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              淺析建筑防排煙設計的相關問題

              從實際工程設計角度出發,對建筑防排煙系統設計的諸多細節探討,提出了建筑防排煙系統所需的必要條件及設計注意要點。

              關鍵詞:建筑消防防排煙系統 必要條件 注意要點

              建筑防排煙設計是現代建筑消防設計的重要內容,在建筑設計的不同階段不同環節中,不僅要注意防火設計,更要注重防排煙設計,防煙是將煙氣控制在某一特定區域內,確保消防疏散通道不受煙氣侵害,而排煙則是火災時產生的高溫有毒煙氣及時排除,防止煙氣向防煙分區以外擴散,保證疏散空間安全可靠以及人員疏散所需時間。煙氣的控制、排放等是建筑環境與設備專業(暖通)人員設計專業的重點,同時也需要建筑及建筑電器等相關專業設計人員有效的協調配合。我個人就防排煙設計相關方面內容,結合自身的工作經驗認識,拋磚引玉,提出三個問題看法,以供相關專業人士參考交流。

              一、防煙分區的概念

              防煙分區較防火分區而言,在建筑消防設計中往往容易忽視,事實上,防煙分區是煙氣控制的基礎手段,是為有利于建筑物內人員安全疏散和有組織排煙而采取的技術措施,主要依靠采用擋煙垂壁(簾),擋煙梁(墻)等形式來實現,在具體防煙分區的劃分,擋煙手段的確定在設地下車庫排煙設計中設計人員中存在誤識,在以往的無吊頂的商(市)場,將500mm的梁作為擋煙措施,事實上這樣的劃分方法往往是不成立的,第一未形成有效的煙氣圍擋,蓄煙空間,第二排煙口往往低于梁底,故與有效的煙氣控制及排放相去甚遠,注定該排煙系統是不可靠的,排煙口須設于有效蓄煙高度內,這是排煙理論的基本點。設計應設置固定擋煙垂壁,其下端高度至少與排煙管底部齊平。擋煙垂壁應采用非燃材料制作,如鋼板,夾絲玻璃、鋼化玻璃等固定擋煙板或活動的擋煙垂壁(簾),當建筑物凈空較低時,宜采用活動式擋煙垂壁(簾)。有一點值得注意,普通玻璃一遇高溫膨脹,由于受框架限制而炸裂,在人員集中場所易造成人身安全事實,同時也使防煙分區失效,這應該是嚴格禁止的?;顒訐鯚煷贡冢ê煟筛袩熆販y器控制,或與排煙口聯動,或受消控中心控制,同時應能就地手控,擋煙垂壁落下時,其下端距地面的高度應大于1.8m,當吊頂為非燃材料時,擋煙垂壁緊貼吊頂便可,而吊頂為格柵吊頂時,則擋煙垂壁應穿過吊頂面并緊貼非燃燒體樓板或頂板,此外由規范理解,凈空大于6m的房間,不考慮采用防煙分區的手段。值得注意的是,防煙分區的劃定由暖通專業完成,而具體施工要求須由建筑設計圖紙體現,同時建筑電器專業亦應予以配套,此環節往往出現設計脫節情況,故建議防火分區、防煙分區的劃分均需在各相關專業圖紙上均予以描述。

              二、排煙設施的設置

              建筑排煙方式分為機械排煙方式和可開啟外窗的自然排煙方式。在許可的情況下盡可能采用自然排煙方式的觀點似乎已被確立,事實上真正意義上的自然排煙方案其經濟性及可靠性有很多時候值得商榷。目前建筑消防設計中應根據相關規范設定范圍,確定排煙方案時,應注意以下幾點,并予以落實。

              1、自然排煙主要靠煙氣的浮力,火災時如噴淋系統動作將降低煙溫而使煙氣排放能力受限,這對人員較為密集面能而言較為不利,條件許可時,應采用機械排煙。

              2、排煙窗如處于迎風面,易形成煙氣倒灌,無法實現預定方案,為改善這種情況,目前幕墻工藝可采用下弦窗或平移窗,尤其是平移窗,當開啟時形成窗外擋煙板,即在擋煙板與窗口間形成負壓,便于煙氣排向室外,應該說平移窗是種較先進可靠的方式,不影響建筑立面造型、采光,但缺點是成本較高。

              3、高層建筑由于熱壓作用,存在上、 下層之間的壓力差,一般中和面在建筑高度一半附近,故室內防火分區,防煙分區須妥善考慮,否則冬季工況,建筑底部開窗排煙,同樣易出現煙氣倒灌現象。

              4、當火災房間溫度很高,煙氣中含有大量未燃燒的氣體,當煙氣自然排出時會形成火焰,可能導致火勢向上蔓延,這就對建筑防火分隔提出了更高的要求。

              5、自然排煙的煙氣是靠外墻上可開啟外窗直排室外,需要一定的有效開窗面積,目前開窗面積的計算國家有關規范中無定量分析的方法。

              6、自然排煙窗高度的確定問題,首先應明確排煙窗高度應高于蓄煙高度,保證人員的安全疏散,一般說來在房間一半高度以上設排煙窗,而進風方式則應具體分析,一般大空間場所應在房間下半部開設進風窗或機械補風,開窗面積約為排煙窗面積的1.3~1.5倍。開窗方式一般有手動、電動、氣動三種,此外《高規》允許緊急狀態時打碎玻璃的辦法進行排煙(其可行性,有效性值得商榷),設計和業主單位可根據經濟條件確定,一般地說電動控制較可靠,也較為常見。但相應成本也較高。

              7、目前消防設計中,出現同一防火分區內,不同防煙分區采用不同排煙方案(自然排煙或機械排煙)的情況,這顯然是不可靠的,相互之間的影響容易使自然排煙失效,煙氣倒灌的現象較易發生,應杜絕此類作法。

              8、無論自然排煙或是機械排煙,其終極目標是利用人員疏散,減少有毒煙氣和高熱對人員的侵害,當煙氣帶火狀態出現時,煙溫超過280℃,排煙系統工作即告結束,排煙防火閥關閉,排煙風機停止,同樣,自然排煙窗也需自動關閉,這樣方可避免拔風助燃,加劇火災強度的問題的發生。

              9、無論自然排煙或是機械排煙,自然排煙窗或機械排煙口煙控實際有效距離的觀念必須得到加強,人員在煙氣中安全行走距離的限制也決定了防煙分區的長度應與之相適應。建議結合建筑特征控制在40m內。諸多資料表明,采用換氣次數法確定排煙系統的排煙量這一設計方法不合理。對于大空間,計算的排煙量過大,而對于中等小體積空間其值偏小。

              三、防煙設施的設置

              建筑防煙方式分為機械加壓送風和可開啟外窗的自然排煙方式,盡管《高規》允許并部分提倡(高層住宅等)疏散樓梯間及前室采用自然排煙防煙,而允許煙氣引入安全保護區域,在安全可靠性方面無疑遜色于機械加壓送風,故條件允許時,建議盡量不采用此方式。防煙樓梯間及前室加壓送風系統是常見的防煙手段,送風量的確定為關鍵要素,目前計算方法由于對設計工況條件作了大量的簡化忽略了諸多影響因素,不能因建筑條件的差異而具體分析,所有的計算方法均

              假設在送風情況下樓梯間及前室的防火門處于一定的開門狀態,回避了防火門變化的開門工況對加壓送風系統的影響(防煙樓梯壓力分布的不均勻性;開門時撲出門洞風速的要求和閉門時前室壓差控制的不平衡性等),不對系統非假定工況進行分析研究,注定了目前計算方法的粗糙和不完善,事實上,防煙樓梯間及前室加壓送風系統的客觀特性決定了它計算分析的復雜性,盡快確立完善的建筑區域煙氣控制模型,將對加壓送風系統的研究設計有著重大的意義。風量范圍表簡單的套用其副作用很大,設計須重視以下幾點。

              1、設置防火門或電梯口的數量和面積對漏風量或送風量的影響。設置的洞口越多、面積越大,其加壓空間的漏風量也越大,加壓區域難以保證規范要求的正壓值,這樣只有通過加大送風量來實現。須計算得出正確數值。

              2、由于開門時撲出門洞風速的要求和閉門時前室壓差控制的不平衡,設計應完善泄壓裝置的設置,解決正壓值的控制問題。

              3、系統運行方式的選擇有待優化,目前常見的著火時開啟著火層及鄰近樓層前室送風口的作法沒有多大的實際意義,鄰近樓層既然沒著火,就沒有防煙的必要,設計基本考慮單點火災狀況,筆者傾向僅開啟著火層前室送風口,這樣系統的分析設計將容易實現簡單經濟可靠。

              4、送風管道橫截面、材質和送風口的大小對風速的影響。規范對不同材質的管道有不同的要求。在設計審核過程中應對風速和橫截面積進行校核,已確定其是否滿足規范的要求。同時應注意加壓送風口具體設置位置不應防火門開啟而被遮擋,影響實際送風量。

              四、結語

              防排煙設計是建筑消防設計中較復雜的環節,也是建筑生命安全系統的重點,目前防排煙系統的研究在不斷地深入,作為設計人員在充分掌握理解規范要求的同時,也應了解目前防排煙技術的發展情況,針對具體工程應仔細分析其客觀特性,檢查規范符合性和設計細節諸多容易出現偏差或遺漏的問題,實現安全可靠的設計目的。
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