建筑防排烟系统设计常见问题研究

张国威

摘 要：作为现代建筑中的重要消防安全措施，防排烟系统设施对于提高建筑使用安全性具有重要作用。文章首先简单介绍了建筑防排烟方式，然后具体分析了防排烟系统设计中的常见问题，以期为相关设计和技术人员提供参考。

关键词：建筑防排烟系统；设计；常见问题

建筑防排烟系统是控制建筑火灾烟气扩散蔓延、保证火灾得到及时扑救和人员疏散的基本安全消防措施。然而，由于防排烟系统设计规程存在缺陷和部分设计人员对于防排烟设施的性能、结构、作用等缺乏了解，致使大量建筑内部的防排烟系统存在较高的安全隐患。因此，加强有关建筑防排烟系统设计常见问题的研究，对于提高防排烟系统设计水平、改善建筑防排烟质量具有重要的现实意义。

1 建筑防排烟方式

从宏观层面讲，防排烟工程涉及到防烟和排烟两方面的问题，防烟是指通过某种措施使着火区域内尽可能产生较少的烟气量，且避免烟气从有烟区扩散蔓延至无烟区，排烟是指通过某种措施尽快将烟区中的大量烟气排放到大气中。从狭义层面说防排烟是指建筑内部的防排烟系统，即建筑内设置的用来避免火宅扩散蔓延的防烟系统和排烟系统。防烟系统主要起到防止烟气扩散到疏散通道等区域的作用，排烟系统主要起到将烟气及时排到建筑物外的作用。根据《建筑设计防火规范》的有关规定，建筑内部的排烟可以采用开启外窗的自然排烟方式或机械排烟方式，建筑内部的防烟可以采用机械加压送风的防烟方式。[1]

1.1 自然排烟。自然排烟是指借助于自然力作用使室内外空气保持流动，以此进行排烟。自然力可以是室外空气流动形成的风压，也可以是火灾发生时由于可燃物燃烧引起的不均匀的室内外容重而形成的热压。

1.2 机械排烟。机械排烟是依靠电能产生的机械动力将室内的热量和烟气及时排出室外的方法。

1.3 机械防烟。又称机械加压送风。是指依靠电能产生的机械动力进行强制性送风，以保证避难所和疏散路线空间在正常的正压值范围内，避免烟气进入的一种方法。

2 建筑防排烟系统设计常见问题

2.1 自然排烟

2.1.1 自然排烟窗结构形式和设置位置不合理。部分建筑专业设计人员将排烟窗设计成不能正常开启的固定窗，或将窗上部做成固定窗，下部做成可开启的排烟窗，这都对排烟窗的排烟功能造成影响。另外，考虑到自然排烟效果，排烟窗应当尽可能设置在靠近墻的上部，然而根据相关建筑统计分析发现，大量建筑的排烟窗都安置在下部，离吊顶、吊板的位置较远，这也会对排烟功能造成影响。

2.1.2 自然排烟的可开启外窗设计不规范。根据相关规定，靠外墙的防烟楼梯间在五层范围内应该有不小于2m2的可开启外窗总面积，而且必须采用可开启的外窗窗子型式，避免使用防火窗、内窗、外门、固定窗等。然而在建筑消防审核中发现大量建筑对于排烟窗的型式和开启面积设计不规范。如某高37m、12层的二类商业建筑，该楼防烟楼梯间每层按照0.72m2的防烟面积设计外窗，虽然其开窗面积在规定范围内，但其采用的是不可开启的甲级防火窗，这对于自然排烟是非常不利的。改进中应当要求设计人员在楼梯间安置相应的机械加压送风设施，或是将固定窗改为开启窗。[2]

2.2 机械防烟

2.2.1 忽视对避难层独立机械加压送风系统的设置。部分设计人员对于避难层独立机械加压送风系统的设计考虑不周，另有部分人员将机械排烟系统设置在封闭避难层，这存在很大的安全隐患。当发生火灾时，人员在避难层的封闭空间里要保证不受到烟气的侵害，因此要在避难层设置独立的机械加压送风系统。如果避难层内设置的机械排烟系统，就会使避难层内部形成较大的负压值，会造成避难层空间内涌入大量燃烧烟气，这对于人员安全是非常不利的。如某高103m、地上28层、地下5层的五星级饭店，在相关的消防审核中发现该楼的避难层仅在前室和转换防烟楼梯间设置机械正压送风系统，未在封闭避难层设置独立的机械加压送风系统。

2.2.2 未合理设置加压送风机风量。部分设计人员误认为风机送风量越大越有较好的防烟效果，另有设计人员未按照正确送风量公式计算，随意设计送风量值，这不利于送风机的防烟效果。在送风机送风量计算中，应当考虑风道漏风系数，风量计算公式为：L=f（f*v*n），f是指前室防火门断面积，n是指着火时的开门数量，v是指门洞风速，通常设置在0.8～1.5m/s的范围内，L是指风量。当f、n一定是，如果单纯使L增大，便会使v增加，当v超过1.5m/s时，就会造成前室与走道间的疏散门难以开启，这会给人员疏散带来困难。如在一栋19层的一类高层综合建筑中，其设计人员直接将风机送风量按照规范设定值的两倍设计成44000m3/h，而根据实际公式计算只需要27500m3/h，另外考虑到竖井漏风系数为1.5，因此应当将设计值固定在33000m3/h，其设计值超过准确值的35%，这必然会引起疏散门开启困难。[3]

2.2.3 送风机风量计算中为考虑竖井漏风系数。根据相关消防规定，在进行通风机选择时，要及时掌握设备和放到的漏风量，通常风管漏风率应当控制在10%左右。在工程实践中发现，土建竖井的漏风率应当控制在20%以上。如果在加压送风机选择时忽视漏风系数的影响，在消防前室、防烟楼梯间前室等部位就不能获得充足的送风量。如某高层建筑在防烟楼梯间安装有机械加压送风机，其采用土建竖井作为竖风道，设计风机送风量为43800m3/h，而如果考虑竖井漏风率20%，其防烟楼梯间所拥有的送风量只有39818m3/h，不符合防烟楼梯间的送风要求。

2.3 机械排烟

2.3.1 排烟口设置不符合烟气流动规律。通常情况下排烟口应当设置在靠墙的顶棚或上部，而部分工程项目在排烟口设置中没有严格掌控安装位置，经常将其设置在墙下部，这在发生火灾时排烟系统很难完成有效地排烟。另外，如果排烟口安装位置不当导致的排烟与人员疏散方向一致时更会造成更加恶劣的后果。

2.3.2 未对排烟设施位置进行严格设计。根据相关消防规定，缺乏直接自然通风、长度距离超过20m的走廊和存在自然通风、但长度距离超过60m的走廊内要设置相应的机械排烟系统。而部分设计人员严重忽视此消防技术规范。如某17层建筑工程，1层为仓库用房，2层为农贸市场，3、4层为大型超市，5～7层为办公用楼，8～17层为居住区，属于一类高层综合建筑，该楼设计人员却忽视对超市、办公走廊和超过100m2的房间内的机械排烟系统的安装，这给楼层的消防安全埋下严重隐患。

2.3.3 排烟量不符合排烟要求。排烟量不符合要求的重要表现就是排烟量小，甚至部分排烟设施无法起到排烟作用。引起此种问题的原因主要是部分工程未按照有关要求选用双速风机，还有部分建筑单位选用了功率较小的风机，因此导致风机排风量小、风速较慢。

3 结束语

建筑防排烟系统的设计是建筑工程设计中的重要组成部分，其直接关系到建筑工程的安全使用和消防质量。因此，设计人员应当根据防排烟系统设计相关规范，针对设计中经常出现的问题采取恰当处理措施，以不断提高防排烟系统设计的经济性、合理性和安全性。

参考文献

[1]柴玉才，李有金.高层民用建筑防排烟系统审核验收中的常见问题分析及相应对策[J].中国科技信息，2011，12（29）：62-63.

[2]张建安.浅谈高层民用建筑防排烟设施设计施工中常见问题及对策[J].甘肃科技纵横，2010，13（14）：74-75.

[3]刘海英.论高层民用建筑防排烟设施的工程问题[J].现代经济信息，2012，6（10）：61-62.