探析建筑暖通的消防安全設計與防排煙設計要點

李毅杰

（廣州市住宅建筑設計院有限公司山西分公司，山西太原 030500）

0 引言

隨著經濟的發展，一座座高樓大廈在城市中拔地而起，雖然緩解了城市的擁堵，但也會對消防系統造成很大的威脅，為了保護人們的生命和財產，必須加強防火設計和防排煙的設計。一旦一棟樓著火，危險的可不只是一層，還有大量的煙霧和毒氣，許多人都是因為濃煙而死亡，火勢越燒越高，如果沒有安全的通道，很難逃脫。在設計防排煙時，要考慮到建筑本身的特性，根據建筑物的特殊需要，保質保量，不得偷工減料，保證人民的生命和財產的安全。

1 暖通的消防安全設計概況

1.1 暖通消防安全設計的重要性

暖通系統是一種重要的建筑部件，它的主要組成部分是供暖、煤氣、通風和空氣調節。該系統由采暖、通風、空調3 個部分組成。它在人類的日常生活中起著重要的作用，但同時也存在著與火災密切相關的重大安全風險。但火災的危險性可以被減少到最小。所以，在設計時應充分認識火災的發展和傳播規律，當建筑著火時，會從局部向外擴散，當熱量集中時，會發生爆炸。在設計過程中，對火災的本質規律的認識，可以減少火災的危險性。在現代化的建筑物中，通常使用的是暖通和空氣調節。由于建筑暖通施工技術和施工管理的需要，通風、空調管線縱橫交錯，遍布建筑物的每一部分，若設計不當，將會造成火災。所以在設計暖通空調時，必須要做好消防工作，下面是要考慮的問題：因為現代城市的建筑面積很大，所以暖氣管道的焊接點也比較分散，所以在設計暖通空調的時候，要注意的是，在安裝的時候，經常會出現一些火花，比如保溫棉、填充棒等易燃物，就會產生火災。所以在墻上的管子里必須要用防火材料來填充，以防意外。其次，按照《工程部安全管理制度》的有關規定，對暖通設備的要求進行了嚴格的規范。第一層要有防火分區，兩個分區不可同時采用。如遇特殊情況，需在兩個地區同時使用一套消防閥。一旦發生火災，工人們就能通過關閉閥門來控制火勢。按照《火災自動報警系統設計規范》的要求，在暖通滅火系統的設計中，必須要將排煙系統和火災自動報警系統連接在一起，在排煙發生異常時，它就會發出警報，以防止火災的發生，從而達到最大限度地防止火災的發生。除了要單獨設置防火區域之外，還要注意通風管道的隔熱，最好選擇隔熱材料，尤其是在冬季，氣溫在零下十多度的時候，會損壞通風管，影響到正常工作。通風管應使用厚達1mm 的鋼板，并設置防火隔墻，并使用防火材料，使防火閥和通風管路之間可以互相配合，以達到最好的安全效果[1]。

1.2 我國目前暖通系統設計中的安全問題

隨著我國各個領域技術的飛速發展，建筑業的發展速度也在不斷加快，各個領域所取得的成績都是有目共睹的。隨著建筑業的迅速發展，人們的居住和居住條件也越來越好，但同時也存在著一定的安全隱患。在進行高層建筑的設計時，由于各種管線的存在，往往會導致管線的密度較大，在正式運行后，管線會持續發熱，大量的熱量集中，在某一特定的環境下，就會發生火災，導致有害氣體的積聚和蔓延。除了管線過于集中，有些建筑還出現了管線施工失誤，管線擺放不到位，未按相關技術要求進行防護，使得原本應該是居民生活的管線變成了危險物品，可能會引發火災、爆炸。除建筑物自身的采暖設計問題之外，防煙裝置還存在著部分防煙區和擋煙垂墻不合理的問題，如防煙區和擋煙垂壁太長或太短，會造成室內煙氣不能正確地排放；有些建筑的排煙窗口和通風系統都有問題，排煙窗口沒有按照規范的設計和施工，通風設備的安裝也沒有經過嚴格的試驗和設計，造成了火災時，煙氣無法排出，或無法正常排放。為了讓高層建筑真正的安全、舒適，就需要從根本上解決這些問題，切實提升消防設計的安全性。

2 暖通系統消防安全設計優化

2.1 建筑消防疏散系統的優化設計

（1）疏散通道的合理布局。從大量的實際經驗中可以看出，不同的建筑物在功能上也有不同的特點，因此，在進行安全設計時，必須按照不同的功能來進行設計，這樣才能確保疏散的順暢和安全。如果發生火災，員工可以快速的逃生，例如，在房屋中，走廊一般都是采用無邊無際的走廊或者走廊。而在寫字樓和賓館大樓中，走廊的形式一般采用的是環形走廊或雙向走廊[2]。

（2）安全撤離路線的合理布局。在緊急情況下，安全的撤離路徑是一種行之有效的方法。撤離路徑愈短，愈安全。因此，在正確規劃疏散路徑時，應加強對建筑物防火知識的宣傳與預警，并提前規劃疏散路徑。撤離方向應該用明顯的箭頭標示在撤離方案的上方。為被困人員確定方向和尋找安全出口提供了有利的環境。各層的疏散方案布置要簡潔、清晰，并盡可能地確保疏散通道布置均勻，避免“逆流”。在發生火災、遇難者撤離時，了解一段時間的安全是非常關鍵的。再將其移至戶外或其他安全的地方。這一步要比上一步更加安全，而且可以防止“逆流”。在撤離過程中，要特別注意疏散樓梯的布置，一般情況下，最好是靠近電梯的地方。這主要是由于在發生火災時，人們往往會把最常用的路徑和火災放在第一位。緊急通道的有機結合，使疏散更快捷、更安全。同時，要避免在火災發生時，疏散樓梯和消防升降機在同一凹槽內作為前廳，因為采用這種布置方式，一旦發生火災，疏散通道和消防員會發生交叉，從而影響到疏散和滅火。

2.2 樓梯及安全出口的設計

在消防事故發生時，消防通道是消防安全的重要通道，其設計是否合理直接關系到消防人員的疏散。所以，在施工過程中，要嚴格按照設計的要求進行施工，同時要重視安全出口的數量、寬度和平整度。具體的設計要求如下：①醫院、辦公樓等高密度的建筑物，在不同的方向上設置2 個出口，以確保發生突發事件時的人員疏散。②在安全出口的設計中，也要考慮到安全出口的作用。在進行建筑寬度的設計時，應考慮到建筑物內的人員數量和有關的疏散指標，以便更好地滿足建筑物的防火需求。③在條件允許的情況下，樓梯應盡可能地接近外墻，在這種情況下，可以利用外墻上的窗戶來排出煙霧，從而為疏散提供更好的逃生環境[3]。

2.3 消防自動警報系統的設計

（1）探測器。探測器是報警器的眼睛。能迅速向警報控制器發出火災警報。有溫度型、煙霧型、光型和氣體型四種。探測器的選用和結構應該考慮到不同的部件的特性，房間的高度，屋頂的形狀和相對濕度，但是在相同的建筑物內，所用的檢測器必須是同一個廠家的。

（2）火災控制系統。該系統包括：①電氣防火門、防火卷簾門、正壓風閥、排煙閥等防排煙裝置。②電氣機械，如空調、風機、電梯等。③消防系統，如消防栓系統、自動噴水系統、特殊氣體滅火系統。④聯動控制系統。其通過向消防控制器發送火災警報信號，并根據需要下達的命令，實現聯動控制的功能。在實際操作中，一般有自動控制、遠程控制和現場控制3 種。

3 防排煙的安全設計

3.1 防煙系統設計的重要性

防煙、排煙主要是為了及時將大量的煙霧排出，防止煙霧向防煙區外蔓延，保證大樓內部人員的安全撤離，同時也為消防工作提供了良好的環境。建筑物內部的防煙、排煙是確保大樓內人員的安全撤離所必需的。在建筑防火工程中，防火設計非常重要，因為一旦發生火災，九成以上的人會被煙霧所殺死。燃燒過程中會釋放出有害的氣體，人體在火災中吸入大量的有毒氣體，會對人體的內臟造成傷害，引起頭暈、頭暈等癥狀，同時還會釋放出大量的有毒氣體，對人體的器官造成傷害。在火災發生時，要用濕毛巾遮蓋口鼻，避免吸入有害氣體[4]。

3.2 建筑物通風防煙器的設計要點

3.2.1 防排煙機的設置

防排煙煙機的主要工作原理是將煙氣中的熱量及時的排出，使熱量逐漸轉移到非易燃區，并在一定程度上減少火災。在安裝防排風抽油器的時候，要按照有關的要求和規定，不能隨意改變設備的安裝規則，同時還要對送風量進行精確的測量，這樣才能滿足安裝的要求。①公共建筑、工業建筑的消防通道寬度小于2.5m時，防火分區的長側長度不得小于60m。②在空氣凈距大于9m 的情況下，在防煙區域之間可以不設煙霧防護裝置。③汽車庫的防煙區和煙氣量必須按照現行《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》（GB 50067—2014）的有關要求進行劃分。④在不同的地區使用排煙風機時，要精確測量各個防煙區的實際面積，從而使排煙風機能充分發揮其應有的功能。⑤高層建筑設置天窗，主要是為了保證通風，當高層建筑著火時，可以從天窗排出一定的煙塵，而高層建筑沒有設置自動排煙的天窗，則必須采用相關的機械裝置，將部分煙氣排出，此外，當煙氣濃度過高，達到6m 以上，防排煙風機將無法達到預期的效果。

3.2.2 通風孔的布置

《建筑防排煙系統技術標準》中，對自然通風窗的設置作了明確的規定，即自然通風窗的設計必須位于排煙區的頂部或者外墻上。因此，在建筑設計師設計自然通風窗時，應將排煙區的頂部和外墻的排煙窗口結合起來。采用自然通風窗，在室內走廊、室內空間凈高不大于3m 時，自然通風窗口的位置應比室內凈高1/2高。由于火災時，煙霧會向上沖到頂部，在儲煙室的擋煙垂、橫梁等地方集中。因此，要使室內的煙塵能夠及時的排出，必須保證其自然的排煙效果，可以打開的外窗或者百葉窗應該位于排煙區的頂端和墻壁的儲煙室的高度，而在下層的地方，要想在儲煙區內安裝排煙窗是非常困難的，因此，新的國家規定，要降低安裝高度，保證高度的清晰度[5]。

3.2.3 機械增壓送風裝置的安裝要點

機械增壓送風系統應采用管道輸送，而不能采用土建通風方式。送風管道必須采用非燃燒的材質，并且其內部必須非常平滑。若所使用的送風管為金屬管，其設計風速不宜大于20m/s，若送風管為非金屬材質，其設計風速不宜大于15m/s，且送風管的厚度要符合《建筑防煙排煙系統技術標準》，故應引起施工單位的高度重視。另外，在安裝管道時，必須確保管線的耐火極限，安裝在天花板上的管線，其耐火極限應在30min 以上，不設在天花板上的管線，其耐火極限應在1h 以上[6]。

3.2.4 消防閥門安裝要點

防火閥主要用于空調、通風，通常在兩個防火分區設置防火閥門，以70℃為最常用，大多數時候，防火閥門是打開的，當煙氣溫度高于70℃時，防火閥門會自動關閉。280℃的排煙防火閥在排煙系統中也是很常見的一種，它在大多數情況下都是關閉的，一旦發生火災，煙氣溫度超過280℃，它就會自動打開，而且可以通過手動或者遙控來打開。因此，為了加強分隔間的隔離作用，設計者應在各分間都安裝排煙防火閥[7]。

3.2.5 排煙設計壓力進風口及排氣口的流速

《建筑防煙排煙系統技術標準》中，對加壓排煙口及排煙口的速度作了嚴格的規定，即壓力進風口的速度不得大于7m/s，排氣口的速度不得大于10m/s。然而，在實際的設計中，一些設計者并未注意到這一點，導致了風速的超標。所以，在進行防排煙設計時，必須合理地控制風速，并根據相關規范進行加壓送風、排煙出口的風速，以達到設計要求的目的[8]。

4 結語

因此，在建筑暖通系統防火設計中，應重點關注防排煙設計與通風性能。防排煙設計的主要目標是在發生火災時，能有效地保護居民的生命和財產，并能在一定范圍內釋放出大量的煙霧，避免濃煙過量危害居民的生命。在建筑通風系統防排煙的設計中，要針對不同的建筑結構選用優質的耐火材料，同時要加強防火意識、加強防火意識、加強防火性能、加強建筑防火和防排煙設計，從而達到保護人民生命和財產安全的目的。