关于建筑暖通消防防排烟设计的探讨

马娟

（宁夏建筑设计院研究院有限公司，宁夏银川 750000）

1 建筑暖通消防防排烟的特点和重要性

排防烟系统是由排风管、管井、防火阀、开关门等组成。正常情况下，它们都是防止烟气进入疏散通道。机械防烟设施的排烟效果比较好，还不会受到外部环境的影响，可以灵活应用，稳定性也很好，但是这种排烟方式在火势较小的时候不能发挥作用。自然防排烟设施和机械加压送风防排烟设施相比，效果没有那么明显，但是具有结构简单、操作方便、成本低等特点。

人们吸入这种带有毒性的烟气出现窒息死亡。根据大量的建筑楼层火灾研究表明，在建筑中火灾造成的伤亡只有很少一部分，但是大部分人员都是吸入浓烟窒息死亡。建筑发生火灾以后，就会出现大量的浓烟，这些浓烟就会成为人员伤亡的主要因素。烟雾的流通会受到很多因素的影响，而且烟雾在燃烧的过程中会释放大量的有毒气体。如果没有自救措施和自救条件就会出现窒息。所以，现在建筑非常重视建筑的防排烟设计，这样不但可以保证建筑的抗火灾能力，而且还能保证居民的生命财产安全。

2 建筑暖通消防防排烟出现的问题

2.1 自然防排烟设计中出现的问题

根据《建筑防排烟系统技术标准（GB 51251—20174.6.3.3）》规定当公共建筑仅需在走廊或回廊设置排烟时，其机械排烟量不应小于13000m3/h，或在走廊两端（侧）均设置面积不小于2m2的自然排烟窗（口）且两侧自然排烟窗（口）的距离不应小于走廊长度的2/3。在这条规定中，走廊两端均设置面积不小于2m2的自然排烟窗（口）对于走廊宽度小于2.5m。净高小于等于3m 的走廊来说设置起来其实是很困难的。先举例说明：比如走廊净高3.0m，宽度2.0m。1.5m 以上设置的窗户才能计到自然排烟窗的面积内，因为自然排烟窗需设置在储烟仓内。两侧分别开面积为1.8 宽1.5 高的窗，面积为2.7m2。除去框料，窗的实际面积约为2m2且窗户开启角度需大于70°。

比如曾今做设计的某中心综合楼，走廊宽度为1.8m，走廊两侧距离小于60m，但是走廊没办法做到两端均设置面积不小于2m2的自然排烟窗，有一端窗户面积1.5m2，但是开窗面积总计大于6m2。最终还是设置了机械排烟，排烟量为13000m3/h，排烟风管800×250（h），导致走廊最终层高仅有2.4m，在屋顶单独设置风机房，感觉有点不经济。

相对于机械排烟窗和机械排烟风机，我认为自然排烟窗更可靠。但是新规范中的很多规定让自然排烟基本没有本法实施。排烟窗必须开到储烟仓以内，清晰高度以上。净高小于等于3.0m以下的，自然排烟窗设置在1.5m 以上。排烟窗还可以手动开启。净高大于3.0m 以上的，自然排烟窗的高度人基本上没办法够到，需设置为手动开启装置或者电动开启。且对于建筑外立面影响也较大。

手动开启装置包括气动和铰链两种：如图1、图2 所示。

图1 铰链式

图2 气动式

气动开启的特点是直接由气压转换成机械能来操作排烟窗，不需要依靠电力的供应也可以开启关闭排烟窗。空压控制系统能克服由于设备使用年限的增加而是开启阻力变大。即使阻力变大，气动控制模块的反推力也随之增加。

铰链式排烟窗，排烟窗1 的上方设有安装槽2，排烟窗1 的转轴上端置于安装槽2 内并同轴固定有一个第一锥齿轮3，排烟窗1 的左侧设有第一卷线轮4，第一卷线轮4 的转动可驱动两个第一锥齿轮3 反向转动，排烟窗1 的下方设有第二卷线轮5，第一卷线轮4 与第二卷线轮5 之间经钢丝绳6 连接，第二卷线轮5的正反转可带动第一卷线轮4 正反转。第一卷线轮4 的下方同轴固定有第二锥齿轮7，第二锥齿轮7 的左右两侧各啮合有一个第三锥齿轮8，两个第三锥齿轮8 同轴布置，每个第一锥齿轮3的左侧啮合有一个第四锥齿轮9，最左端的第三锥齿轮8 与最右端第四锥齿轮9 之间经传动轴10 连接，传动轴10 上套装一个圆管11，圆管11 的两端分别固定在位于中间的两个第三齿轮和第四齿轮的端面上。钢丝绳6、第一卷线轮4 和第二卷线轮5 的外侧设有保护壳12。第二卷线轮5 的外侧同轴安装有一个可折叠收纳的摇把13。

气动开启局限性主要体现在角度不会太大，折减系数偏大。

铰链式开启局限性在卷线轮直径较小，想要打开排烟窗基本需要摇四五十圈以上。且应将开窗器设置在人员疏散区域，便于人员操作。

2.2 机械防烟设施防排烟出现的问题

新规范中要求机械加压送风系统应采用管道送风，且不应采用土建风道。对于高层建筑，将风管均设置于土建风井内，风井的尺寸相对于以前基本是扩大了两倍，且施工工艺相对较难。安装风道的风井至少有一面墙为后砌墙，风管与风道之间的安装余量根据风管尺寸来定。

采用风管送风后还考虑20%的漏风量，会不会存在浪费的问题。我做得一个高层建筑，地下两层，地上24 层，总高104m。土建风道内衬风管需要104m，这部分施工工艺相对较难，造价增高。

3 建筑暖通消防防排烟设计

3.1 对于自然防排烟外窗进行合理优化

对于走廊两端窗户的面积是否可以控制在能满足2m2时执行此标准，若确有困难时执行走廊占地面的2%。，对于一些公共建筑，仅因为无法满足走廊两端均不小于2m2的自然排烟窗而设置机械排烟，不节能，而且自然排烟窗较机械排烟系统更可靠、更经济。

3.2 机械防烟设施防排烟进行合理优化

当前设计做的大多的是负压机械排烟系统。负压机械排烟系统在建筑发生火灾之后，利用排烟风机迅速排出烟气，在建筑内部形成负压，对火势进行控制。建筑在使用这种排烟方法的时候应该根据建筑特点应该做到以下几点。

①风机的选择。风机选择对于机械防烟效果影响很大，设计人员应该通过计算方式对机械加压送风进行精准计算。机械加压送风量的计算方法是：Ly=0.827f△P1/b×3600×1.25。门窗两侧的风压值、漏风面积和门窗缝隙的计算漏风总面积等都会影响送风量。如果计算数值和规范的数值不相同，那么应该选择比较大的那个数值，因为规范数值只是一个参考。不同建筑也会存在一定的差异，如果完全按照参考值就会出现风机风压偏低、风量小的情况；②合理选择自然排烟和机械送风排烟方式。尽可能利用自然排烟窗（口）系统，更经济、可靠；③合理设置排烟风机。计算风机的压强、风量，合理进行选型可以加强排烟效果。降低烟气的浓度，控制烟气进入应急通道，从而为救援和人员的逃生创造条件。降低经济损失；④对送风口、排烟口风速的控制。根据相关规定，对排烟口的风速应该小于10m/s，送风口的风速应该小于7m/s，所以，在防排烟设计的过程中应该注意对排烟口、送风口风速的控制。

4 结束语

总而言之，随着我国经济的快速发展，居民对于建筑的安全设计也越来越高，暖通空调系统的消防防排烟设计直接影响着人们的生命财产安全。但是对于建筑工程来说，设计者应该根据建筑的整体、结构、平面、功能和防火等进行全面分析。在暖通空调系统设计中应该分析空调、通风、防排烟等涉及人们生命的问题，还应该根据实际情况符合相关规定，在设计和审核的时候应该主动思考，科学应用。当前我国消防设计的相关法律法规还需要完善，设计人员应该在工作中不断学习，不断总结经验，不断创新，这样才能促进暖通消防防排烟设计的发展。