探析建筑暖通的消防安全设计与防排烟设计要点

李毅杰

（广州市住宅建筑设计院有限公司山西分公司，山西太原 030500）

0 引言

随着经济的发展，一座座高楼大厦在城市中拔地而起，虽然缓解了城市的拥堵，但也会对消防系统造成很大的威胁，为了保护人们的生命和财产，必须加强防火设计和防排烟的设计。一旦一栋楼着火，危险的可不只是一层，还有大量的烟雾和毒气，许多人都是因为浓烟而死亡，火势越烧越高，如果没有安全的通道，很难逃脱。在设计防排烟时，要考虑到建筑本身的特性，根据建筑物的特殊需要，保质保量，不得偷工减料，保证人民的生命和财产的安全。

1 暖通的消防安全设计概况

1.1 暖通消防安全设计的重要性

暖通系统是一种重要的建筑部件，它的主要组成部分是供暖、煤气、通风和空气调节。该系统由采暖、通风、空调3 个部分组成。它在人类的日常生活中起着重要的作用，但同时也存在着与火灾密切相关的重大安全风险。但火灾的危险性可以被减少到最小。所以，在设计时应充分认识火灾的发展和传播规律，当建筑着火时，会从局部向外扩散，当热量集中时，会发生爆炸。在设计过程中，对火灾的本质规律的认识，可以减少火灾的危险性。在现代化的建筑物中，通常使用的是暖通和空气调节。由于建筑暖通施工技术和施工管理的需要，通风、空调管线纵横交错，遍布建筑物的每一部分，若设计不当，将会造成火灾。所以在设计暖通空调时，必须要做好消防工作，下面是要考虑的问题：因为现代城市的建筑面积很大，所以暖气管道的焊接点也比较分散，所以在设计暖通空调的时候，要注意的是，在安装的时候，经常会出现一些火花，比如保温棉、填充棒等易燃物，就会产生火灾。所以在墙上的管子里必须要用防火材料来填充，以防意外。其次，按照《工程部安全管理制度》的有关规定，对暖通设备的要求进行了严格的规范。第一层要有防火分区，两个分区不可同时采用。如遇特殊情况，需在两个地区同时使用一套消防阀。一旦发生火灾，工人们就能通过关闭阀门来控制火势。按照《火灾自动报警系统设计规范》的要求，在暖通灭火系统的设计中，必须要将排烟系统和火灾自动报警系统连接在一起，在排烟发生异常时，它就会发出警报，以防止火灾的发生，从而达到最大限度地防止火灾的发生。除了要单独设置防火区域之外，还要注意通风管道的隔热，最好选择隔热材料，尤其是在冬季，气温在零下十多度的时候，会损坏通风管，影响到正常工作。通风管应使用厚达1mm 的钢板，并设置防火隔墙，并使用防火材料，使防火阀和通风管路之间可以互相配合，以达到最好的安全效果[1]。

1.2 我国目前暖通系统设计中的安全问题

随着我国各个领域技术的飞速发展，建筑业的发展速度也在不断加快，各个领域所取得的成绩都是有目共睹的。随着建筑业的迅速发展，人们的居住和居住条件也越来越好，但同时也存在着一定的安全隐患。在进行高层建筑的设计时，由于各种管线的存在，往往会导致管线的密度较大，在正式运行后，管线会持续发热，大量的热量集中，在某一特定的环境下，就会发生火灾，导致有害气体的积聚和蔓延。除了管线过于集中，有些建筑还出现了管线施工失误，管线摆放不到位，未按相关技术要求进行防护，使得原本应该是居民生活的管线变成了危险物品，可能会引发火灾、爆炸。除建筑物自身的采暖设计问题之外，防烟装置还存在着部分防烟区和挡烟垂墙不合理的问题，如防烟区和挡烟垂壁太长或太短，会造成室内烟气不能正确地排放；有些建筑的排烟窗口和通风系统都有问题，排烟窗口没有按照规范的设计和施工，通风设备的安装也没有经过严格的试验和设计，造成了火灾时，烟气无法排出，或无法正常排放。为了让高层建筑真正的安全、舒适，就需要从根本上解决这些问题，切实提升消防设计的安全性。

2 暖通系统消防安全设计优化

2.1 建筑消防疏散系统的优化设计

（1）疏散通道的合理布局。从大量的实际经验中可以看出，不同的建筑物在功能上也有不同的特点，因此，在进行安全设计时，必须按照不同的功能来进行设计，这样才能确保疏散的顺畅和安全。如果发生火灾，员工可以快速的逃生，例如，在房屋中，走廊一般都是采用无边无际的走廊或者走廊。而在写字楼和宾馆大楼中，走廊的形式一般采用的是环形走廊或双向走廊[2]。

（2）安全撤离路线的合理布局。在紧急情况下，安全的撤离路径是一种行之有效的方法。撤离路径愈短，愈安全。因此，在正确规划疏散路径时，应加强对建筑物防火知识的宣传与预警，并提前规划疏散路径。撤离方向应该用明显的箭头标示在撤离方案的上方。为被困人员确定方向和寻找安全出口提供了有利的环境。各层的疏散方案布置要简洁、清晰，并尽可能地确保疏散通道布置均匀，避免“逆流”。在发生火灾、遇难者撤离时，了解一段时间的安全是非常关键的。再将其移至户外或其他安全的地方。这一步要比上一步更加安全，而且可以防止“逆流”。在撤离过程中，要特别注意疏散楼梯的布置，一般情况下，最好是靠近电梯的地方。这主要是由于在发生火灾时，人们往往会把最常用的路径和火灾放在第一位。紧急通道的有机结合，使疏散更快捷、更安全。同时，要避免在火灾发生时，疏散楼梯和消防升降机在同一凹槽内作为前厅，因为采用这种布置方式，一旦发生火灾，疏散通道和消防员会发生交叉，从而影响到疏散和灭火。

2.2 楼梯及安全出口的设计

在消防事故发生时，消防通道是消防安全的重要通道，其设计是否合理直接关系到消防人员的疏散。所以，在施工过程中，要严格按照设计的要求进行施工，同时要重视安全出口的数量、宽度和平整度。具体的设计要求如下：①医院、办公楼等高密度的建筑物，在不同的方向上设置2 个出口，以确保发生突发事件时的人员疏散。②在安全出口的设计中，也要考虑到安全出口的作用。在进行建筑宽度的设计时，应考虑到建筑物内的人员数量和有关的疏散指标，以便更好地满足建筑物的防火需求。③在条件允许的情况下，楼梯应尽可能地接近外墙，在这种情况下，可以利用外墙上的窗户来排出烟雾，从而为疏散提供更好的逃生环境[3]。

2.3 消防自动警报系统的设计

（1）探测器。探测器是报警器的眼睛。能迅速向警报控制器发出火灾警报。有温度型、烟雾型、光型和气体型四种。探测器的选用和结构应该考虑到不同的部件的特性，房间的高度，屋顶的形状和相对湿度，但是在相同的建筑物内，所用的检测器必须是同一个厂家的。

（2）火灾控制系统。该系统包括：①电气防火门、防火卷帘门、正压风阀、排烟阀等防排烟装置。②电气机械，如空调、风机、电梯等。③消防系统，如消防栓系统、自动喷水系统、特殊气体灭火系统。④联动控制系统。其通过向消防控制器发送火灾警报信号，并根据需要下达的命令，实现联动控制的功能。在实际操作中，一般有自动控制、远程控制和现场控制3 种。

3 防排烟的安全设计

3.1 防烟系统设计的重要性

防烟、排烟主要是为了及时将大量的烟雾排出，防止烟雾向防烟区外蔓延，保证大楼内部人员的安全撤离，同时也为消防工作提供了良好的环境。建筑物内部的防烟、排烟是确保大楼内人员的安全撤离所必需的。在建筑防火工程中，防火设计非常重要，因为一旦发生火灾，九成以上的人会被烟雾所杀死。燃烧过程中会释放出有害的气体，人体在火灾中吸入大量的有毒气体，会对人体的内脏造成伤害，引起头晕、头晕等症状，同时还会释放出大量的有毒气体，对人体的器官造成伤害。在火灾发生时，要用湿毛巾遮盖口鼻，避免吸入有害气体[4]。

3.2 建筑物通风防烟器的设计要点

3.2.1 防排烟机的设置

防排烟烟机的主要工作原理是将烟气中的热量及时的排出，使热量逐渐转移到非易燃区，并在一定程度上减少火灾。在安装防排风抽油器的时候，要按照有关的要求和规定，不能随意改变设备的安装规则，同时还要对送风量进行精确的测量，这样才能满足安装的要求。①公共建筑、工业建筑的消防通道宽度小于2.5m时，防火分区的长侧长度不得小于60m。②在空气净距大于9m 的情况下，在防烟区域之间可以不设烟雾防护装置。③汽车库的防烟区和烟气量必须按照现行《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB 50067—2014）的有关要求进行划分。④在不同的地区使用排烟风机时，要精确测量各个防烟区的实际面积，从而使排烟风机能充分发挥其应有的功能。⑤高层建筑设置天窗，主要是为了保证通风，当高层建筑着火时，可以从天窗排出一定的烟尘，而高层建筑没有设置自动排烟的天窗，则必须采用相关的机械装置，将部分烟气排出，此外，当烟气浓度过高，达到6m 以上，防排烟风机将无法达到预期的效果。

3.2.2 通风孔的布置

《建筑防排烟系统技术标准》中，对自然通风窗的设置作了明确的规定，即自然通风窗的设计必须位于排烟区的顶部或者外墙上。因此，在建筑设计师设计自然通风窗时，应将排烟区的顶部和外墙的排烟窗口结合起来。采用自然通风窗，在室内走廊、室内空间净高不大于3m 时，自然通风窗口的位置应比室内净高1/2高。由于火灾时，烟雾会向上冲到顶部，在储烟室的挡烟垂、横梁等地方集中。因此，要使室内的烟尘能够及时的排出，必须保证其自然的排烟效果，可以打开的外窗或者百叶窗应该位于排烟区的顶端和墙壁的储烟室的高度，而在下层的地方，要想在储烟区内安装排烟窗是非常困难的，因此，新的国家规定，要降低安装高度，保证高度的清晰度[5]。

3.2.3 机械增压送风装置的安装要点

机械增压送风系统应采用管道输送，而不能采用土建通风方式。送风管道必须采用非燃烧的材质，并且其内部必须非常平滑。若所使用的送风管为金属管，其设计风速不宜大于20m/s，若送风管为非金属材质，其设计风速不宜大于15m/s，且送风管的厚度要符合《建筑防烟排烟系统技术标准》，故应引起施工单位的高度重视。另外，在安装管道时，必须确保管线的耐火极限，安装在天花板上的管线，其耐火极限应在30min 以上，不设在天花板上的管线，其耐火极限应在1h 以上[6]。

3.2.4 消防阀门安装要点

防火阀主要用于空调、通风，通常在两个防火分区设置防火阀门，以70℃为最常用，大多数时候，防火阀门是打开的，当烟气温度高于70℃时，防火阀门会自动关闭。280℃的排烟防火阀在排烟系统中也是很常见的一种，它在大多数情况下都是关闭的，一旦发生火灾，烟气温度超过280℃，它就会自动打开，而且可以通过手动或者遥控来打开。因此，为了加强分隔间的隔离作用，设计者应在各分间都安装排烟防火阀[7]。

3.2.5 排烟设计压力进风口及排气口的流速

《建筑防烟排烟系统技术标准》中，对加压排烟口及排烟口的速度作了严格的规定，即压力进风口的速度不得大于7m/s，排气口的速度不得大于10m/s。然而，在实际的设计中，一些设计者并未注意到这一点，导致了风速的超标。所以，在进行防排烟设计时，必须合理地控制风速，并根据相关规范进行加压送风、排烟出口的风速，以达到设计要求的目的[8]。

4 结语

因此，在建筑暖通系统防火设计中，应重点关注防排烟设计与通风性能。防排烟设计的主要目标是在发生火灾时，能有效地保护居民的生命和财产，并能在一定范围内释放出大量的烟雾，避免浓烟过量危害居民的生命。在建筑通风系统防排烟的设计中，要针对不同的建筑结构选用优质的耐火材料，同时要加强防火意识、加强防火意识、加强防火性能、加强建筑防火和防排烟设计，从而达到保护人民生命和财产安全的目的。