高層建筑防排煙設(shè)計應(yīng)注意問題的探討

李春山

(江西五方建筑設(shè)計有限公司, 江西 贛州 341000）

1 高層建筑的防排煙主要方式

1.1 自然排煙方式

自然排煙是利用火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣的浮力和外部風(fēng)力作用通過建筑物的對外開口把煙氣排至室外的一種排煙方式其實質(zhì)是熱煙氣和冷空氣的對流運動。在自然排煙中，必須有冷空氣的進(jìn)口和熱煙氣的排出口。煙氣排出口可以是建筑物的外窗，也可以是專門設(shè)置在側(cè)墻上部的排煙口。對高層的建筑來說，曾一度采用專用的通風(fēng)排煙豎井，在平常，由于建筑物內(nèi)空氣溫度一般比室外高，產(chǎn)生浮力，使氣流上升，便于房間排氣。發(fā)生火災(zāi)時，由于室內(nèi)溫度較大幅度上升，是內(nèi)外溫差較大，形成煙囪效應(yīng)，成為排煙的一種動力，國外常稱為煙塔排煙方式。這種方式由于利用了豎井的“煙囪效應(yīng)”，產(chǎn)生抽風(fēng)力，所以排煙效果好，它不受室外條件的影響，而且設(shè)備簡單，不需要動力，如果考慮了豎井的耐熱問題可排除較高溫度的煙氣，因此得到了一定的應(yīng)用。這種方式的主要缺點是占地面積大。

1.2 機(jī)械排煙方式

1.2.1 全面通風(fēng)排煙方式

在對房間利用排煙機(jī)進(jìn)行機(jī)械排煙的同時，利用送風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械送風(fēng)，這種方式稱為全面通風(fēng)排煙方式。由于這種機(jī)械排煙方式給控制區(qū)送入了大量的新鮮空氣，為避免產(chǎn)生助燃的影響，它不是應(yīng)用在著火區(qū)，可用于非著火的有煙區(qū)，系統(tǒng)運行時可使系統(tǒng)的送風(fēng)量稍大于排風(fēng)量，使控制區(qū)顯微正壓。這種方式的優(yōu)點是防煙排煙效果好，而且穩(wěn)定，不受任何氣象條件的影響從而確?？刂茀^(qū)域的安全，缺點是需要松、排風(fēng)兩套機(jī)械設(shè)備。投資較高，耗電量也較大。

1.2.2 負(fù)壓機(jī)機(jī)械排煙方式

利用排煙機(jī)把著火房間中產(chǎn)生的煙氣通過排煙口排到室外的排煙方式稱為負(fù)壓排煙方式。在火災(zāi)發(fā)展初期，這種排煙方式能使著火房間內(nèi)壓力下降，造成負(fù)壓，煙氣不會像其他區(qū)域擴(kuò)散。但火災(zāi)猛烈發(fā)展階段，由于煙氣大量產(chǎn)生，排煙機(jī)如來不及把其完全排除，煙氣就可能擴(kuò)散到其它區(qū)域中去。另外排煙機(jī)要求能承受高溫?zé)煔?，而且還需要設(shè)防火閥，在潮溫時自動關(guān)閉停止排煙。所以，不僅初投資高，而且日常維護(hù)管理費用也高。

1.2.3 加壓防煙方式

在建筑物發(fā)生火災(zāi)時，對著火區(qū)以外的區(qū)域進(jìn)行加壓送風(fēng)，使其保持一定的正壓，以防止煙氣侵入的排煙方式稱為加壓防煙。因為加壓區(qū)域和非加壓區(qū)域之間有若干常規(guī)的擋煙物，如墻壁樓板及門窗等，擋煙物兩側(cè)的壓力差可有效地防止煙氣通過門窗周圍的縫隙和圍護(hù)結(jié)構(gòu)縫隙滲漏過來。發(fā)生火災(zāi)時，由于疏散和撲救的需要，加壓區(qū)域之間的門總是要打開的，或者是在疏散期間打開，或者是在整個火災(zāi)期間打開。如果敞開門洞處的氣流速度方向與煙氣流向相反，因達(dá)到一定值時，仍能有效阻止煙氣，即阻止煙氣又非加壓的著火區(qū)流動。加壓防煙方式的優(yōu)點是能有效地防止煙氣侵入所控制的區(qū)域，而且由于送入大量的新鮮空氣，特別適合于作為疏散通道的樓梯間，電梯間及前室的防煙。

2 高層建筑防排煙設(shè)計應(yīng)注意的問題

2.1 自然排煙設(shè)計時應(yīng)注意的問題

自然排煙是利用煙氣流動的特性，采用開啟外窗，敞開的陽臺、凹廊將有毒高溫?zé)煔馀懦?，具有結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、不需電源和專用設(shè)備等優(yōu)點。《高規(guī)》中規(guī)定:除建筑高度超過50m的一類公共建筑和建筑高度超過100m的居住建筑外，靠外墻的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和合用前室，宜采用自然排煙方式。從規(guī)范中看出，規(guī)范推薦宜優(yōu)先采用自然排煙設(shè)施進(jìn)行排煙。但在實際應(yīng)用中存在以下三個問題:

2.1.1 排煙窗位置過低

根據(jù)排煙的原理，排煙窗應(yīng)設(shè)在房間外墻上部或頂棚上，有些建筑排煙窗設(shè)置在房間中部甚至是下部，勢必會影響排煙效果，嚴(yán)重的會起到反作用，下部排煙窗向火源處輸送新鮮的空氣，造成火勢更加迅猛。

2.1.2 排煙窗開啟面積過小

規(guī)范中對可開啟外窗的面積做出具體的規(guī)定，是為了將煙氣順利的排出。有些建筑特別是酒店、旅館、商場以防盜為理由，故意把排煙窗面積改小，有的甚至將窗戶封堵。

2.1.3 排煙窗距離過遠(yuǎn)

雖然《高規(guī)》對排煙窗距離未做明確規(guī)定，但《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中規(guī)定:自然排煙口距防煙分區(qū)最遠(yuǎn)點的水平距離不應(yīng)超過30m。同時，上海地方標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑防排煙技術(shù)規(guī)程》中也規(guī)定:室內(nèi)或走道的任一點至最近排煙管道的排煙口或可開啟外窗、百葉窗的水平距離不應(yīng)大于30m。例如，某教學(xué)樓的內(nèi)走道長為54m，兩端為封閉樓梯，可開啟排煙窗開在距走道一端12m的位置，排煙窗距另一端至少40m的距離，即使是排煙窗面積達(dá)到規(guī)范要求，這樣的設(shè)計對內(nèi)走道的排煙也是不利的。

2.2 機(jī)械排煙設(shè)計時應(yīng)注意的問題

2.2.1 排煙風(fēng)機(jī)啟動后多個防煙分區(qū)同時排煙

雖然《高規(guī)》中規(guī)定擔(dān)負(fù)兩個或兩個以上防煙分區(qū)排煙時，應(yīng)按最大防煙分區(qū)面積每平方米不小于120m3/h計算，但是并不意味要在兩個防煙分區(qū)同時排煙。一個機(jī)械排煙系統(tǒng)可以在若干個防煙分區(qū)的區(qū)域內(nèi)擔(dān)負(fù)排煙任務(wù)，但一次只能在一個防煙分區(qū)面積內(nèi)實施排煙。多個防煙分區(qū)同時排煙會導(dǎo)致排煙口多、漏風(fēng)點多、排煙量小、排煙效率低下。

2.2.2 排煙口為不帶閥的常開排煙口

由于不帶閥排煙口不受控制，火警信號啟動排煙風(fēng)機(jī)運行，所有排煙口都在運行，不僅如此，高溫?zé)煔鈺ㄟ^排煙口進(jìn)入排煙管道，使煙氣蔓延到其他非著火區(qū)域?！陡咭?guī)》中明確規(guī)定:排煙口平時關(guān)閉，并應(yīng)設(shè)置有手動和自動開啟裝置。顯然，常開排煙口違背了機(jī)械排煙系統(tǒng)的控制原則，剝奪了人們手動啟動排煙的權(quán)利。應(yīng)該選用設(shè)有排煙防火閥的排煙口，平時保持關(guān)閉，火災(zāi)時由火災(zāi)自動報警聯(lián)動排煙口開啟，并聯(lián)動排煙風(fēng)機(jī)運行。

2.3 機(jī)械加壓送風(fēng)設(shè)計時應(yīng)注意的問題

機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)由送風(fēng)口、送風(fēng)管道、送風(fēng)機(jī)和防煙部位以及電氣控制設(shè)備所組成。在實際應(yīng)用中機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計主要存在以下兩個方面的問題:

2.3.1 機(jī)械加壓送風(fēng)風(fēng)量設(shè)計不合理

有些單位為了節(jié)省成本、偷工減料，選用的送風(fēng)機(jī)風(fēng)量不足，樓梯間和前室無法形成正壓，起不到防煙的效果。有些單位選用送風(fēng)量較大的風(fēng)機(jī)，我認(rèn)為這樣設(shè)計也不合理，因為風(fēng)量過大會造成走道和前室之間的疏散門開啟困難，也不利于人員疏散。

2.3.2 合用正壓送風(fēng)系統(tǒng)未設(shè)計壓差自動調(diào)節(jié)裝置

規(guī)范規(guī)定，防煙樓梯間的余壓值為40Pa-50Pa，前室、合用前室、消防電梯間前室的余壓值為25Pa-30Pa，這樣設(shè)計是要在樓梯間內(nèi)造成一個大于前室或合用前室的氣體壓力，在前室或合用前室造成一個大于走道的氣體壓力，避免高溫?zé)煔膺M(jìn)入前室，使樓梯間內(nèi)保持無煙。若樓梯間和前室共用一個送風(fēng)系統(tǒng)，且未設(shè)置壓差自動調(diào)節(jié)裝置，無法形成樓梯間的余壓值高于前室，這樣對安全疏散也是不利的。

結(jié)語

只有認(rèn)識到防排煙系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)該注意的問題，才能不斷完善防排煙系統(tǒng)的設(shè)計，才能設(shè)計出合理適用的防排煙系統(tǒng)，保證其設(shè)計以及安裝施工都符合國家建筑要求，保證每個建筑項目的防排煙系統(tǒng)設(shè)施配置齊全，功能完善，真正發(fā)揮其防火減災(zāi)的作用。

［1］蹇兆雷.高層建筑防排煙系統(tǒng)存在的問題及探討[J].硅谷，2008 (14).

［2］陳躍浩.淺談高層建筑防排煙系統(tǒng)中的若干問題[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2008 (35).

［3］范榕.高層建筑防排煙設(shè)計需注意的若干問題探討[J].中外建筑，2011 (07).