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1、高层建筑防火排烟设计若干问题的探讨高层建筑防火排烟设计若干问题的探讨(2008-8-15(2008-8-15 8:25:00)8:25:00)【E 路中国风机网】 高层建筑防火排烟设计若干问题的探讨2008/8/15/08:13 来源：湖南消防总队 作者：胡志 摘要针对高层建筑内部重点部位、重点场所的布局和结构特点，对防排烟设计进行分析、论证，提出部分优化设计的意见和建议，供设计、审核人员参考。 随着我国经济的迅速发展，高层民用建筑已从大中城市发展到中小城市，并且朝着大型化、高层化、多功能化的方向发展。由于高层建筑烟囱效应作用的影响，火灾产生的烟气浓度黑、温度高，危害性比一般建筑更加严重，大量
2、的火灾统计数据表明，火灾中受烟害直接致死的约占 80%以上。因此，高层建筑一旦发生火灾，迅速排放烟气，防止蔓延扩散，确保人员安全疏散是关键。本文就高层民用建筑防排烟设计方面的几个问题进行探讨。 一、关于排烟口与室内最远点的水平距离问题一、关于排烟口与室内最远点的水平距离问题 高层建筑的排烟分为可开启外窗的自然排烟和机械排烟。自然排烟是利用火灾时产生的热压，通过可开启的外窗或排烟窗（包括在火灾发生时破碎玻璃以打开外窗）把烟气排放到室外。自然排烟方式简单、经济，不需要专门的排烟设备，火灾时不受电源中断的影响，但受室外风向、风速和建筑本身的密封性或热压作用的影响。机械排烟是设置专用的排烟口、排烟管道
3、及排烟风机把火灾产生的烟气和热量排放到室外。排烟风机工作时，排烟口附近产生负压，加速室内烟气的流动，强制将烟气排放到室外。 机械排烟口与室内最远点的水平距离，高规第 8.4.5 条规定很明确，“防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过 30m”。高规第 8.1.3.1 条：“一类高层建筑和建筑高度超过 32m 的二类高层建筑长度超过 20m 的内走道应设排烟设施”；高规第 8.4.1.1 条：“一类高层建筑和建筑高度超过32m 的二类高层建筑的无直接自然通风，且长度超过 20m 的内走道或虽有直接自然通风，但长度超过 60m的内走道，应设置机械排烟设施”。火灾时，人在浓烟中低头掩鼻最大通行
4、距离为 2030m。显然，高规以人在浓烟中低头掩鼻最大通行距离的下限值 20m 判定高层建筑的内走道是否设排烟设施，考虑双向疏散，以人在浓烟中低头掩鼻最大通行距离上限值 30m 的二倍，即 60m，判定高层建筑内有可开启外窗（仅在走道的两个尽端设置）的内走道是否设机械排烟设施。人在浓烟中低头掩鼻最大通行距离是 20m 还是 30m，笔者认为这个数值要根据火灾时人员密度、火灾自动报警系统和灭火系统的完善程度，建筑材料中不燃烧体和难燃烧体使用情况而定，高层建筑内的商场、观众厅、多功能厅、会议室、歌舞娱乐放映游艺场所等公众聚集场所可燃装饰材料多、人员密度高，火灾时产生有毒烟气多、人员疏散速度相对较慢
5、。因此，对于高层公共建筑，人在浓烟中低头掩鼻最大通行距离应该严格要求，采用 20m。笔者建议在高规自然排烟一节中增加一条“自然排烟可开启外窗与室内最远点的水平距离不应超过 20m”；高规第 8.4.1.1 条修改成“一类高层建筑和建筑高度超过 32m 的二类高层建筑的无直接自然通风，且长度超过20m 的内走道或虽有直接自然通风，但长度超过 40m 的内走道，应设置机械排烟设施”。这样，就与 2006年版建规中的相关执行条款统一起来了。 综上所述，高层建筑的内走道、大空间场所（如商场、展厅等）无论采用何种形式的排烟方式，只要满足室内任一点 20m 范围内设置了自然排烟口或者 30m 范围内设置了
6、机械排烟口，其排烟设计是符合要求的。例如：某高层建筑内走道长度超过 40m，仅在走道两个尽端设置自然排烟窗口，侧走道中间适中位置应增设机械排烟口；某大型商场，进深大于 40m，则市场内部应当设置机械排烟设施。二、关于楼梯间、前室、消防电梯间前室及合用前室的防烟设计问题二、关于楼梯间、前室、消防电梯间前室及合用前室的防烟设计问题 高层建筑的防烟分为可开启外窗的自然排烟和机械加压送风的防烟。高层建筑发生火灾时，楼梯间是内部人员唯一的垂直疏散通道，消防电梯是消防队员进行扑救的主要垂直运输工具，为了安全疏散和扑救的需要，必须确保楼梯间、前室、消防电梯前室及合用前室内无烟。 从安全和经济的角度出发，高层
7、建筑的楼梯间、前室、消防电梯间前室及合用前室宜靠外墙设置，并应直接天然采光和自然通风。无论何种形式的楼梯间，采用自然排烟，均应满足每五层内可开启外窗面积之和不应小于 2的要求。防烟楼梯间前室、消防电梯间前室采用自然排烟，可开启外窗面积不应小于2，合用前室不应小于 3。当防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室、合用前室不具备自然排烟条件时，则应当设置机械防烟设施，其加压送风量具体可参见高规相关条款的规定，本文不再赘述。具体讨论以下两个方面的问题： 一是建筑高度超过 50m 的商住楼，住宅部分防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室及合用前室是否要设机械防烟设施。高规第 8.2.1 条：“除建筑高度超过 50
8、m 的一类公共建筑和建筑高度超过 100m 的居住建筑外，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室，宜采用自然排烟方式”。本条条文说明中明确指出，超过 50m 的一类公共建筑，防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室及合用前室仅采用自然排烟方式是不够的，应设置机械防烟设施。笔者认为，对于建筑高度超过 50m 的商住楼、综合楼（上部设有住宅）等公共建筑，其住宅部分的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室及合用前室，当能采用自然排烟方式时，不一定要设置机械防烟设施。建规第 5.4.6 条：“住宅部分与非住宅部分应采用不开设门窗洞口的耐火极限不低于 1.5h 的不燃烧体楼板和 2h 的不燃烧体隔墙与居住部分完
9、全分隔；其他功能场所和居住部分的安全疏散、消防设施等防火设计，应分别按照本规范中住宅建筑和公共建筑的有关规定执行”，高规仅对商住楼作出了类似规定。为确保住宅部分的人员安全疏散，商住楼、综合楼等上部设有住宅的公共建筑，其住宅部分必须与非住宅部分之间达到完全分隔要求，这样整个住宅部分形成了一个独立的防火、防烟空间，即使下部的公共活动用房区域发生火灾，火势和烟气也不会迅速蔓延至楼梯间及前室。因此，诸如此类高层公共建筑，其住宅部分防烟楼梯间及前室、消防电梯间前室及合用前室可直接采取自然排烟方式。 二是对不具备自然排烟条件的防烟楼梯间进行加压送风，其前室是否要设机械防烟设施。防烟楼梯间与其前室中间仅隔开
10、一道乙级防火门，当防烟楼梯间进行加压送风时，风量只能通过前室及外门排放出去，在对防烟楼梯间加压送风的同时，实际上也间接的对其前室进行加压送风。因此，对不具备自然排烟条件的防烟楼梯间进行加压送风时，其前室可不设机械防烟设施，只是通往前室的风受到门的阻力，其压力、风量受节流，在设计和计算防烟楼梯间的送风量时，宜取高规表 8.3.21 中的较大值。 三、关于歌舞娱乐放映场所的排烟设计问题三、关于歌舞娱乐放映场所的排烟设计问题 影剧院、录像厅、歌舞厅、KTV 等歌舞娱乐放映场所由于考虑影视、音响效果及环保等因素，往往在建筑和室内装修设计时，将一部分靠外墙的窗户进行封堵，使整个场所不具备自然排烟条件，形
11、成大量的无窗房间、无窗空间。因此，消防监督人员在对歌舞娱乐放映场所进行审核、验收时，应对其内部排烟设计严格审查把关，防止火灾隐患产生。具体把握以下两个原则：一是疏散通道、房间、大厅内最不利点 20m 范围内必须设置有自然排烟口，或者 30m 范围内设置有机械排烟口；二是建筑面积超过 100的无窗房间应当设置机械排烟设施。实际上，歌舞娱乐放映场所为了确保室内良好的空气环境，平时都设有通风系统，设有排风管道设施。如果房间采用局部机械排烟方式，并与通风系统相结合，选择合理的排烟风机，增加一些常开式电动排烟风口，保证系统符合一定的防火要求，同时，把排烟自动装置与火灾自动报警系统联动起来，其排烟设计就更
12、加完美了。 四、关于中庭的防、排烟设计问题四、关于中庭的防、排烟设计问题 中庭在高层建筑中往往贯通数层，火灾时，火势和烟气迅速蔓延，在较短的时间内弥散到整个中庭，并通过中庭扩散到相邻空间。对于中庭的烟控技术主要有以下三个方面：一是限制中庭及相连空间内可燃物的存放量，减少发生火灾的可能性；二是安装自动喷水灭火系统，有效地降低火灾产生的热量和烟气，设置防烟隔断，限制烟气扩散；三是设置排烟设施，将火灾时中庭内积存的烟气有效地排放到建筑物外。高规第 8.2.2.5 条：“净高小于 12m 的中庭可开启的天窗或侧高窗的面积不小于该中庭面积的 5%时，可采用自然排烟方式。”火灾时，烟气的上升速度为 34m
13、/s，一般只需 34s 就可上升到 12m 高度，由于烟气在上升过程中温度降低出现“层化”，当中庭不具备自然排烟条件或者高度超过 12m 时，应当设置机械排烟设施。具体可通过计算确定中庭的排烟量和排烟风机的设置数量：当中庭体积小于 17000m3 时，其排烟量按其体积的 6 次/h 换气计算；当中庭体积大于 17000m3 时，其排烟量按其体积的 4 次/h 换气计算，但最小排烟量不应小于 102000m3/h。 防排烟设计是建筑消防设计中较复杂的环节，也是建筑生命安全系统的重点。作为设计、审核人员应在充分掌握理解规范要求的同时，针对具体工程仔细分析其客观特性，检查规范适用性和设计细节诸多容易出现偏差或遗漏的问题，实现高层建筑消防立足自救、安全可靠的设计目的。 参考文献： 1、GB50045-95高层民用建筑设计防火规范(2005 年版，简称高规) 2、GB50016-2006建筑设计防火规范（简称建规）
