对建筑防排烟系统设计中若干问题的分析与探讨

李龙梅

摘 要：本文分析了建筑防排烟设计存在的诸多疑难问题，结合《建筑设计防火规范》的分析，提出了相应的理解和工程中常用的解决方法。

关键词：建筑设计 防火 排烟

0.前言

随着我国城市建设日新月异的发展，人民生活水平的不断提高，高层建筑项目迅速增多，其通风与防排烟问题受到了暖通设计人员的普遍关注。广大设计人员工作中遇到的疑难问题似有增多的趋势。带着诸多疑问，本人对设计过程中出现的许多问题进行分析和探讨，这里，愿与各位同仁分享。

1.建筑防排烟设计疑难问题解析

1.1 中庭排烟

与普通建筑相比，中庭建筑具有火灾荷载大、人员密集，内部功能复杂等特点，尤其是它具有一个或者多个竖直方向上连续贯通数层的封顶大型空间。研究发现：火灾时，即使中庭没有明显的火焰传播，也会有大量高温毒气迅速扩散，充满整个空间并向整幢建筑物蔓延。可见，火灾时中庭排烟的成功与否至关重要。因此，规范规定：对于高层建筑，超过12米的中庭需采用机械排烟，排烟风机设于中庭顶部。而对于多层建筑，《低规》并未将中庭高度作为机械排烟的充分条件。也就是说：无论中庭高度是否超过12米，只要可开启的天窗或高侧窗的面积不小于中庭地面面积的5%即可满足自然排烟要求。需要补充说明的一点是：根据所发生的中庭火灾实例和我国现在的经济状况及管理水平，结合自然排烟的特点，《低规》对中庭应设置机械排烟的高度并未限制在12m。但因自然排烟受热压和密闭性等因素的影响，有条件时，虽具备自然排烟条件也宜采用机械排烟设施。

1.2 排烟窗的位置

在部分建筑工程中，防排烟设计人员应将平时做为通风用的自然排烟窗设置为固定窗或者设置类似玻璃墙的半开窗、斜开窗，其设置形式和位置都不利于进行自然排烟。所以在进行建筑防排烟设计时，要改用直接可对外开启的排烟窗，开窗面积应满足高层民用建筑设计防火规范的要求，而不应该包括推拉窗打开时另一半面积和固定窗的面积。

1.3 防烟楼梯间自然排烟系统

多年以来，设计人员，尤其是建筑师们都知道有这样一条规定：除建筑高度超过50米的一类公共建筑和超过100米的居住建筑外，靠外墙的防烟楼梯间，只要每五层内可开启外窗的总面积不小于2.0m2即可满足自然排烟要求，不必考虑机械加压送风。因此，满足自然排烟要求似乎并非难事。其实，这里还有一个限定条件：其顶层或上两层应有一定的开窗面积，除顶层外的各层之间可以灵活设置。只要保证四、五层内有可开启外窗即可，其一至三层内可间隔开窗。这样限定的目的就在于：火灾时由于烟囱效应的影响，未设置机械加压送风的防烟楼梯间内的烟气迅速沿楼梯间上升，如果该楼梯的顶层没有开设外窗或外窗面积过小，虽然沿途的外窗会排走一部分的烟气，但由于烟气的上升速度可达4m/s以上，则大量的烟气仍会迅速聚集在顶层及上部的防烟楼梯间，将严重影响人员的逃生，疏散。

1.4 自然排烟口及自动排烟窗的设置

（1）规范规定：自然排烟口应设置在排烟区域的顶部或外墙上。当设置在外墙上时，自然排烟口底标高不应低于室内净高的1/2，并应有方便开启的装置。

对于这条规定本人认为应这样理解：火灾时的自然排烟高度不宜低于人体的呼吸区域，否则会影响人员的疏散速度，延迟逃生时间。一般来说，需要设置自然排烟口排烟的大多是层高较高的商场，剧院等公共建筑（居住建筑一般都有大面积的可开启外窗），其吊顶下空间一般都会在3.5米以上，净高的1/2不会低于1.7米。排烟口设于此高度之上即可高于人体的呼吸区域，利于火灾时的逃生。

（2）设置在外墙上的自动排烟窗，其排烟面积按下列要求确定：

a. 当开窗角度大于70度时，其排烟面积FP可按窗的面积FC计算；

b. 当开窗角度小于70度时，其排烟面积近似按FP=FC.sina计算。

长期以来，利用火灾时手动或自动开启排烟窗的方式来满足消防要求是一种便捷，经济的解决方式。这条规定很清晰地告诉我们一个逻辑关系：排烟窗的排烟面积与它的开启角度的正弦值成正比。

1.5 地下层的楼梯间机械加压送风的取舍

《低规》修订稿规定：当建筑的地下部分为三层或三层以上，或当地下最底层室内地坪与室外出入口地面高差大于10m时，设置的防烟楼梯间应采用机械加压送风方式。当地下为一到两层，且地下最底层地坪与室外出入口地面高差不大于10m时，所设置的封闭楼梯间在首层有直接开向室外的门或有不小于1.2m2的可开启外窗时，其楼梯间可不采用机械加压送风方式。

通过规范我们可得出这样的结论：机械加压送风的设置与否取决于楼梯间的定性。凡是定性为防烟楼梯的地下楼梯间，只要满足规范限制条件时就必须设置机械加压送风，反之亦然。

1.6 加压送风口的设置位置及机械加压送风系统分段设计的要求

（1）机械加压送风口不宜设置在被门挡住的部位。

这条新增规范的内容不难理解，但它的执行却有一定难度。我们都知道，加压送风口是送风井道上开的风口，而土建井道通常位于核心筒及周边区域。这里一则空间狭小，二来开门较多，这条规范的限定使得建筑师们必须周密安排空间，合理使用有限区域，勤于相关专业协调，力争满足规范要求。

（2）建筑层数超过32层或建筑高度大于100米时，其加压送风系统及送风量应分段设计。

1.7 防烟楼梯间加压送风的设置及风量计算

规范规定：地上与地下部分在同一位置的防烟楼梯间需设置机械加压送风时，加压送风系统宜分别设置。若合用一个风道时，风量应叠加，且均应满足地上，地下加压送风系统的要求。

该规定前半部分是指加压送风系统的设置要求，位于地下层的防烟楼梯按另一部完全独立的楼梯计，这样一来，竖井需水平分隔的同时，还要考虑为地下层送风的加压风机设于何处的问题。无论是设于地下哪一层，则采风井都是需要的，除非风机能够就近从汽车或自行车坡道采风。因此，这样的规定，对建筑专业提出了更高的要求，需要建筑的设计人员引起注意。

1.8 建筑物火灾时的排烟补风设计

规范规定：在地下建筑和地上密闭场所中设置排烟系统时，应同时设置补风系统，其补风量不宜小于机械排烟量的50%，补风系统应符合符合相关防火规范的要求，此处不再赘述。

因地下建筑密封性强，火灾时排烟系统启动后，如果不设补风系统，则新鲜空气不能输送到排烟区域，无法满足排烟要求，加大了火灾的危害性。问题在于“地上密闭场所也需设置补风系统”。那何为“密闭场所”呢？《低规》条文说明的定义为：外墙和屋顶均未开设可开启外窗，不能进行自然通风或排烟的建筑。诸如KTV，影剧院的放映厅等不设开启窗扇的场所均应算作“密闭场所”。也就是说，长期以来，设计人员认为地上建筑火灾排烟时，空气在压差的作用下可通过门窗缝隙，通风口补充进入排烟空间，因此不需设置补风系统的观念在密闭场所是不适用的。

1.9 疏散走道的排烟设计

当走道一端有可开启外窗，走道长度不大于30米，可开户外窗面积大于走道面积的2%时， 应采用自然排烟方式；当走道两端有可开启外窗，走道长度大于30米，但不大于60米，且可开启外窗面积大于走道面积的2%时，应采用自然排烟方式；当走道长度超过60米，走道多处开窗，可将走道分段考慮，每段可开启外窗面积大于该段走道面积的2%时，即可采用自然排烟，否则应采用机械排烟。当走道一端有可开启外窗，走道长度大于30米但小于60米时，可开启外窗面积大于走道面积的2%时，因另一端距排烟口距离超过30米，烟气很难排除，对人员疏散不利，应采用机械排烟方式。

2.结语

建筑的安全性是人们选择居住环境的基础，因此对建筑消防安全的要求日益提高，暖通空调系统防排烟设计关系着人民的生命财产安全。因此，我们因认真学习并深刻理解暖通空调防排烟设计的每一个细节，从而提高设计水平。