建筑防烟排烟系统设计若干问题的探讨

程磊 吴兆武

1 联创设计武汉新锐公司

2 中信建筑设计研究总院有限公司

随着《建筑防烟排烟系统技术标准》（以下简称新规范[1]）的正式实施，新规范对防烟排烟系统的设计提出了和以往完全不同的设计理念。比如首层扩大前室是做防烟还是排烟？防烟时该如何设计？地下室封闭楼梯间的自然通风条件如何确定？地下充电桩汽车库的排烟设计能否按照常规做法，既不增加风机房面积又能满足规范对排烟设计的要求？本文通过对以上问题的分析探讨，给出了相应的解决方法，希望能给同行设计师以参考。

1 关于首层扩大前室的防烟问题

新规范对加压送风的计算与加压送风场所的疏散门的总面积直接相关，疏散门的总面积越大，加压送风量越大。在实际工程中，首层扩大前室往往比其它楼层前室的疏散门的总面积要大很多，特别是对室外所开的疏散门门洞面积很大。这个时候若将首层扩大前室并入上部楼层的前室加压送风系统中，势必会产生以下问题：

1）根据新规范条文说明，计算加压送风量时，对前室来说，开启门是指走廊或房间通向前室的门，不包含前室开向室外的门，然而在实际疏散时，由于前室外门疏散时常开，首层前室的加压送风也将大部分无效地涌出外门，这样，不仅不能预期形成对走道或房间的正压或门洞风速，反而会对其它楼层前室的正压或门洞风速的形成产生不利的影响。

2）倘若在计算加压送风量时，应该考虑前室开向室外门的影响，由于外门的面积往往很大，加压送风量比按规范的要求计算量大很多，甚至是2 倍以上，这对建筑来说往往没有条件来增加加压送风井的面积。

3）对于办公建筑来说，因为首层房间功能或布局的多样性，在首层往往会有多个疏散门开向前室，相比较于上部楼层的前室只有1 个疏散门而言，若将首层前室并入上部楼层的前室的加压送风系统中，一样会大大的增加加压送风井的面积，这对核心筒很紧张的建筑来说，往往实现不了。

那么如何解决这个问题？笔者则认为有以下三种方法：

1）前室作为一个单独的防烟分区，对首层扩大前室单独优先采用自然通风，这对于建筑来说往往是比较容易实现的，这对首层扩大前室来说既安全适用又经济合理。

2）首层扩大前室往往也是大堂，当首层扩大前室面积大于50 m2时且无窗时，根据《建筑设计防火规范》GB50019-2014（2018 年版）第8.5.4条，或当首层扩大前室面积大于100 m2时，根据《建筑设计防火规范》GB50019-2014（2018 年版）第8.5.3.3 条，大堂则应设置排烟设施。这样，可以对首层扩大前室设置机械排烟系统，这也比较容易并入整栋大楼的竖向机械排烟系统。

3）对首层扩大前室独立送风。可以灵活对其单独设置加压送风井而不受核心筒的加压送风井的限制，或直接在首层扩大前室附近设置加压送风机房对其直接送风。

综上所述，首层扩大前室的防烟排烟方式按何种方式处理应根据实际工程条件进行合理的优化选择，做到安全适用、经济合理。

图1 扩大前室的4 种处理方式示意图

2 地下室封闭楼梯间的自然通风问题

随着新规范的实施，对于地下室封闭楼梯间的自然通风的做法出现了较多的版本：有的认为地下室封闭楼梯间满足新规范第3.1.6 条即可、有的认为满足第3.2.1 条即可、有的认为要同时满足第3.1.6 条和3.2.1条才能实现自然通风等等看法，有不少建筑师及暖通设计师认为只有地下楼梯间的地面上部没有楼梯间才能当作不共用。那到底何为共用，地下室封闭楼梯间满足什么样的条件才算满足自然通风方式呢？

根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）（2018年版）第6.4.4 条：建筑的地下部分确需与地上部分共用楼梯间时，在首层应采用耐火极限不低于2 h 的不燃烧体隔墙和乙级防火门将地下、半地下部分与地上部分的连通部位完全隔开。换而言之，当地下、半地下部分与地上部分在首层没有连通部位，也就是说地下、半地下部分的楼梯间在首层直接通向室外时且地下室在首层采用耐火极限不低于2 h 的不燃烧体隔墙与地上部分完全隔开时，地下、半地下部分的楼梯间与地上楼梯间不算共用。

根据新规范第3.1.6 条，当地下、半地下建筑的封闭楼梯间不与地上楼梯间共用且地下仅为一层时，可不设置机械加压送风系统，当首层应设置有效面积不小于1.2 m2的可开启外窗或直通室外的疏散门。因此，本人认为，地下室封闭楼梯间同时满足以下两个条件即可采用自然通风的防烟方式：

1）地下封闭楼梯间服务的地下室仅为一层且最底层地坪与室外地坪高差小于10 m。

2）地下封闭楼梯间在首层出室外时不经过地上部分的室内空间，即地下室封闭楼梯间在首层的疏散直通室外。

因此，将新规范第3.2.1 条与第3.1.6 条联合起来解释，不难发现第3.2.1 条所说的封闭楼梯间应该指地上封闭楼梯间。

3 地下充电桩汽车库的排烟问题

随着《电动汽车分散充电设施工程技术标准》的正式实施，地下汽车库设置充电设施是不可阻挡的潮流。对于设有充电设施的汽车库防火分区，每个防火分区必须设置充电防火单元且每个防火单元的面积不大于1000 m2，这就意味着原来不大于2000 m2的防烟分区分成了2 个防烟分区，且这两个防烟分区天然形成。对此，最直接的排烟做法是对每个防烟分区（即防火单元）单独做排烟系统，这也是最稳定可靠的方法，但是此种方法的问题是所需要的排烟风机房面积比原来没有充电设施的汽车库要多一倍左右，这对有些建筑师或开发商来说可能是不能接受的。因此，是否存在某种方法，在不改变原来排烟风机房的面积的情况下，来实现排烟呢？本文通过简单的举例来提供一种可行的排烟方式。

举例说明：地下某充电桩防火分区面积3900 m2，层高为4 m，共分4 个防火单元，每个防火单元汽车库净面积900 m2，排烟风机房面积与非充电桩防火分区的面积相同，共设2 个排烟风机房，每个排烟风机房里面设置1 台双速离心式排烟风机箱，高档速排烟量为63000 m3/h，低档速排风量为36000 m3/h，每台排烟风机带2 个防火单元，每个防火单元单独设排烟兼排风支管，在支管与排烟主管之间设旁通管，此旁通管上设70毅电动防火阀（平时为排风管，火灾时关闭此阀），并在与旁通管并联的排烟支管上设排烟阀和排烟防火阀（火灾时打开着火防烟分区的排烟阀），具体做法详图2。

图2 一台排烟风机带两个防火单元排烟示意图

此方法有以下优点：1）离心风机箱的尺寸比服务相同非充电桩汽车库面积的风机尺寸大一号左右，几乎不影响风机房的面积。2）主风管尺寸与非充电桩汽车库的做法一样，不影响车库净高。3）平时排风，火灾时关闭排风支管上的70 度电动防火阀，打开着火防烟分区的排烟阀，非着火防烟分区的排烟阀保持关闭状态，满足新规范对排烟系统带多个防烟分区时的控制要求。4）排烟量满足规范对汽车库每个防烟分区的风量要求。

综上所述，充电桩汽车库的排烟做法要根据实际工程防火单元的具体个数、面积大小、建筑师及开发商对风机房的面积要求，综合净高分析，选择合适的排烟设计方式。

4 总结

在实际工程设计中，作为一名暖通设计师，应根据项目的实际情况、各方需求综合分析，选择安全适用、经济合理的防烟排烟方式。