建筑防排煙系統全周期管理技術要點分析

引言

建筑防排煙系統是保障人員安全疏散的關鍵，在保障建筑防火性能方面發揮著至關重要的作用。住建部門承擔消防審驗職責后，設計、施工、驗收和運維分屬不同監管部門，給使用單位帶來風險。同時，設計施工規范和相關產品標準的變化，使得既有建筑在改造和運維時出現標準銜接的問題。建筑管理單位、消防技術服務機構、監督管理部門均面臨標準變化帶來的操作難題。這就需要基于全生命周期管理技術要點，建立前后一致、統一協調的操作指南和技術規程。綜合考量一次性建設投人和后期管理維護成本，在保證合規的前提下，優化設計與管理維護方案，以提升消防安全管理效率，有效控制火災風險，同時降低全周期安全成本。本文結合技術標準與實踐案例，系統探討防排煙系統全周期管理的邏輯框架與實施路徑。

一、共性問題

（一）機械防排煙系統可靠性低

在設計、施工階段，設計偏差、設備及材料工藝缺陷、隱蔽工程管理失控等風險在運行維護階段往往被放大，傳統維保模式流于形式，缺少關鍵參數，智能化程度低， 90% 以上項目依賴人工巡檢，容易形成風險疊加，最終導致系統失效的嚴重后果。運行中可能出現多種故障，影響效能。常見故障包括風機無法聯動啟動或風速不足、風閥無法正常開啟、風管漏風、控制系統聯動失效、排煙口風量不足、擋煙垂壁設置不合理以及供配電線路不符合要求等[1]

（二）自然排煙窗（口）有效面積動態維護難題

采用自然排煙系統的建筑，按照《建筑防煙排煙系統技術標準》GB51251-2017的規定對防煙分區內自然排煙窗（口）的面積、數量、位置經計算確定，同時需要考慮防煙分區內任意一點與最近的自然排煙窗（口）之間的水平距離、自然排煙窗（口）開啟的有效面積、開啟方式等因素。驗收階段需要對自然排煙口的面積、長度、位置、高度進行測量，對手動、自動開啟設施進行功能測試。自然排煙窗（口）屬于建筑防排煙設施，未列入消防產品名錄，因此往往被使用者忽視。在投入使用后，受內部裝飾裝修、外墻裝修等因素影響，存在裝飾材料遮擋自然排煙窗（口）的風險。同時，在裝飾建筑外的立面幕墻時，部分工程人員忽視了排煙部位開外窗的實際情況，設計的防排煙外窗可開啟角度不合理，導致有效排煙面積難以達到設計要求[2]。例如，對某商業綜合體調研發現，因外立面加裝廣告牌導致排煙窗開啟角度受限，自然排煙窗有效排煙面積下降 35% 。此類問題源于設計階段未預留冗余空間、運維階段缺乏動態監測機制。

（三）排煙設計條件改變導致功能失效

儲煙倉是排煙設計中聚集并排出煙氣的區域。為了保證人員安全疏散和消防撲救，必須控制煙層厚度，并計算所需排煙量，以保證足夠的清晰度。儲煙倉的厚度和最小清晰度作為排煙設計計算中的重要指標，在設計階段需要考慮與之相關的防煙分區、擋煙垂壁的設計。規范要求擋煙垂壁等擋煙分隔設施的深度不應小于儲煙倉的厚度，同時需要考慮吊頂的設置形式。對于有吊頂的空間，當吊頂開孔不均勻或開孔率小于或等于 25% 時，吊頂內空間高度不計入儲煙倉厚度。規范要求在驗收階段根據施工圖核對吊頂開孔率。因此，吊頂形式、安裝高度均為排煙設計的基礎參數。一旦經過驗收，須始終保持。在使用階段，因樓層內房間布局發生變化、隔墻位置變動、吊頂形式改動均會對儲煙倉厚度產生影響，導致設計階段的計算條件發生變化，進而使排煙系統達不到設計的排煙效果。

（四）機械加壓送風系統余壓控制失效風險

在建筑防煙系統設計中，機械加壓送風量的計算需綜合考慮多種因素。對于封閉樓梯間、防煙樓梯間及消防電梯前室等關鍵部位，其送風量應按同時開啟著火層及其上下相鄰層（共三層）的標準進行計算，并應額外計入門洞等部位的漏風量。系統設計必須確保壓力梯度合理分布，走廊至樓梯間的壓力應呈遞增趨勢，其中前室、封閉避難層（間）與走道之間的壓差應控制在 25Pa 一30Pa 范圍內，樓梯間與走道之間的壓差則應維持在40Pa-50Pa 之間。值得注意的是，國內外在送風口設計上存在顯著差異。國外普遍采用帶啟閉信號的常閉防火門配合常開加壓送風口的做法，而我國現行規范基于國內防火門產品質量和管理現狀的考量，明確規定前室送風口必須采用常閉式設計。這種設計雖然有效避免了防火門關閉不及時帶來的安全隱患，但在實際運維中卻產生了新的問題。由于無法通過外觀直接判斷風口狀態，運維人員必須依賴火災自動報警系統主機才能確認送風口的啟閉狀態，這給日常檢查維護帶來了不便。機械加壓送風系統風速及余壓的調試需要選取送風系統末端所對應的送風最不利的三個連續樓層。調試樓梯間和前室疏散門的門洞斷面風速時，設計疏散門開啟的樓層數量應符合《建筑防煙排煙系統技術標準》GB51251-2017第3.4.6條的規定。消防設施維護管理相關標準未涉及此類檢查規程。如果運行過程中正壓送風系統未能定期維護，無法實現排煙口與排煙風機的連鎖啟動，正壓送風系統出現啟動邏輯不符合相關規范要求或前室、樓梯間等部位的常閉式防火門因閉門器或順序器出現損壞，導致余壓控制失效。

二、立足全周期建立管理鏈條

建筑防排煙系統的全周期管理需要建立系統化的管控體系，僅滿足各階段合規性要求難以實現有效控制。基于全生命周期理念，建議將系統管理劃分為三大階段，即建設階段（設計-施工-驗收）、運行維護階段（維護-保養-監測）和改造更新階段（拆除-改造），并針對各階段特點制定差異化管理策略。在設計階段，應嚴格執行《建筑防煙排煙系統技術標準》（GB51251-2017）和《消防設施通用規范》（GB55036-2022）要求，同時預留BIM數字化接口，為后續階段提供數據支撐。在施工階段，重點實施過程質量控制，通過隱蔽工程影像化存檔（留存率100% ）、材料進場驗收（合格率 100% ）等措施確保施工質量。在驗收階段，除常規檢測外，需要建立包含吊頂構造、外墻裝修等在內的完整工程檔案（資料完整度 ? 95% ），為運維管理奠定基礎。在運行維護階段，應根據系統特性制定個性化維保方案，重點保持系統準工作狀態（設備完好率 98% ）。在改造更新階段，需要通過風險評估確定優先級，必要時采用分區分期改造策略，確保系統功能的連續性。

三、運行維護模式創新

（一）綜合維保管理模式

隨著消防物聯網、大數據、人工智能的深度應用，消防設施運行維護服務模式發生較大變化。消防設施維保服務出現了網絡特征，維保模式呈現出預防性維護、故障維護、預測性維護的綜合化趨勢[3]。運維部門可以根據設計、施工、驗收過程形成的管理要點制定維護保養管理制度及操作規程。針對不同類型防排煙系統的特性，綜合考量不同維保模式的優點，采用預防性維護、預測性維護、故障維修等組合的方式進行。將已經竣工驗收確定的系統組件列人定期巡檢計劃，發揮預防性維護的作用，進行外觀檢查及功能測試。同時，采用預測性維護方法，通過狀態監測等手段發現故障、異常趨勢，預先干預，能夠有效地減少故障維修投人。基于監測數據分析，在對系統進行故障診斷、壽命預測的基礎上作出維護決策，提高維保效率，降低維保綜合成本。維護保養方案框架如圖1所示。

（二）預防性維護模式

預防性維護方案需按照國家、行業及地方相關消防設施維護標準來制定，規定檢查、巡查的內容及頻次。內容包括巡檢頻率、地點、內容、方式、使用工具、巡檢結論、發現問題、問題處置、關鍵參數等。將已經確定的故障、異常列入故障維修計劃。通過保養、維修、更換作業，及時修復故障，排除隱患；對巡檢發現的故障，應啟動故障維修程序，可以采用更換部件、調整設備參數等方式修復異常，解決潛在問題。維護保養巡查、檢修結束后，制定維護保養報告和相關運行數據的記錄檔案。

（三）預測性維護模式

預測性維護通過傳感器對系統關鍵元器件進行狀態監測，依據數據進行故障診斷、狀態預測，進而優化維保策略。在對消防設施各類設備功能識別的基礎上，進行系統失效模式分析和設備影響分析，確定監測方案。對防排煙系統的關鍵設備如風機、配電設施、聯動控制器的運行狀態、使用情況、機房等關鍵部位的環境條件進行監測。對監測信息的異常參數進行分析和判斷，通過參數分析、趨勢分析、對比分析等方法進行故障診斷及壽命預測，研判可能出現的問題和故障。基于故障診斷及預測分析報告組織實施維修維護工作。應針對故障類型、故障定位、設備異常信息提前進行檢查、維修、更換，確保設備正常運行。管理方可以基于城市消防遠程監控系統，建立預測性維護社會化保障機制。預測性維護可參考GB/T40571，制定服務流程，如圖2所示。

（四）故障維修模式

對于建筑防排煙系統故障，可以根據其影響程度及影響范圍進行分級處置。管理方應與受委托消防技術服務機構共同制定故障維修預案，根據故障分級約定故障維修的響應時限。

一般故障：單個設備失靈或失效，不影響系統運行。嚴重故障：部分器件失效，造成某個區域或某項功能失效。緊急故障：主要部件、設備故障，造成系統功能失效。

四、改造更新評估流程優化

建筑物投入使用后有可能出現內部裝修工程、修工程、整體改造工程、局部改造工程等情況，均會涉及建筑防排煙系統功能，需要統籌考慮。既有建筑改造工程不應影響已有建筑防排煙系統的有效性，防排煙系統設施更新應以提升防火安全性能為目標。原有設施、設備、風道滿足使用要求時，可充分利用。結合既有建筑改造，進行防排煙系統更新，其改造和更新部分應符合現行消防標準要求。改造工程需遵循“不降低原系統效能、優先適配新標準”原則，實施三步評估法。歷史資料溯源：調取原設計文件與歷次改造記錄，明確標準適用性。現場檢測鑒定：通過煙霧試驗、風量測試等手段評估系統性能。分析與方案制定：對比新舊標準差異，論證改造技術的可行性。在改造實施前，建設單位組織設計單位、消防技術服務機構等開展評估，包括收集設計文件資料、組織勘察現場、開展檢測鑒定、研判建筑現狀、分析改造方案等，應形成既有建筑改造消防安全評估報告。建筑防排煙系統應列為重要的專項評估內容。準確掌握原建筑設計時執行的消防標準，尤其是專家論證會的意見。建議根據改造要求和目標，對涉及的防煙排煙系統、相關機電設備等進行檢查評定，并根據檢查或鑒定結果進行設計。對改造涉及的新、舊消防標準差異與執行現行標準的難度進行分析，充分論證擬采取改造方案的技術可行性、安全性。

結語

全周期管理模式通過階段協同、數據貫通與模式創新，最終形成“規劃一建設一運維一再生”的閉環管理體系，可系統性地提升防排煙系統的可靠性。未來，需進一步融合智慧消防技術，如基于數字孿生的動態仿真、AI驅動的故障診斷等，推動防排煙系統向智能化、自動化方向發展。

參考文獻

[1］田鵬.高層建筑防火排煙設計探討[C].中國消防協會學術工作委員會消防科技論文集，2022.

[2]賈開鵬.高層建筑消防排煙設計中的問題及對策[J].中國新技術新產品，2020（24）：143-145.

[3]劉宏昌.消防技術服務認證初探[C].中國消防協會學術工作委員會消防科技論文集，2023.