关于部分消防通风系统的理解与思考

李财钧，王谦

（广东省重工建筑设计院有限公司，广州 510034）

在日常的工程项目设计中消防通风系统作为暖通专业中重要组成部分，相应的国家规范及行业标准等也对消防系统提出了多方面的要求，为参与设计的同仁们提供了明确的设计依据和技术支持。但同时由于个人理解存在差异以及部分规范条文客观存在的歧义指向，导致在实际的工程设计应用中出现设计误差甚至系统错误，影响工程的设计质量。国内许多同仁对此进行了相关研讨［1-6］。

因此为建议规范和统一专业设计标准，特针对下列几个系统设计问题进行分析及确定相应的技术措施要求。

1 加压送风系统

1.1 关于疏散楼梯间的前室是否需要独立设置加压送风系统的问题

在《建筑设计防火规范》GB50015-2014中有强制性条文——8.5.1 建筑的下列场所或部位应设置防烟措施：

1）防烟楼梯间及其前室；

2）消防电梯间前室或合用前室；

3）避难走道的前室、避难层（间）。

由于其配合使用的设计图集《建筑设计防火规范》图示（2015年修改版）中也删除了“防烟楼梯间加压而其前室不加压”的示例图样，因此，施工图审查单位目前执行的标准是偏向于疏散楼梯间前室必须独立设置加压送风系统。因此尽管该条文的执行还存在歧义，但为了降低后期塔楼中筒进行严重整改的可能性，目前的设计大多按“疏散楼梯间前室独立加压送风”这一原则进行执行。

根据以上设计原则，有企业目前所执行的标准为地面以上的防烟楼梯间和前室分别设置独立加压系统，地下室个别前室不满足设置加压风井条件的，则必须设置从楼梯间到前室的泄压装置，以满足规范中的“设置防烟设施”要求。

由于在《建筑防排烟系统技术规范》的讨论稿中明确注明可采用“疏散楼梯间加压而前室不用加压”的系统设计方案，因此，该设计原则是否需要继续执行，应结合《建筑防排烟系统技术规范》正式发布实施版文件精神进行相关研讨。

1.2 关于100米以下采用了三合一前室剪刀楼梯间的加压系统问题

《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）中的6.1.2.3 条文“剪刀楼梯应分别设置前室。塔式住宅确有困难时可设置一个前室，但两座楼梯应分别设加压送风系统。”

《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）中的8.2.1条文“除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室，宜采用自然排烟方式。”

按照《建筑设计防火规范》GB50016-2014中5.5.28条文中已经放宽了剪刀楼梯间的设置条件，删除了相关加压送风系统的限制要求，但在《建筑防排烟系统技术规范》尚未正式实施前，公安部要求防排烟设计仍需执行原“高、低规”。因此仍有部分消防审查部门执行原《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）中的6.1.2.3 条文精神要求，按此理解无论住宅建筑高度是否大于100米，采用三合一前室的剪刀楼梯间必须采用独立加压送风系统。但对此条规范的理解本身就存有歧义，因为按照原《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）中的8.2.1条文理解，规范的原意应为“建筑高度不超过100m的居住建筑”优先采用自然排烟方式。

在广州某项目中有楼栋建筑高度虽在100米以下并具备良好的开窗条件下，但消防局审查中就要求其设置了三合一前室的剪刀楼梯间还需增加独立机械加压送风系统；而在另外某项目中，同样的条件下采用自然排烟方案却通过消防报建。

正是由于存在以上理解的分歧，造成了设计原则的混乱，从而导致设计方在消防审查中十分被动，因此为避免不必要的返工，每个项目组都应与消防审查及其他审图单位保持良好沟通，相关重要的设计原则或诸如此类“存在歧义的规范要求”应提前与审查方进行沟通确认。类似的问题还有“关于疏散楼梯间及其前室是否需要分别独立加压送风的问题”，虽已有其他设计单位与“规范编写组”进行咨询并收到合理回复，但个别审图单位还是以“该回复文件材料仅针对具体个案”为由而拒绝执行，执意按本人对规范的理解进行审图，强条审查意见由此而出，因此设计单位加强与审图单位的事前沟通显得尤为重要。

1.3 关于多层建筑中敞口楼梯间可开启外窗是否可以作为连通内走道的自然排烟口的问题

此类问题常出现于一般学校办公楼、工厂办公区、及小区配套商业建筑项目中。目前的规范中对此并无明确条文要求，同时各地的做法和审图要求也并不一致，从而导致该问题成为设计师的一个常见疑问。在本司郑州某项目中，经过与河南省相关审图工程师进行沟通，他们的做法为敞口楼梯间不能作为连通内走道的自然排烟口（该处为人员疏散口部），内走道如果不满足条件，需设置排烟设施时（无论为内走道自身两端的可开启外窗自然排烟还是机械排烟系统），楼梯间与内走道之间还必须设置挡烟垂壁。如内走道本身也没有超过长度，不需要设置防烟措施时，该处的挡烟垂壁则可以不用布置，如图1所示。该做法从安全方面考虑出发值得推荐，所以设计师在配合建筑设计时需要注意该做法的运用前提（楼梯间是否有外窗由建筑专业进行确定）。

图1 多层建筑中敞口楼梯间示意图

1.4 关于楼梯间及消防前室的消防加压系统设置压力控制措施的问题

在专业设计图集07K103-《建筑防排烟及暖通空调防火设计》中要求，楼梯间及消防前室的加压系统需设置相应的压力控制措施，其中压力控制方式有余压阀控制措施、采用变频风机控制措施、采用旁通阀控制措施等。

正常情况下，楼梯间和消防前室的泄压方向均是直接朝向外部空间，但如果采用了楼梯间加压而前室不加压系统时，应将楼梯间的泄压口直接对准消防前室处理。地下室部分独立的加压系统应优先采用安装泄压阀控制压力方式，注意泄压阀门需配套安装70℃防火阀。

地上部分楼梯间的加压送风系统的泄压方式宜采用在楼梯间顶部梯房设置泄压口装置以达到压力控制目的。此处注意提资建筑专业以落实外墙泄压口的实施到位，屋面楼梯房间的泄压口暂按800*800（mm）的规格、梁下布置的方式向建筑专业提要求。地上部分消防前室加压送风系统的泄压方式，宜采用旁通阀控制措施满足加压系统的压力控制目的。由于该旁通管系统占用空间比较大，需要配合建筑布局适当地进行隐藏设计，避免通风管道和风机设备影响屋面观感。同时注意将消防前室的压力传感器和旁通阀门的配电资料及时提资给低压配电专业以避免专业间的漏项设计。

我们暂不推荐采用变频风机控制措施来控制系统压力的方式。如果加压风机设置在加压送风系统的顶端时，应在风机的出口处设置止回阀门装置。

如上所述的加压送风系统泄压方式为我司目前统一设计标准，设计师在项目设计时按照上述技术措施实施，但如果业主提前咨询好相关审图及消防审查单位的意见后决定取消相关措施时，可通过协调整改，与各地项目的设计标准保持一致性。

消防前室加压系统的具体控制措施描述：由烟感控制系统报警确认楼层火灾后，启动该楼层及上、下楼层的消防前室电动加压送风口，同时联动加压风机对消防前室进行加压送风，如果着火层的消防前室的压力传感器探测到消防前室内的压力值高于30Pa时，打开加压送风机的旁通阀门进行泄压；又当着火层的消防前室的压力传感器探测到消防前室内的压力值低于25Pa时，关闭加压送风机的旁通阀门进行集中加压。注意，上下楼层的消防前室的压力传感器的探测数值不能作为旁通阀们的动作指令参数。

采用余压阀控制措施图例（适用于楼梯间和消防前室），如图2、图3所示。

图2 防烟楼梯间及前室分别加压送风时余压阀的设置

图3 防烟楼梯间加压送风、前室不送风时余压阀的设置

图4 楼梯间正压值控制措施

图5 前室正压值控制措施

2 自然排烟窗设置

2.1 关于住宅首层商铺的排烟窗设置问题

在《建筑设计防火规范》GB50016-2014中有强制性条文——8.5.4地下或半地下建筑（室）、地上建筑内的无窗房间，当总建筑面积大于200m2或一个房间建筑面积大于50m2，且经常有人停留或可燃物较多时，应设置排烟设施。

新规范将原来的100m2标准修改为50m2，而目前住宅裙楼的商铺单元中有不少房间是超过50m2的规模，因此按规范的要求，必须考虑房间的排烟设施。

由于裙楼商铺往往都是单面临街的布局，可开启外窗的设置条件比较困难，而且由于新标准的实施，大家都容易忽视。因此暖通专业必须在裙楼商业中注明房间的大小以及可开启外窗的面积参数、并严格落实在建筑专业中。

2.2 关于高大空间通风排烟高窗设置的问题

近期，在茂名某小区售楼部项目设计中，由于该单体的室内层高达到了7米以上，方案设计为达到最佳的室内效果，要求通风专业不能采用机械排烟系统，只可采用可开启外窗进行自然排烟，但为满足平时空调系统需求，又不能采用常开排烟口。虽然业主不同意采用自动排烟窗，但因其人工手动的开启方式不满足实际的使用要求，设计文件中应明确其具体控制方式。

自动排烟窗的控制方式在《建筑防排烟系统技术规范》第4.3.6条有如下要求：“自然排烟窗（口）应设置手动开启装置，设置在高位不便于直接开启的自然排烟窗（口），应设置距地面高度1.3m～1.5m的手动开启装置。净空高度大于9m的中庭、建筑面积大于2000m2的营业厅、展览厅、观众厅、多功能厅场所，尚应设置集中手动开启装置和自动开启设施”。

《建筑防排烟系统技术规范》中第4.3.3条：当设置在外墙上时，自然排烟窗（口）应在储烟仓以内，或室内净高度的1/2 以上（仅限于走道或室内空间净高不大于3m的区域），自然排烟窗（口）的开启方式应有利于火灾烟气的排出。在规范《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067-2014）第8.2.4.3条：房间外墙上的排烟口（窗）宜沿外墙周长方向均匀分布，排烟口（窗）的下沿不应低于室内净高的1/2，并应沿气流方向开启。因此在设计时，如有条件，建议按规范执行。关于上悬窗是否可以用于自然排烟，目前各地的执行标准不统一，为避免消防验收的风险，应配合建筑专业落实当地相关设计要求方可实施。（排烟窗可分为自动排烟窗和手动排烟窗，自动排烟窗是指与火灾自动报警系统联动或可远距离控制的排烟窗；手动排烟窗是指人员可以就地方便开启的排烟窗）。

3 双速风机系统的应用

3.1 消防风机是否可以采用变频

《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第13.9.6条规定：“消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等的两个供电回路，应在最末一级配电箱处自动切换。消防设备的控制回路不得采用变频调速器作为控制装置。”《火灾自动报警设计规范》（GB50116-2013）第3.1.8条规定，“水泵控制柜、风机控制柜等消防电气控制装置不应采用变频启动方式”，其条文说明为“为保证消防水泵、防排烟风机等消防设备的运行可靠性，水泵控制柜、风机控制柜等消防电气控制装置不应采用变频启动方式”。规范宣讲时，其主要审查人对此做了如下解释：“之所以要采用这样一个限制措施，其原因是如果消防水泵、消防风机这类重要对象的控制装置采用变频启动装置，那么在这些控制柜内会产生非常强的磁场，这个时候，在这个区域的模块可能受不了这个强磁场的影响，因此是出于这一点提出来的要求，而不是说变频启动装置不适用于这些对象，希望大家引起注意。这是从工作可靠性提出来的要求。”因此对于平时兼消防的变频通风系统，其电气专业在火灾时可以通过旁通的方式切换成非变频的模式，保证其电气消防模块的可靠性，具体如图6所示。

图6 电气消防模块原理图

3.2 关于汽车库消防通风系统是否采用双速风机的问题

按照《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB 50067-2014新版设计规范的要求，目前车库的排烟量计算已经不用按换气次数设计，而是采用了建筑层高的控制标准确定每个防烟分区的排烟量，如表1所示。因此每个防烟分区的排烟量基本为固定值，不再因为防烟分区面积的大小而产生变化，而且每个分区总的排烟量要比原来按换气次数计算结果小很多（原有计算结果基本在4万风量左右）。

表1 车库排烟量

每个分区的排风机均兼承担平时通风和消防排烟的功能，因此风机参数的选型应结合两种工况的需求来确定。一般住宅项目的地下车库通风按照4次换气次数（公建项目按照6次换气次数）来计算，结合相关设计规范的计算原则，平时通风量一般都会比排烟量小，因此原则上可以考虑设计双速风机来满足平时通风和消防排烟的需求。不过目前从物业使用反映、个人现场体验以及相关设备产品的调查中发现，车库通风系统采用双速风机并非最合理的选项，建议统一按照最大排风量选用单速通风机。

原本考虑采用双速风机是基于以下因素：

1）采用双速风机，平时可以低速运行，节能。

2）通风管道可以按照平时小风量工况计算规格，压缩通风管道的厚度。

但目前实际的效果却是以下这样的状况：

1）住宅项目的地下车库平时通风系统极少启动，可能只是早晚或人工定时启动通风换气，使用时间较少，节能运行的效益体现不出。

2）目前的车库通风管道设计中，基本按照最小厚度（320mm）控制，管线占用建筑层高的空间一般都是400mm左右，风量的减少只会稍微缩窄风管的宽度，但宽度并不是我们重点控制的因素，所以，双速风机的系统并不能为建筑层高提供更好的选择。

3）根据设备厂家提供的价格参考数据，双速风机一般都会比单速风机的价格高出20%～40%，住宅项目一般采用低端设备也会增加20%左右的初投资，因此在房产开发项目中采用单速风机存在价格优势。

综上所述，按照目前的状况车库的消防通风系统采用双速风机配置，其节能性只能停留在设计理论之上，在实际的操作中并不能如设计师所愿。在其他公建项目的车库通风系统中，由于其平时通风量的进一步加大，双速风机的选项更加不适宜。因此我们在后期的车库消防通风系统设计中，应结合实际的客户需求来确定我们的系统形式，采用单速风机系统。

4 结论

本文通过对加压送风系统、自然排烟等消防通风系统的介绍，并结合相关规范要求和实际项目实施中产生的问题进行系统分析，提出一些建议性的设计标准，为同行设计师提供系统设计参考。