关于建筑防排烟系统中挡烟垂壁的探讨及思考

李丹 崔艳新 赵洋

中建科技集团有限公司

0 引言

《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251（下文简称规范）[1]于2017 年发布，并于2018 年8 月正式实施。本文将就此规范中提出的挡烟垂壁设置问题进行总结分析，并结合实际工程，对其进行分析讨论。

1 挡烟垂壁的定义及类型

挡烟垂壁是指用不燃材料制成，垂直安装在建筑顶棚、梁或吊顶下，能在火灾时形成一定的蓄烟空间的挡烟分隔设施[2]。

挡烟垂壁按安装方式分为固定挡烟垂壁和活动挡烟垂壁。按挡烟部件材料的刚度性能分为柔性挡烟垂壁和刚性挡烟垂壁。固定挡烟垂壁可以采用结构梁、烤漆钢板型、防火硅胶布型、防火板型、防火玻璃型等。活动挡烟垂壁包括了卷帘式挡烟垂壁和翻板式挡烟垂壁。

2 挡烟垂壁的规范要求

1）防烟分区的划分要求

规范4.2.4 条要求，公共建筑、工业建筑防烟分区的最大允许面积及其长边最大允许长度应符合表1 的规定，当工业建筑采用自然排烟系统时，其防烟分区的长边长度不应大于建筑内空间净高的8 倍。

表1 公共建筑、工业建筑防烟分区的最大允许面积及其长边最大允许长度[1]

2）挡烟垂壁设置位置

设置排烟系统的场所或部位应采用挡烟垂壁、结构梁及隔墙等划分防烟分区，防烟分区不应跨越防火分区。当中庭与周围场所未采用防火隔墙、防火玻璃隔墙、防火卷帘时，中庭与周围场所之间应设置挡烟垂壁。

规范4.2.3 条要求设置排烟设施的建筑内，敞开楼梯和自动扶梯穿越楼板的开口部应设置挡烟垂壁等设施。

3）挡烟垂壁高度

防排烟规范实施之前，可以采用结构梁及隔墙等自身高度作为挡烟垂壁。新规范实施后，提出清晰高度和储烟仓厚度的概念，其中规范4.2.2 条要求挡烟垂壁等挡烟分隔设施的深度不应小于规范第4.6.2 条规定的储烟仓厚度。对于有吊顶的空间，当吊顶开孔不均匀或开孔率小于或等于25%时，吊顶内空间高度不得计入储烟仓厚度。

为保证排烟口设置在储烟仓内，且有一定高度的烟层厚度，烟层厚度的大小决定着挡烟垂壁的高度。

4）活动挡烟垂壁的控制

规范5.2.5 条要求活动挡烟垂壁应具有火灾自动报警系统自动启动和现场手动启动功能，当火灾确认后，火灾自动报警系统应在15 s 内联动相应防烟分区的全部活动挡烟垂壁，60 s 以内挡烟垂壁应开启到位。

3 挡烟垂壁的探讨

1）挡烟垂壁的位置

挡烟垂壁的位置由防烟分区的划分来决定，若按照最大防烟分区面积来划分防烟分区，此时挡烟垂壁的数量最少，相应的排烟风机的选型风量和排烟风管管径均需加大。一般结合建筑平面布局设置挡烟垂壁，同时权衡排烟风机风量及排烟风管管径，使二者做到最优化。

2）挡烟垂壁的高度

火灾发生时，烟层并非均匀整齐，烟层底部是不规则的形状，并不能像挡烟垂壁高度一样保持不变。因此实际应用中，在满足疏散高度的前提下，储烟仓厚度越大，即挡烟垂壁本身的高度越高，越有利于排烟。有研究表明，将挡烟垂壁从1.3 m 增加到1.8 m 可以使挡烟垂壁后方上层烟气层温度下降约50%[3]。但增加挡烟垂壁高度，会增加项目成本。

笔者认为在划分防烟分区，设置挡烟垂壁时需要注意以下问题：

①当防烟分区净高低于3 m 时，最小清晰高度为净高一半，此时并不能满足疏散要求，因此建议采用最小储烟仓厚度，或通过设置开孔率不小于25%的非封闭式吊顶，保证疏散高度即最小清晰高度大于2 m。

②当防烟分区净高在6 m-9 m 之间时，在满足规范要求的情况下，尽量减少设置挡烟垂壁，保证室内空间的完整性。

③挡烟垂壁的高度与排烟口的个数有一定的关联性，结合室内装修布置权衡确定。

3）挡烟垂壁安装长度

《挡烟垂壁》GA5333 中规定，采用不燃无机复合板、金属板材、防火玻璃等材料制作刚性挡烟垂壁的单节宽度不应大于2 m。采用金属板材、无机纤维织物等制作柔性挡烟垂壁的单节宽度不应大于4 m。超过规范规定的长度部分制作成多节搭接处理[2]。

4）活动挡烟垂壁安装方式

现活动挡烟垂壁有两种形式：卷帘式和挡板式。卷帘式挡烟垂壁在实际工程中应用较多。

卷帘式挡烟垂壁因受单节长度限制，存在搭接问题，搭接量不小于100 mm，筒体最小高度为85 mm，安装最小空间为150 mm。挡烟垂壁与墙面的安装间隙控制在20 mm 以内。

活动式挡烟垂壁必须设置重量足够的底梁，以保证垂壁运行的顺利、平稳，且确保系统断电时，挡烟垂壁能自动下降至设计距地高度，如图1 所示。

图1 卷帘式活动挡烟垂壁安装示意图

在实际过程中，挡烟垂壁的安装样式如图2 所示。图2（a）中为了保证活动挡烟垂壁的平整度及固定性，在两端设置凹槽。图2（b）中与精装修结合，在挡烟垂壁上部设置凹槽。两端设置凹槽的方式可以满足规范要求，具有较高的稳定性。

图2 卷帘式活动挡烟垂壁安装示意图

翻板式挡烟垂壁可适用各种弧型地区及跨距大的区域，如图3 所示。

图3 翻板式活动挡烟垂壁大样图

4 实际项目分析

某项目建筑平面图布置图如4 所示，此空间为餐厅，总面积903 m2，层高5.4 m，格珊吊顶开孔率大于25%。根据规范要求，进行以下几种方案比较分析。方案1：可采用划分为一个防烟分区，长边长度36 m，排烟风机选型风量为65100 m3/h。方案2：划分成4 个防烟分区，每个防烟分区面积小于250 m2，排烟风机选型风量为36000 m3/h，设置3 条固定式挡烟垂壁66 m，挡烟垂壁底距地设计高度为3 m，如图5 所示。方案3：划分成4 个防烟分区，每个防烟分区面积小于250 m2，防烟分区同方案2，排烟风机选型风量为36000 m3/h，设置3 条卷帘式活动式挡烟垂壁66 m，挡烟垂壁底距地设计高度为3 m。

图4 某项目餐厅建筑平面图

图5 某餐厅防烟分区示意图

方案1、方案2、方案3 的投资造价如表2 所示。由此可知，方案2 的投资造价略高于方案1，方案3 的投资造价最高，约为方案1 的1.6 倍。活动挡烟垂壁是一种新型产品，价格偏高，美观性较差，系统控制稳定性难以保证，活动挡烟垂壁的使用可以减少对室内净高的影响，笔者认为在满足使用要求下，尽量减少使用活动式挡烟垂壁。

表2 三种排烟系统投资造价对比表（单位：元）

在满足规范的前提下，固定挡烟垂壁的使用与风机风量的权衡匹配，需要结合空间要求，比如报告厅、展厅等大空间尽量减少挡烟垂壁，避免影响视觉效果。此外，还需结合机房的大小来判断风机安装空间。

6 结语

随着建筑功能的复杂化、多样化，民用建筑的消防设计尤为重要，新型产品不断诞生与发展，实际应用与规范要求存在差异性。

在进行实际的工程设计时，需结合造价成本，对不同的建筑类型、不同的排烟场所、不同的室内空间净高进行准确的分析计算，才能设置合理的挡烟垂壁高度，来满足规范性，实用性及美观性等要求。