建筑首层扩大前室防排烟设计探讨

莫耐议 吴少光

1 深圳市华阳国际工程设计股份有限公司

2 深圳市欧博工程设计顾问有限公司

现代民用建筑设计，尤其是城市地标性公共建筑设计，为了追求建筑外立面的美观，通常将疏散楼梯等安全疏散设施设于建筑内部中间，即通常所说的核心筒，因此导致楼梯间在首层无法直通室外。而《建筑设计防火规范（2018 年版）》（GB50016-2014）中要求楼梯间应在首层直通室外，这就造成楼梯间设计在建筑美学与消防安全疏散上出现了不可调和的矛盾[1]。为此，规范中引入了“扩大前室”的概念以解决上述矛盾，其具体规定如下：楼梯间的首层可将走道和门厅等包括在楼梯间前室内形成扩大的前室，俗称扩大防烟楼梯间前室（下文简称扩大前室）[1]。常见于高层办公、高层酒店、高层医疗建筑等建筑物的首层。如图1。

图1 某办公建筑的首层扩大前室

1 扩大前室的特点分析

首先，从设置位置上看，扩大前室仅存在于首层，而楼梯间前室恰恰相反，设置于首层以外的其他楼层，如图2。

图2 某办公建筑塔楼标准层前室

其次，根据《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-2017）中第4.0.4 条规定安全出口的门厅（即本文中讨论的扩大前室）的顶棚装修材料应采用A级，其他部位的装修材料不应低于B1 级[2]。其他部位的装修材料包括墙面，地面，隔断，固定家具，装饰织物以及其他装修装饰材料等6 大类。因此，扩大前室不应有可燃物或易燃、易爆物。此外，扩大前室有直通室外的安全出口，因此，从安全性上来说，其危险性低于楼梯间前室。

楼梯间前室是一个连接防烟楼梯间和建筑内部的走道、大空间厅室等空间的缓冲带，起到隔绝建筑内部安全区和火灾危险区的作用。根据《建筑设计防火规范（2018 年版）》，除住宅建筑外，楼梯间前室不应开设除疏散门和送风口外的其他门、窗、洞口（不包含用于前室自然通风的可开启外窗、洞口）。而扩大前室允许其他场所向其开设用于平时通行或检修等用途的乙级防火门。因此，扩大前室在防火设计上要求低于楼梯间前室，设计中不宜完全按楼梯间前室的规定来要求扩大前室。文献[3]中也阐述了类似的观点。

2 扩大前室的防烟设计

从以上分析可以看到，扩大前室的安全性高于楼梯间前室，从防火设计上，其要求也低于楼梯间前室。因此，从防排烟设计上，其安全疏散过程中烟气的主要来源是其他场所的烟气蔓延、渗透。根据防排烟设计的理念，扩大前室应设置防烟措施。

因扩大前室设有直通室外的非防火性质的普通疏散门，且在人员疏散过程中势必处于常开状态，若扩大前室采用机械式加压送风系统的防烟措施，根据《建筑防烟排烟系统技术标准》第3.3.10 条及条文说明，开启状态的疏散外门会导致加压送风系统失效，因此，扩大前室的防烟措施不宜采用机械式加压送风系统。

自然通风的防烟措施设置中，《建筑防烟排烟系统技术标准》针对前室和避难层（间）的规定有所不同。其中，楼梯前前室应设置不小于2 m2的可开启外窗或开口。避难层（间）应设置不同朝向的可开启外窗，总面积不小于地面面积2%，且每个朝向不小于2 m2。造成两者规定差异的主要原因如下：

1）前室的面积较小，通常不超20 m2，仅作为一个人员快速通过的区域，无人员长期停留，类似于走道的作用。

2）避难层（间）作为超高层建筑内部的一个安全避难场所，有人员长期停留，等待救援，因此为了确保渗透进来的烟气快速排出去，同时为人员呼吸提供所需的新风需求，规范做了更加严格的规定。

而兼门厅功能的扩大前室的特点如下：面积较大，几十平方到几百平方不等，且通常连接多部疏散楼梯，各层室内的人员都需要通过扩大前室疏散至室外，势必在某个时段存在人员的滞留，这些特点类似于避难层（间）。因此，建议扩大前室自然通风的防烟措施采用以下设计方法：

1）对于仅有一个朝向的扩大前室，应在外墙设置有效面积不小于地面面积2%且不小于2 m2的可开启外门、外窗或洞口。

2）对于有多个朝向扩大前室，应在每个朝向设置有效面积不小于2 m2可开启外门、外窗或洞口，且各朝向的外门、外窗或洞口总面积不小于地面面积2%。

3 扩大前室的排烟设计

扩大前室采用防烟设计方法是基于扩大前室的内部装修完全符合《建筑内部装修设计防火规范》的相关规定的前提。

而在某些公共建筑中，如超高层办公的首层门厅、星级酒店的首层大堂、医院门诊楼的首层大厅，此类兼扩大前室功能的门厅往往会兼做接待、商务洽谈或挂号等候等功能，伴随这些功能的使用，不可避免存在可燃物。更有甚者，在重大节假日或有重要活动时，大厅作为建筑物的门面，通常会设置宣传横幅等可燃物或易燃物。其次，这些场所在某些时段会有大量人员聚集。最后，门厅中的非消防装饰用照明灯具，插座及其他电器设备也进一步增加了扩大前室的火灾危险性。

因此，在日常使用中，很难保证所有兼扩大前室功能的门厅无发生火灾的危险性。该情况的存在类似于《建筑防烟排烟系统技术标准》第4.6.5 条条文说明中关于中庭的火灾危险性的分析：结合我国国情，日常使用中很难保证中庭无可燃物，通常会搭建展台、布置桌椅等现象。

对于此类扩大前室，在防排烟设计中，既要考虑防烟措施，也要考虑自身内部发生火灾时排烟措施。

若在扩大前室设置机械排烟措施，在建筑其它部位发生火灾时，会因其设置机械排烟而导致内部维持负压，烟气向扩大前室扩散，不符合防烟场所设计理念。而同时设置机械排烟措施和自然通风系统，会造成系统重复设置，消防联动控制繁杂，甚至浪费资源。

因此，扩大前室的排烟措施宜采用自然排烟措施。在防烟场景下，可开启外窗作为自然通风措施将渗透到扩大前室的烟气排至室外；在排烟场景下，可开启外窗作为自然排烟措施，可将烟气快速排至室外，避免烟气蔓延到其他场所，为室内人员的安全疏散创造良好的条件。

结合《建筑防烟排烟系统技术标准》的相关规定，建议扩大前室的自然排烟兼自然通风措施采用以下设计方法：

1）建筑空间净高小于等于6 m 的且只有一个朝向场所，应在外墙设置有效面积不小于地面面积2%且不小于2 m2的可开启外窗或洞口。

2）建筑空间净高小于等于6 m 的且有多个朝向场所，应在外墙设置总有效面积不小于地面面积2%可开启外窗或洞口，且每个朝向不小于2 m2，如图3：

图3 扩大前室自然排烟兼自然通风

3）建筑空间净高大于6 m 的场所，应根据《建筑防烟排烟系统技术标准》第4.6.3 条～第4.6.11 条的规定计算自然排烟口面积。其中，火灾热释放速率按所在建筑物的定性考虑。

4）自然排烟兼自然通风窗（口）下沿应高于设计清晰高度，且应分散布置在扩大前室的各个朝向外墙上。

4 总结

扩大前室作为建筑物中楼梯间前室的一种特殊形式，其设置位置，功能特点及安全性有别于楼梯间前室，因此在防排烟设计中不应直接套用《建筑防烟排烟系统技术标准》中关于楼梯间前室相关规定进行设计。

本文在详细分析扩大前室特点的基础上，结合《建筑防烟排烟系统技术标准》中类似场所的相关规定，提出了扩大前室在防排烟设施上的设计方法。鉴于兼做扩大前室的通道、门厅、接待大堂的功能及火灾危险性在不同建筑物中有所区别，建议设计中区别对待，分别采用以下两种设计方法：

1）对于日常使用中仅作为人员通道、短暂停留的走道和门厅作用的扩大前室，建议按防烟场所设计自然通风设施。

2）对于日常使用中兼有接待、商务洽谈或挂号等功能、人员长期停留且存在火灾危险的大堂作为扩大前室时，应设置可开启外窗（口）以同时满足扩大前室的防烟和因自身发生火灾的排烟要求。