工业建筑自然排烟设计思路及要点分析——以玩具厂房为例

王 亮

（中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南 长沙 410014）

1 项目背景

本项目为南方某玩具生产基地，根据《关于执行国家标准<建筑防烟排烟系统技术标准>有关问题的通知》（武消[2018]138号）的要求，2018年8月1日前未完成施工图审查的项目需严格执行《建筑防烟排烟系统技术标准》。

本工业建筑项目已按旧规范进行了防排烟设计，因未在规定日期前完成施工图审查，需按《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB 51251—2017）重新进行防排烟设计。

图1 玩具厂房1层平面布置图/mm

标准编制组在编制本防排烟标准的过程中，参照了国内外相关规范，吸收了最新的科研类成果，深入调查分析和研究了建筑防排烟工程应用和系统设计情况，对各类火灾事故的教训和应用经验进行全面总结，广泛征求了包括建筑工程设计、监理、消防监督等各方的意见，最终经审查定稿。

2 工程概况

该工业建筑为玩具生产基地中的2#厂房，厂房性质：玩具厂房；生产类别：丙类；耐火等级：一级；建筑面积：11 579.36 m2，占地面积2 902.60 m2；建筑尺寸：长117 m、宽24 m；建筑层数：4层；楼层净高：4.4 m；建筑高度：18.2 m。玩具厂房1层平面布置图如图1所示。

3 防排烟设计依据

（1）《建筑设计防火规范》（GB 50016—2014（2018年版））；

（2）《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB 51251—2017）。

4 防排烟系统设计

4.1 排烟设施设置

根据《建筑设计防火规范》（GB 50016—2014）的规定，厂房的下列场所（部位）应该设置排烟设施：（1）人员或者可燃物较多的丙类生产场所；（2）丙类厂房中建筑面积大于300 m2且经常有人停留或者可燃物较多的地上房间。本厂房属于可燃物较多的生产场所，根据规范需要设置排烟设施。

4.2 排烟方式的确定

工业厂房排烟系统的设计应按照厂房的使用性质、平面布置等因素综合考虑，优先考虑采用自然排烟方式。根据《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB 51251—2017）：防烟分区内任意一点与最近的自然排烟窗之间的水平距离不应超过30 m；此外，当工业建筑采用自然排烟系统时，防烟分区内任意一点与最近排烟窗间的水平距离还不应大于空间净高的2.8倍且不应超过30 m。本厂房各层空间净高均为4.4 m，则单侧排烟窗的控制距离不应大于12.32 m。本厂房进深为24 m，两条对边均匀开窗，满足自然排烟口的控制距离要求。

4.3 防烟分区划分

本厂房各层净高均为4.4 m，当室内净高3.0 m＜h≤6.0 m时，防烟分区的面积不应超过1 000 m2，防烟分区长边的最大允许长度不应超过36 m（如表1），当厂房采用自然排烟方式时，防烟分区长边长度不能超过空间净高的8倍（即35.2 m）。本厂房每层建筑面积约2 869 m2，长117 m，按防烟分区长边最大长度不应超过35.2 m，则需划4个防烟分区。

表1 工业建筑防烟分区的最大允许面积及防烟分区长边最大允许长度

当采用自然排烟方式时，储烟仓的厚度不应小于净高的20%，并且不应小于0.5 m。该玩具厂房每层采用从顶板下突出高度不小于0.88 m的挡烟垂壁进行防烟分区的分隔。

4.4 自然排烟窗的有效面积

对于空间净高不超6 m的场所，排烟窗的有效面积不应小于防烟分区建筑面积的2%。本厂房每层划分成4个面积约840 m2的防烟分区，则每个防烟分区内自然排烟口的有效面积不小于16.8 m2。排烟窗的有效面积严格按GB 51251—2017第4.3.5条的要求进行计算。

4.5 自然排烟窗的设置

本厂房的自然排烟窗应位于储烟仓内，最小清晰高度以上。厂房每层的最小清晰高度为2.04 m，每个防烟分区应在距地面2.04 m以上开设可开启有效面积不小于16.8 m2的外窗，且排烟窗分散均匀布置在厂房外墙上，每组的长度不超过3.0 m。排烟窗采用开启角度大于70°的电动排烟窗（下悬外开式）。

4.6 封闭楼梯间防烟设计

单多层甲、乙、丙类厂房的楼梯间形式可采用封闭楼梯间。该厂房层数为4层，建筑高度大于10 m，楼梯间形式为封闭楼梯间，楼梯间靠外墙设置，采用自然通风方式进行防烟设计：在楼梯间的最高部位处设置面积≥1.0 m2的可开启外窗，并保证楼梯间外墙上每5层内设置总面积≥2.0 m2的可开启外窗，外窗的布置间距不应大于3层。

5 结语

根据《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB 51251—2017），建筑排烟系统的设计应优先考虑采用自然排烟系统。对于单层厂房，可通过在外墙或屋顶按规范要求设置自然排烟窗的方式进行排烟设计；而对于多层厂房，则需充分分析厂房两条对边的自然排烟口的布置距离是否能满足自然排烟的基本要求。新的防排烟标准实施后，暖通工程师在做防排烟设计时需要与建筑设计师、电气工程师等进行更多的专业配合。自然排烟系统设计时应根据场所净高合理划分好防烟分区（面积及长边长度），自然排烟场所设置的挡烟垂壁高度不小于场所净高的20%且不小于500 mm，自然排烟窗应布置在储烟仓内和计算出的空间最小清晰高度以上，并在与建筑专业配合的过程中应提出自然排烟口的有效面积等相关要求。封闭楼梯间采用自然通风方式进行防烟设计时，应注意外墙上可开启外窗或开口的设置要求。