提高后期廠房排煙系統的經濟性至關重要。采用自然排煙方式同時預留機械排煙系統土建條件的設計原則能提供最優的室內凈高，提供靈活的改造方案，是適應高新技術產業發展需求的最佳選擇。