李海华,郭丽霞
(1.大地建筑事务所(国际),河北石家庄 050000;2.河北科技大学机械电子工程学院,河北石家庄050018)
对一些建筑防排烟规范的修正意见
李海华1,郭丽霞2
(1.大地建筑事务所(国际),河北石家庄 050000;2.河北科技大学机械电子工程学院,河北石家庄050018)
针对目前民用建筑防排烟设计存在的问题,从设计理念及实际做法出发,对高层分段加压送风、裙房楼梯间的自然排烟、地下人防楼梯间和前室的防排烟、地下室排烟量的确定等方面提出了修正意见。
防排烟;防烟楼梯间;裙房;地下室
火灾对人身及财产的破环程度很大,近几年随着人们安全意识的提高,建筑消防问题被提高到空前位置,《高层民用建筑设计防火规范》[1]GB 50045—95(以下简称《高规》)和《建筑设计防火规范》[2]GB 50016—2006(以下简称《建规》)是消防设计的依据,《高规》、《建规》的规定对消防专业起着举足轻重的作用,其内容在业内也是不断被讨论改进。
针对高层分段加压送风、裙房楼梯间的自然排烟、地下人防楼梯间和前室的防排烟、地下室排烟量的确定提出了改进措施。
在《高规》中“8.3.3 层数超过32层的高层建筑,其送风系统及送风量应分段设计”。其中“32层”的来历,经查阅多方面的资料,均没有确切说法,后在一次防排烟培训班中,和编写《全国民用建筑工程设计技术措施——暖通空调·动力》[3](其被看作是《高规》的解释规范,以下简称《措施》)的老师们讨论此问题,大都认为“32层”同“百米建筑”,与100 m高度相对应(在《高规》中100m住宅和超过50m的一类公共建筑是一个分界点)。以前住宅建筑层高基本都是3m或更高,32层加上室内外高差基本接近100m,而近几年住宅层高在不断降低,分布在2.85~2.90m,建筑层数达到34层;另外加压送风的阻力只与风道阻力系数和风道高度有关,用层数来解释高度不太严谨。所以此条已不适应现实情况。目前2009版《措施》已把此条改为“建筑层数超过32层或建筑高度大于100m时,其送风系统及送风量应分段设计”。
在《高规》中“8.2.2.2 靠外墙的防烟楼梯间每5层内可开启外窗总面积之和不应小于2.00m2”。条文解释中明确外窗位置可在5层内任意调整。1-3层无窗,4-5层开窗,这样做比较合理。但是把上面的做法倒过来,1-3层开窗,4-5层无窗,是否可以呢?按照《高规》审查,是可以通过的,但同时也埋下了隐患,因为火灾时烟气向上升,如果顶层无窗,烟气会很快充满楼梯间,致使4-5层的受困人员无法逃生。此条文应规定顶层必须设有一定面积的外窗,这样才能起到自然排烟的效果。
在 《人 民 防 空 工 程 设 计 防 火 规 范 》[4]GB 50098—2009(以下简称《人防》)中“6.1.1 人防工程下列部位应设置机械加压送风防烟设施。1)防烟楼梯间及其前室或合用前室;2)避难走道的前室”。解释条文中明确这些部位是人员撤离的生命通道和消防人员进行扑救的通行走道,必须设机械加压送风,并列为强制性条文。而《高规》中无此条文,只是规定这些部位在无法满足自然排烟的情况下需设加压送风。对比2个规范,明显《人防》严于《高规》,但分析2个规范,《高规》比较合理,而《人防》超出了它的责任范围。因为使用人防时,人防内部只考虑清洁通风、滤毒通风和隔绝通风,所有平时通风用的风道、风口、窗井全部封堵,故加压送风系统也就失去了它的防烟作用,也就是防排烟与人防没有任何关系,《人防》的规定也就起不到实质性作用。
目前审图公司已经以《人防》条文开始审图,为达到这种要求,设计公司只能为了地下人防层而加设加压送风系统。防烟楼梯间、合用前室分别加压送风,至少需要2套系统,而寻找这2个加压送风机的合理位置,成了设计人员的难项。要么设在地下室,风口设在一层;要么设在一层门厅上。无论哪种做法都影响了建筑立面的效果,增加了无谓的投资。
在《高规》中“8.4.1 一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑的下列部位,应设置机械排烟设施。8.4.1.4 除利用窗井等开窗进行自然排烟的房间外,各房间总面积超过200m2或一个房间面积超过50m2,且经常有人停留或可燃物较多的地下室”。以上明确了地下室设机械排烟的条件,在现实中,高层地下室每个单元基本上都满足超过200m2的条件。
《建规》主要针对的是9层及9层以下的居住建筑和建筑高度小于24m的公共建筑,其中有“9.1.3 下列场所应设置排烟设施:总建筑面积大于200m2或一个房间建筑面积超过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“8.4.2 设置机械排烟设施的部位,其排烟风机的风量应符合下列规定。“8.4.2.1 担负一个防烟分区排烟或净空高度大于6.00m的不划防烟分区的房间时,应按每平方米面积不小于60m3/h计算(单台风机最小排烟量不应小于7 200 m3/h)。8.4.2.2 担负2个或2个以上防烟分区排烟时,应按最大防烟分区面积每平方米不小于120m3/h计算”[1]。《建规》中“9.4.5 机械排烟系统的排烟量不应小于9.4.5的规定”(见表1)。《高规》和《建规》规定基本相同。
表1 机械排烟系统的最小排烟量Tab.1 Least exhaust volume of mechanical exhaust system
设计中有2种做法:一是把整个单元看作一个防烟分区,排烟量为单元面积×60m3/(h·m2);二是把走廊和储藏间看作多个防烟分区,按最大面积(通常每个储藏间的面积不会大于50m2,走廊为60~80m2)×120m3/(h·m2)。第1种做法和第2种做法都不能说错,在《措施》和《北京市建筑设计技术细则——设备专业》[5]中也有提到,《措施》中有“4.11.4.4 在多层建筑中,设置机械排烟系统的地下、半地下场所,除歌舞、娱乐、放映、游艺场所和建筑面积大于50m2的房间外,排烟口可设置在疏散走道;其排烟量有疏散走道面积和需排烟的各个房间的面积比较,按其最大面积每平方米不小于120 m3/h计算确定”。此处只指明多层建筑按此方法计算,没有明确高层地下室的计算方法。在《北京市建筑设计技术细则》中有“18.4.3.5 当地下室应设置机械排烟设施,但房间面积均小于50m2时,排烟口可设置在公共走道,但设在该防烟分区的风管和排烟口的排烟量应按走道和所服务房间中最大1间的面积之和计算”。此条文说明无论多层还是高层均可套用。但地区不同,规定会有所不同。北京地区可按《北京市建筑设计技术细则》的规定设计,并能通过,但外省市有的认可,有的不认可。
以上2种方法之所以提出来是因为它们计算出来的结果相差很大,以1个建筑面积为350m2,走廊面积为70m2的地下室为例,第1种方法其排烟量为350m2×60m3/(h·m2)=21 000m3/h,第2种方法为70m2×120m3/(h·m2)=8 400m3/h,前者为后者的2.5倍。
地下室储存的物品五花八门,有难燃品,也有易燃品,并且光线暗淡、环境复杂,一但发生火灾,消防人员难以到达,所以消防宜从严处理,选择排烟量大的方式比较合理。
目前高层建筑地下室多采用机械排烟的形式,为达到地下室的通风卫生要求,很多排烟风机平时兼做通风机。这种做法带来新的问题是,排烟风机的风量很大,损耗功率也随之增大。所以此时双速风机成为最佳选择:平时风机低速运转,进行卫生通风;火灾时风机高速运转进行排烟,既节能又满足消防要求。
经过上面的讨论,建议各规范应明确以下几点。
1)《高规》:建筑高度大于100m时,其送风系统及送风量应分段设计。
2)《高规》:靠外墙的防烟楼梯间每5层内可开启外窗总面积之和不应小于2.00m2,但顶层必须设有外窗(如有可能最好明确顶层开窗面积的大小)。
3)《人防》:防烟楼梯间及其前室或合用前室在不满足自然排烟的情况下须设机械防排烟。
4)《高规》与《建规》:地下室需设机械排烟时,排烟量应按单元面积计算,即走道和储藏间合为1个防烟分区。
[1]GB 50045—95,高层民用建筑设计防火规范[S].
[2]GB 50016—2006,建筑设计防火规范[S].
[3]中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施——暖通空调·动力[M].北京:中国计划出版社,2009.
[4]GB 50098—2009,人民防空工程设计防火规范[S].
[5]北京市建筑设计标准化办公室.北京市建筑设计技术细则——设备专业[M].北京:北京纪元彩艺印刷有限公司,2005.
Revision for buildings'smoke control standards
LI Hai-hua1,GUO Li-xia2
(1.Great Earth Architects and Engineers International,Shijiazhuang Hebei 050000,China;2.College of Mechanical and Electronic Engineering,Hebei University of Science and Technology,Shijiazhuang Hebei 050018,China)
Considering the exiting problems in present smoke control design of civil buildings,based on design theory and actual practice,some revision opinions are presented for top section pressure air supply,natural smope extraction of skirt building stairhall,determination of the exhaust smoke volume and so on.
smoke control;smoke-proof staircase;skirt building;basement
TU834.5+1
A
1008-1534(2012)03-0174-02
2011-11-02;
2012-02-13
冯 民
李海华(1978-),男,河北衡水人,主要从事采暖通风与空调方面的研究。