高层建筑暖通空调工程中的防排烟施工技术

林文卫

（厦门金岄房地产开发有限公司， 福建 厦门 361000）

0 引言

防排烟与通风是暖通空调工程的重要内容，在建筑设计阶段必须加强此方面的重视，其次需要掌握高层建筑暖通空调排烟方式，了解机械排烟方式与自然排烟方式的优缺点，分析排烟设计阶段需要关注的问题，提高涉及各项参数的合理性，借助防排烟技术保障高层建筑居民的人身安全与财产安全。

1 高层建筑暖通空调工程中的防排烟相关概述

高层建筑暖通空调系统是建筑暖通工程的关键性内容，在设计过程中必须关注防排烟板块，其又可以细分为排烟与防烟，前者利用一定的方式使有烟区域的烟气可以借助渠道排放到建筑外部，一边控制建筑内部向无烟区域蔓延，另一边将有烟区域的能源排放到建筑外，大幅度削减建筑内部的含烟量，提高建筑排烟速度，后者是通过一些手段或措施控制有烟区域烟气蔓延的速度，通过管控方式还可以在一定程度上避免烟气向建筑无烟区域蔓延，由此控制建筑内部烟气含量[1]。

在高层建筑发生火灾后，必须保证建筑暖通空调防排烟系统可以正常运行，从而快速消除建筑中的烟雾，为高层建筑居民逃离事故发生地争取时间（图1 为高层建筑火灾现场）。高层建筑在火灾发生后电梯便会失去运行能力，居民利用楼梯逃生，因为逃生渠道单一且居民人数众多，需要一段时间才能使建筑内居民完全逃离火灾发生地。但是逃生时间延长会使建筑浓烟数量上涨，一旦建筑单位空间中的烟气浓度达到一定含量，人们吸入相关气体便会因窒息晕厥，这样会使居民无法逃生。设计人员必须重视防排烟系统，保证暖通空调防排烟系统各项参数设置达到相关部门要求，在建筑发生火灾后可以正常使用，拖慢建筑内部烟雾浓度，为建筑居民逃离灾害场地赢得宝贵的逃离时间。

图1 火灾现场

2 高层建筑暖通空调的基本排烟方式分析

2.1 机械型排烟方式

负压机械排烟与全部通风排烟均是机械排烟常用的方式，负压机械排烟是在建筑内安装一定数量的排烟器，建筑内部发生火灾事故排烟器接到相关信息后会自行启动，将火灾产生的烟气排放到建筑外。使用负压机械排烟主要在排烟器的作用下，将烟气排放到建筑外，在此过程中建筑内部压力快速下降成为负压环境，可以在一定程度上防止烟气由负压环境向其他区域延伸，但是此种效果仅针对火势较小的情况，如果建筑内的火势较大，排烟器无法快速排除烟气，难以阻挠火势快速蔓延。针对此种情况可以在排烟器周边安置防火阀（如图2 所示），在室内温度达到一定值域后，便会自动封闭排烟器，但是增设防火阀会间接的增加消防工程的总投入成本。不仅如此，在防火阀正式应用后，还需要投入足够的资源保护、维修设备，出于经济层面的考量，一般不会选择增设防火阀的方式[2]。

全部通风排烟应用到建筑中，利用排烟机将室内烟气排放到建筑外部。排烟机在高层建筑焊设时会同步安装送风机，可以在排烟的同时将外界新鲜空气注入建筑内部，由此冲淡建筑区域的烟雾。但是全部通风排烟会向建筑内部注入空气，使火势较大的区域获得更多的氧气，在一定程度上起到助燃的效果，所以采用全部通风排烟的方式，适合应用在只有烟雾，没有火源的情况下。除此之外，全部通风排烟在烟雾排放中不会对外界空气造成较大的污染，送风机向建筑内部注入空气的方式非常平稳。但是使用全部通风排烟也需要购置送风机（如图3 所示）与排风机，不仅在消防工程施工阶段需要花费较多成本，在设备正式投入使用后，也需要一定的人力、物力维持。

2.2 自然型排烟方式

建筑发生火灾后没有依托外力处理火灾产生的烟雾，烟雾会随着建筑内部空气表里压力差、空气浮力、风力作用吹散烟雾，降低区域烟雾的浓度，此种方式是自然排烟法。自然排烟方式应用在高层建筑中，需要保证建筑拥有出气口与进气口。其中，出气口可以是专门的排气口，也可以是建筑中的窗户[3-5]。

传统建筑采用排烟竖井应对建筑火灾事故，建筑内部的废气会由排烟竖井排到外部，提高建筑内部空气的清洁指数。在火灾事故发生后，建筑的所有房屋温度都会在短时间内急剧攀升，但是表里温差与竖井相互作用会产生烟囱效应，具备排烟能力，可以拖慢火势扩张的速度。采用自然排烟方式受到的干预因素较少，同时不需要在没有外部设备的干预下，便可以通过空气浮力排除建筑内的烟气且具备良好的排烟效果。

3 高层建筑暖通空调工程中的防排烟施工技术分析

3.1 加强防排烟风机设置，提升排烟质量

高层建筑暖通空调系统含有防排烟子系统，在建筑发生火灾事故后可以通过系统快速将建筑内部的烟雾排到建筑外部，由此控制内部火势的蔓延，对建筑用户快速撤离有一定的辅助效果，将火灾对用户生命造成的威胁降到最低。烟气的排出可以在一定程度上降低建筑内部空气中烟雾的浓度含量，还可以带走一部分热量，降低空气中烟雾的浓度，防止用户在撤离建筑时吸入空气烟雾，出现窒息晕厥的情况；降低空气温度能够在一定程度上阻止火势进一步扩张。

在建筑中安置排烟设备，当建筑内部出现浓烟后便会触发装置排出建筑内部的烟雾。除此之外，建筑的出口、入口以及过道门窗都可以进行排烟，但是为了进一步提高高层建筑排风系统在烟气排出方面的能力，在建筑防排烟风机设置期间应该遵循GB50045-95 文件要求，完善防护方面的设计内容，确定加压送风机的送风量，在风量设置时对排烟风机的风量进行合理的调控，确定中庭体积并按照体积计算加压送风机最小的排量。

高层建筑在结构设计时，根据各工程建设需要，考虑到消防工程在烟气排放方面的需求，对建筑内部结构进行调整，使建筑可以依托自身结构，拥有良好的排放能力，防烟楼梯便是利用建筑设计结构，形成天然的排烟系统，依托过道的窗户快速将建筑内部的烟气排放到建筑外。非紧闭的天窗也拥有良好的通风能力，但是不是所有高层建筑在结构设计时均会从排烟方面进行设计，对于封闭区域还需要安装排风机等设备，通过机械方式加快建筑内部氧气排出速度。

在建筑中安置排烟分区需要计算建筑区域的排风量，每台排烟风机需要负责专属的领域，针对排烟风机工作超量的情况，应该按照最大面积分区范围重新计算区域排风量，调整排烟风机的安装位置，使其获得最佳的排风效果。

暖通空调防排烟施工过程中，按照方案内容确定各区域的施工方式，考虑到暖通空调防排烟设计是否合理，直接影响到高层建筑在排烟方面的能力。因此，需要提高施工图纸的合理性时，设计图纸与施工图纸保持一致。由于施工人员会按照图纸施工，保证图纸内容的合理性，对工程进行异常重要。通过调查发现很多高层建筑暖通工程设计环节中，在排烟机设计方面的方式并不妥当，与相关部门给出的规范要求不符，没有专门的排烟机安装区域，在此种情况下直接将排烟机安装在建筑外墙，由此会在一定程度上削弱排烟机的工作性能。

3.2 防排烟的防火阀设置，降低安全隐患

防排烟防火阀一般安置在通风调节系统的风管上，针对火灾发生概率较高的房间楼板位置，危险性较大的楼板位置与间隔墙区域，应该计算该区域的空气与通风量，调节风管处安装防火阀。对垂直风管与水平风管的交接处、空气调节系统防火分区、通风调节系统部位安装防排烟与防火阀。

在排烟防火阀设计过程中，需要考察变形法与防火分区部位的空气通风量，对满足防火阀安装需求的部位，应该在排烟支管部位安装防火阀，在防火墙排烟管道处安置排烟防火阀，在排烟风机机房内部安置排烟防火阀。防火阀一般安装在建筑管道穿越防火分隔处，至于建筑其它区域是否安装防火阀应该按照实际情况进行考量，保证建筑各处排风设备均安装防火阀，由此提高防火阀在通风排烟方面的工作效果。

3.3 合理设置防排烟风机

在高层建筑防火设计阶段，按照《高层民用建筑防火规范》规范规定，对于建筑高度超过32m 的一、二类高层建筑，应该安装机械排烟设施。中庭体积超过17000m3，防排烟风机排烟量按照其体积4 次/小时换算并完成计算任务;如果中庭体积没有达到17000m3，按照防排烟风机排烟量体积的6 次/小时换算，但是必须保证其最小排气量在102000m3/h。

4 结束语

高层建筑消防工程开展期间，需要重视空调系统设计，还需要加强对防排烟内容的关注程度，设计人员需要了解项目在消防排烟方面的要求，应用自身的专业知识、按照国家相关部门在建筑消防方面的规范标准进行设计，提出多种类型的空调系统，比对各方案的优点与缺点，从中选出经济性高且具有可操作性的方案。在消防工程施工过程中，根据实际状况对方案进行适当调节，提高方案内容的合理性，使暖通空调系统具备良好的排烟能力，可以在建筑发生火灾事故后快速的将烟气排放到建筑外。