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1、民用建筑防排烟设计疑点的探讨管理民用建筑防排烟设计疑点的探讨管理防排烟系统是民用建筑保障人民生命财产安全不可缺少的消防安全设施。由于建筑防排烟理论较多，至今尚无一种被广泛接受的权威理论，且实际工程中建筑的类别、使用功能和结构布局、建筑内的火灾荷载大小与分布、形态等存在着多样的可变因素，故在设计规范 GB 50045-1995高层民用建筑设计防火规范 （2005 年版） （以下简称高规 ） 、GB 50016-2006建筑设计防火规范 （以下简称建规 ）中，只给出了建筑内防排烟的一般性设计原则。设计人员或消防主管部门在满足一般原则的要求下，可能会对标准产生不同的理解，笔者结合自身的工作经验就防排
2、烟设计中可能会产生疑问的地方进行了分析探讨，供同行参考交流。1 防烟分区面积的确定机械排烟的最小排烟量要经计算确定，而计算的前提是确定防烟分区的面积。 建规中走道应设置排烟设施的是：1）9.1.3.3 公共建筑中长度大于 20 m 的内走道；2）9.1.3.7 其他建筑中地上长度大于 40m 的疏散走道；高规中走道应设置排烟设施的为8.1.3.1 长度超过 20 m 的内走道。房间应设排烟设施的是：建规中 1）9.1.3.3 公共建筑中经常有人停留或可燃物较多，且建筑面积大于 300m2 的地上房间；2）9.1.3.5 设置在一、二、三层且房间建筑面积大于 200m2 或设置在四层及四层以上或
3、地下、半地下的歌舞娱乐放映游艺场所；3）9.1.3.6 总建筑面积大于 200m2 或一个房间建筑面积大于 50m2 且经常有人停留或可燃物较多的地下、半地下建筑或地下室、半地下室；高规中 8.1.3.2 面积超过 100m2，且经常有人停留或可燃物较多的房间；8.1.3.3 高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。由以上规定可知，走道和房间都可分为需要设置排烟设施和不需要设置排烟设施两种。综上所述，可以得出以下四种组合。第一种组合：走道、房间（净高不超过6m）都需要设排烟设施。这时，走道和房间可按 2 个独立的防烟分区设计，可采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚突出不小于 0.5m 的梁划分
4、防烟分区，这时可不考虑房间与走道之间连通的门是否为防火门。需要特别指出，若房间小于上面所述规定的规模面积，按规定不须设排烟设施，但该房间设有可开启外窗时，应按第一种组合处理。第二种组合：走道需设排烟设施，而房间（包括地下室、半地下室）可不设（主要原因是小于上面规定中规定的规模面积） 。这时，若房间与走道相通的门为防火门时，可只按走道划分防烟分区；若房间与走道相通的门不是防火门时，防烟分区的划分应包括这些房间。第三种组合：走道不需设排烟设施（主要原因是走道长度小于上述规定长度） ，而房间（包括地下室、半地下室）按规定需设置排烟设施。若房间与走道相通的门为防火门时，可只按房间划分防烟分区；若房间与
5、走道之间的门不是防火门时，防烟分区的划分应包括该走道。需重点指出：第二种、第三种组合中所指的房间均应为无窗房间或设固定窗的房间，若房间有可开启外窗应归于第一种组合。第四种组合：走道、房间按规定均不需设排烟设施。由上分析可知，走道与房间相通的门是否是防火门、房间是否有可开启外窗是计算防烟分区面积的关键。2 走道排烟口的设置关于走道排烟的规定， 建规中有：9.2.2.4 其他场所，宜取该场所建筑面积的 2%5%；9.2.4 自然排烟口距该防烟分区最远点的水平距离不应超过 30 m。9.4.6.5 防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过 30m；高规中有：8.2.2.3 长度不超过 60m 的
6、内走道可开启外窗面积不应小于走道面积的 2%；8.4.1.1（下列部位应设置机械排烟设施）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；8.4.5 防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过 30m。从规范可以看出，在自然排烟中关键是把握住排烟口面积和防烟分区中最远点距排烟口的距离。下面分三种情况分析。 （1）长度小于 20m 的内走道，可不设排烟设施。（2）长度大于 20 米且不超过 60m 的有自然排烟口的内走道。根据规范可知，可以设置自然排烟方式，只要满足 2 个要求（分别是排烟口面积为防烟分区地面面积的 2%，且防烟分区最远点距排烟口不
7、超过 30m）即可符合规范要求。规定走道任何一个位置距排烟口位置不大于 30 米，以此为依据做为排烟方式选择的量化标准，可以得到以下结论：如果走道内任一点到最近可开启外窗水平距离均小于30 米且满足排烟口面积要求，可选择自然排烟方式;如果走道内有一点到最近可开启外窗的水平距离大于 30 米时，必须选择机械排烟方式，并且必须满足机械排烟口距走道内最远处水平距离不大于 30米的要求。以这种方式来确定排烟方式避免了许多设计人员对于走道形状在执行高规 、 建规过程中所带来的争议。应当指出，当一条走道一端有可开启外窗，但不满足整条走道排烟要求时，可将走道分为 2 个防烟分区（例如利用挡烟垂壁进行防烟分隔
8、） ，近外窗的走道一端（防烟分区）可利用可开启外窗进行自然排烟；另一个防烟分区采用机械排烟亦可。（3）长度超过 20m 且无直接自然通风，长度超过 60m 的内走道。这两种情况按规范要求要设机械排烟。但在实际设计中，对于长度超过 60m 的内走道，当其有多端可开启外窗时，大部分设计人员认为此规定不妥，按照节约、可行的原则，可部分采用自然排烟。笔者认为，对于长度超过 60m 的内走道，此建筑一般都为高级宾馆等公共场所，若按标准严格执行，是必须设机械排烟方式的。这是因为大于 60m 的内走道上即使有可开启外窗，在机械排烟区域工作时，由于排烟产生的负压，使本身采用自然排烟口的区域不能正常排烟，反而成
9、为补风口，室外空气通过自然排烟口不断进入室内，此时，排烟口成为进风口。对于部分长度超过 60m 的内走道，在纯理论上分析，是可以通过划分不同的防烟分区，达到规范要求的自然排烟口面积和距排烟口距离要求的。当然，从消防安全角度出发，一般建议采取机械排烟。同一防火分区下不同防烟分区的排烟方式在一个大的防火分区中，存在多个防烟分区，在不同的防烟分区中可能采用不同的排烟方式。即带出一个问题：在一个防火分区内用挡烟垂壁等进行防烟分区划分时，某防烟分区采用自然排烟方式，而另外的防烟分区采用机械排烟方式是否可行？在高规 、 建规中未有相关的规定，在 DGJ08-88-2006上海市工程建设规范 建筑防排烟技术
10、规程 （以下简称上海防排烟规程 ）4.1.10 中有规定：同一个防烟分区应采用同一种排烟方式。从工程实践看，在同一个防烟分区采用同一种排烟方式是毫无疑问的，对同一个防火分区内不同的防烟分区采用不同的排烟方式在理论上是可以成立的。从火灾流动机理可知：火灾时，由于可燃物不断燃烧，产生大量的烟和热，并形成高温烟气流，高温烟气和周围常温空气容重不同，产生浮力使烟气在室内处于流动状态，一般是烟气先向上流动，到达顶棚后再水平运动。烟气体积与其受热温度有关，当起火房间温度达到 800时，烟气体积将增大近 4 倍，着火处此时处于正压，烟气在压差的作用下会向相对负压区流动，若着火区为自然排烟方式，此时会通过自然
11、排烟口排烟；若为机械排烟，排烟口因处于负压区会顺利将烟排出。从以上的分析中可知，采用自然排烟的防烟分区，在火灾时，只要使着火区压力为正压，就能从排烟口顺利排烟，若邻近的机械排烟分区因故误动作，那么自然排烟区的排烟口就因为处于正压而不能排烟，反而成为补风口，这是相当危险的，所以对于同一防火分区下不同的防烟分区采用不同的排烟方式，对逻辑联动控制关系一定要很准确，关键是使自然排烟分区在火灾时一定要处于正压，绝不允许因相邻区的机械排烟误动作导致自然排烟区的排烟口成为补风口。楼梯间的机械正压送风防烟方式关于楼梯间设置送风口，规范中有以下规定：高规8.3.8 楼梯间宜每隔二至三层设一个加压送风口；前室的加
12、压送风口应每层设一个。 建规9.3.5 防烟楼梯间的前室或合用前室的加压送风口应每层设置 1 个。防烟楼梯间的加压送风口宜每隔 23 层设置 1 个。高规中对于 8.3 机械防烟没有强制性条文，而建规中对防烟的效果有强制性条文：9.3.3 防烟楼梯间内机械加压送风防烟系统的余压值应为 4050Pa；前室、合用前室应为 2530Pa。在上海防排烟规程中 3.1.12 当不具备设置加压送风竖井的条件时，楼梯间可采用直灌式加压送风系统。 高规 、 建规主要是对传统的竖井送风方式进行了描述，空气的输送路线为风机房-送风井-楼梯井-前室，在工程实践中，由于送风环节过多，容易造成送风压力沿程比摩阻和局部比
13、摩阻损失过大，导致理论送风量的设计远远不能满足建筑所需的实际送风量，楼梯间和前室要求的余压值就无法满足。针对这一情况，公安部四川消防研究所进行了高层建筑楼梯井直灌式送风加压的研究课题研究，研究结果发现，在高层建筑楼梯中采用直灌式送风方式进行防烟，在相同风机型号工作的情况下，楼梯间得到的风量相比竖井送风的形式要大些，送风效率明显提高，同时楼梯间的正压值也得到了充分的保证。此外，这种送风方式还具有节约占地，增加建筑有效使用面积，减少人为制造的送风阻力的可能，减少送风的中间环节的设备、材料投资等优越性。在上海防排烟规程中提出可以使用直灌式加压送风防烟方式，是一个很好的尝试。大家都知道通过机械加压方式
14、使得楼梯间的压力高于前室、走道，气体的流动方向就会从高压区域流向低压区域，也就是在楼梯间空气压力值为相对正压的情况下，外界的烟气就无法进入其中，就达到防烟的目的，所以笔者认为只要送风量能满足保持加压部位规定的正压值所需的风量，门开启时能保持门洞处规定的风速，即满足建规中对防烟的强制性条文9.3.3 防烟楼梯间内机械加压送风防烟系统的余压值应为 4050Pa；前室、合用前室应为 2530Pa 要求，就可认为加压送风防烟系统是有效的，应认为符合规范要求。在高层建筑日益增多的现代社会里，推广这种送风方式所带来的经济效益和社会效益是非常显著的。5 小结防排烟设计是消防设计中较为复杂的环节，也是消防系统的重点，作为工程技术人员应充分理解规范的要求，领会其内涵，结合实际工程情况，合理采用新的防排烟技术，实现建筑消防立足自救，安全可靠的设计目的。
