“新規”實施后一類高層住宅樓電梯間防排煙設計簡析

摘 要：《建筑防煙排煙系統技術標準》GB 51251-2017（以下簡稱為“新規”），于2018年8月1日起正式實施，新建民用建筑及工業建筑均按本規范進行設計。建筑火災中，引起人員傷亡的主要原因是吸入有毒煙氣窒息致死，所以，在建筑設計中，防排煙設計尤為重要，建筑防煙主要依靠自然通風和機械加壓送風，而排煙也可以分為自然排煙和機械排煙。本文針對“新規”實施后的一類高層住宅剪刀樓梯間防煙及應急排煙問題進行設計簡析。提出住宅建筑樓梯間防排煙存在的問題及具體解決問題的辦法。

關鍵詞：住宅建筑；防煙設計；自然通風；機械加壓送風文章編號：2095-4085（2024）06-0103-03

0 引言

伴隨著我國城市化進程步伐的不斷加快，一座座建筑如雨后春筍般拔地而起，隨之帶來的就是高層建筑的消防問題。高層住宅居住人員多，一旦著火，大量人員會通過樓梯間逃生，人員聚集會造成人員疏散困難。因此，為保障人員疏散安全，必須加強對建筑樓電梯間的防煙設計。

實際案例，以2019年山西某地區實施的某一類高層住宅樓設計項目為例，來探討樓電梯間及前室的防煙設計。

1 項目概況

該住宅總建筑面積24 418.16m2，其中地上建筑面積23 048.60m2，地下建筑面積1 369.56m2，地上二十六層，地下一層（帶設備夾層），地下使用功能為設備管道夾層及人防層，其中設備夾層層高為2.19m，人防層層高為3.4m，地上使用功能住宅，層高均為3.0m，地上部分建筑高度為78.40m，地下部分高度為5.29m。

2 建筑耐火等級及樓電梯間防煙形式的確定

本建筑為建筑高度大于54m的住宅建筑，依據《建筑設計防火規范》GB 50016-2014（2018年版）（以下簡稱為“火規”）第5.1.1條，建筑分類定性為一類高層居住建筑，依據“火規”5.1.3條，本建筑的耐火等級為一級；依據“火規”第5.5.28條，當住宅樓的建筑高度大于33m時，樓梯間應采用防煙樓梯間。

2.1 樓電梯間防煙系統的探討

2.1.1 防煙系統的選擇

高層住宅樓電梯間核心筒的防煙常采用自然通風系統和機械加壓送風系統兩種形式，從工程經濟及實用性上考慮應優先選用自然通風形式，但在具體項目設計時，為了使用建筑外形更加規整及戶型更加合理，或者為了實現某種特定的建筑功能，也往往采用機械加壓送風系統，因此，核心筒防煙是采用自然通風系統還是機械加壓送風系統是由具體工程項目的使用功能和使用要求來決定的。

2.1.2 核心筒地上部分防煙

“新規”第3.1.3條規定：當前室（含獨立前室及合用前室）的加壓送風口設置在前室的墻體頂部或正對進入樓梯前室的入口墻面時，樓梯間允許采用自然通風進行防煙；反之，沒有設置在頂部或正對前室入口墻面時，樓梯間必須采用機械加壓送風系統，以保持正壓，防止煙氣直接進入豎向交通疏散系統。依據規范本條規定，豎向交通疏散系統如果想要采用自然通風防煙方式，就需要滿足兩個條件中的至少一條，即樓梯間的前室采用頂部加壓送風或者使前室的加壓送風口要正對進入前室入口的墻面。對于前室頂部加壓送風方式，《建筑防煙排煙系統技術標準》的圖示版15K606給出了設計示例，據此我們可以這么認為，只有在前室的頂部吊頂才能實現頂部送風，而送風口一般都需要從加壓送風井的側墻引入，加之前室有一些消防水暖管道及電纜橋架，如果采用頂送，可能導致前室的凈高不足，給人以壓迫感。對于后者，前室往往有多個入口，且前室內有很多的設備管井，很難做到設多個加壓送風口正對每個前室入口墻面。那么，以上兩個條件均不容易滿足，這就導致雖然樓梯間具備自然通風條件，也必須采用機械加壓送風。

（1）實際案例地上核心筒布置

住宅項目的地上核心筒布置如圖1所示，實際案例住宅樓的核心筒為典型的三合一前室，即剪刀樓梯間的兩個前室與消防電梯的前室合用，剪刀樓梯間具備自然通風條件，按照規范條文，送風口沒有正對前室入口墻面，合用前室也沒有采用頂部送風，剪刀樓梯需要分別設置機械加壓送風系統，且樓梯間只能設置固定窗。

（2）實際案例地上核心筒存在的弊端

樓梯間作為住宅建筑的公共交通空間，外窗采用固定窗，將導致此空間無法正常通風換氣，空氣污濁，容易產生異味，特別是對于一梯多戶只有一個朝向住宅，無法形成空氣對流，住戶使用不便。剪刀樓梯間增加兩個加壓送風井，使住戶公攤面積加大，增加建設成本和購房成本。

（3）解決問題的應對辦法

合用前室加壓送風口設置于側墻的頂部。“新規”對第3.1.3-2條的條文解釋對能否設置于側墻的頂部沒有給出解答，只是說明了設置在前室的頂部的目的是形成風幕，從而阻隔煙氣的進入；加壓送風口設于正對進入前室入口的墻面，是為了更有利于防止煙氣侵入前室。通過查閱相關設計資料，在《山東省建筑工程消防設計部分非強制性條文適用指引》一書中找到了相關條文解答，暖通專業第1.0.21條提出了相關問題，當樓梯間自然通風系統時，前室或合用前室的加壓送風口設置在其側墻上部的結構板底或結構梁下，此設置是否可行？指引指出，在滿足一定限定條件時，是允許這樣設置的，限定條件的要求是：a、在前室內靠近加壓送風口的墻面設置手動開啟裝置，該裝置距離室內地面的高度范圍是1.3～1.5m；b、加壓送風口的位置不能正對或者緊臨樓梯間的疏散門，并且送風口不能被門或其它障礙物遮擋。此書的前言部分指出，此《指引》是在借鑒北京市、浙江省、廣州市等省市對消防疑難問題解答基礎上，并經《建筑設計防火規范》（GB 50016-2014）編寫組知名專家審查后定稿，在業內有很高的知名度，國內許多知名大院也參照本《指引》進行具體工程項目設計［1］。

（4）實際案例中核心筒的優化

依據《指引》中對“新規”中3.1.3-2條的解釋，三合一合用前室的加壓送風井的送風口設置在側墻的頂部，緊貼前室的頂板，并在加壓送風井附近距地高度為1.3～1.5m的位置加設手動開啟按鈕，樓梯間可改為自然通風形式，原來剪刀樓梯間的兩個加壓送風井可以取消，外窗由固定窗改為可開啟的外窗。實際案例核心筒優化后結果見圖2所示。

（5）實際案例核心筒優化后的優點

樓梯間由原來的固定窗變為可開啟外窗，能夠自然通風采光，減少樓梯間的異味，單一朝向的戶型能夠形成空氣對流，有利于提高住宅的通風效果；取消了剪刀樓梯間的兩個加壓送風井，減少工程建造成本，減少住宅的公攤面積，降低住戶的購房成本。

2.2 防煙樓梯間應急排煙設計探討

防煙樓梯間的應急排煙設計分為兩種情況，一種為設置機械加壓送風系統的樓梯間應急排煙設計，另一種為采用自然通風樓梯間的排煙設計。雖然兩種情況的排煙方式均是通過可開啟外窗的形式進行排煙，但排煙的應用原理卻不同。

2.2.1 機械加壓送風系統防煙樓梯間的消防救援排煙設計

“新規”第3.3.11條規定，對于采用機械加壓送風方式的封閉及防煙樓梯間，要在其頂部設置固定窗，且開窗面積不小于1m2。頂部設置固定窗的目的是為了保障消防救援人員生命安全，當樓梯間內的煙氣及熱量比較多時，救援人員可以對此固定窗進行破拆，排除樓梯間內的大量煙氣和熱量，從而保障消防救援人員的人身安全［2］。

《建筑設計防火通用規范》（GB55037-2022）第2.2.4條，對于設置機械加壓送風系統并且靠近建筑外墻或能夠直通建筑屋面的封閉及防煙樓梯間，要求在樓梯間的頂部或最上一層外墻上設置常閉式應急排煙窗。本條規范對“新規”的3.3.11進行了重新修正，“新規”此條自2023年3月1日起進行廢止，不再執行。

通過新舊規范的對比可以看出，“新規”的固定窗變成了常閉式應急排煙窗，原來的在樓梯間“頂部”變為了“頂部或最上一層”設置即可，本條修訂對排煙窗的具體開窗面積大小沒有做出具體規定，在執行過程中，可以參照“新規”（的3.3.11條規定執行，保證開窗面積不小于1m2。排煙窗位置的設置變化，給設計師在工程設計時提供了更多便利條件，在處理樓梯間頂部平臺處外窗時，不必在糾結排煙窗是否在樓梯間頂部，只要保證在最上一層即可，可以按正常樓層的開窗位置進行設計，使建筑立面更加協調美觀。

機械加壓送風系統樓梯間的排煙窗是屬于應急排煙，人員在緊急疏散時，難免會有少部分煙氣進入樓梯間，消防救援人員在特殊情況時可以打開排煙窗，盡快排除進入樓梯間的煙氣，從而保證人員安全。排煙窗具有手動和聯動開啟功能，平時使用時應保持關閉，當發生火災時，啟動樓梯間的加壓送風系統，保持樓梯間的正壓，以免煙氣進入此空間。

2.2.2 自然通風樓梯間的消防救援排煙設計

“新規”第3.2.1條，采用自然通風方式的封閉及防煙樓梯間，要求在樓梯間的最高位置設置可開啟的外窗，且開窗面積不應小于1.0m2。當建筑物的高度超過10m時，在樓梯間外墻上每五層內設置總面積不小于2.0m2的可開啟外窗，且間隔層數不應大于三層。

依據 《建筑設計防火通用規范》（GB55037-2022）第2.2.4條，滿足自然通風排煙條件的樓梯間可以利用既有外窗進行排煙［3］，不在需要設置專門的應急排煙窗。“新規”中要求的在“最高部位設置1.0m2的可開啟外窗”可以不在執行，其他防排煙設計要求依據“新規”的3.2.1條執行。

3 結語

“新規” 發布后，在實際工程項目設計中，個別條文很難實施，作為設計師，要為項目的終身負責，設計必須嚴謹。而《山東省建筑工程消防設計部分非強制性條文適用指引》［4］依據實際工程中存在的問題，給出了合理的解釋，提出了解決問題的辦法，為廣大設計師指明了設計方向。對于一類高層住宅剪刀樓梯間的防煙設計，是采用自然防煙系統還是采用機械加壓送風系統，規范都有一定的限制條件，這就要求設計人員在具體工程設計時，具體情況具體分析，準確把握設計規范要求，設計出合格的建筑產品。

參考文獻：

［1］GB 50016-2014（2018年版），建筑設計防火規范［S］.

［2］GB 51251-2017，建筑防煙排煙系統技術標準［S］.

［3］GB 55037-2022，建筑防火通用規范［S］.

［4］山東省建筑工程消防設計部分非強制性條文適用指引（住房和城鄉建設部令第51號）［S］.