大型室內布匹市場的防排煙設計探討

張嘯楚 文 屹 陳潔玲

隨著我國經濟和貿易的快速發展,出現了很多大型或超大型的布匹批發商貿建筑。這些建筑物的消防有以下特點:1)建筑的占地面積大,很多單層面積都在10 000 m2以上。2)來往人員復雜,室內人口密集,特別是營業時間。3)由于很多此類建筑物為批發市場性質,單位面積的商戶較多。統一管理比較麻煩。4)各個商戶內堆積和儲存貨物較多,而且很多是可燃或易燃物品,有些貨品倉庫還設在地下。這些商品的堆積的燃燒熱很大,著火點低,一旦著火,蔓延迅速,危害嚴重。初期火災撲滅很難,而且很多商品會產生大量的濃煙,為火災救援工作帶來更多的不利條件。5)由于單位面積的商戶較多,為了節約使用面積,很多商戶將原來的窗戶封住排放貨品,造成單位面積的可開啟窗口面積不夠,建筑室內的空氣流通不好,自然排煙能力差。6)隨著用地的日趨緊張,這類建筑也由原來的2層～3層的低層建筑向超過24 m的高層建筑發展,現在多為二類高層或一類高層,而且基本都有2層～3層地下層。7)室內通道長且狹窄,發生火災時疏散困難。布匹市場的特點使得該類建筑的防排煙設計顯得更加重要。本文通過對這類建筑的防排煙系統的特點的分析,對規范條文的理解,探討了大型室內布匹批發市場的防排煙的設計要點。

1 國內外防排煙技術的發展

近年來國際上在機械防排煙技術方面的研究主要關注以下3個方面[1]:1)火災煙氣運動規律及其數學模化研究;2)防排煙系統的性能化設計和評估;3)防排煙系統技術參數和設備。現在已經應用的主要防排煙技術及方法有:1)設置機械排煙、送風系統,進行機械排煙或止壓送風防煙;2)對建筑進行防煙分隔或建立防煙封閉避難區;3)設計自然通風口,利用煙氣的熱浮力特性采用自然排煙;4)對建材和家具進行阻燃、消煙處理;5)利用噴灑化學消煙劑或水霧等進行消除煙氣中有毒成分及煙塵粒子,提高能見度。目前國內的防排煙設計主要利用上述方法中的前三種方法。我國對建筑防排煙的研究開始得較晚。火災煙氣運動和防排煙的數學模化還處于起步階段,正在開發少量的高層、地下、大空間建筑的火災煙氣運動數學模化。缺乏大量的基礎試驗數據和試驗、理論模型作支撐。因此我國以后的防排煙技術的研究主要在于獲得基礎試驗數據,數模的完善。

2 防排煙的設計

2.1 防煙設計

1)防煙分區與防火分區的關系。防火分區的劃分,既要從安全的角度出發,為火災時限制火勢蔓延、減少損失考慮;又要從平時使用和管理出發,分區應兼顧方便管理使用、節省投資。有人防要求的地區,地下室的防火分區還應結合人防的分區和設置。現在新建的布匹批發市場一般都設有火災自動報警系統和自動滅火系統,單層建筑面積基本上都超過4 000 m2。因此對布匹批發市場這種單層面積很大的商貿類建筑,要根據建筑分隔、使用功能來進行防火分區和防煙分區的適當劃分。由于規范的條文解釋中也闡述了500 m2的防煙分區考慮到豎向煙井的位置和數量對建筑的影響,如增加投資不多,可考慮擴大設置范圍。因此對于布匹市場這樣單層建筑面積的建筑可以考慮擴大防煙分區的面積,但是不能跨越防火分區。2)防煙分區的設置。設置排煙設施的走道、凈高不超過6.00 m的房間,應采用擋煙垂壁、隔墻或從頂棚下凸出不小于0.50 m的梁劃分。每個防煙分區的建筑面積不超過500 m2,防煙分區不應跨越防火分區。防煙分區采用隔墻、頂棚下凸出不小于500 mm的結構梁以及頂棚或吊頂下凸出不小于500 mm的不燃燒體等分隔。3)防煙的風量設計。在不具備自然送風條件的情況下,可以采用機械送風、機械排煙。對于地上無窗和地下市場應采用此設計。送風量按負擔防煙分區排煙量的50%確定。

2.2 排煙設計

1)排煙的方式。建筑中的排煙可采用以下兩種方式:機械排煙方式和可開啟外窗的自然排煙方式。機械排煙辦法是用風機將起火建筑內的煙氣通過排風風機和管道抽送出建筑外,以減少或消除建筑內的煙氣,阻止煙氣蔓延。《高規》[3]中規定:靠外墻的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和合用前室,宜采用自然排煙方式。

2)系統排煙量的確定。排煙量應根據排煙分區來計算。設置機械排煙的系統,排煙量不能小于規范要求。《高規》中規定[3]:設置機械排煙設施的部位,其排煙風機的風量應符合下列規定:擔負一個防煙分區排煙或凈空高度達6.00 m的不劃防煙分區的房間時,應按每平方米面積不小于60 m3/h計算(單臺風機最小排煙量不應小于7 200 m3/h)。擔負兩個或兩個以上防煙分區排煙時,應按最大防煙分區面積每平方米不小于120 m3/h計算。中庭體積不大于17 000 m3時,其排煙量按其體積的6次/h換氣計算;中庭體積大于 17 000 m3時,其排煙量按其體積的 4次/h換氣計算,但最小排煙量不應小于102 000 m3/h。

3)排煙口的設計。防煙分區內的排煙口距最遠點的水平距離不應超過30 m。原則上每個防煙分區都應設置排煙口,但面積較大的房間,采用隔墻、頂棚下凸出不小于500 mm的結構梁以及頂棚或吊頂下凸出不小于500 mm的不燃燒體等進行分隔,將房間劃分出許多小防煙分區,若每個防煙分區均設排煙口,風道及排煙口數量太多。可以綜合考慮多方面因素,將房間視為若干個面積不超過500 m2的防煙分區各自設置排煙口,而每組梁圍成的小區域只起匯集和滯留煙氣的作用。

2.3 布匹市場防排煙設計常見問題

由于這類建筑的單層面積大、人員密集,不可能完全依靠自然通風,所以一般都設置了空調系統。規范中并沒有禁止將通風、空調系統和機械排煙系統合用,而是建議不要設置在一起,如果設置在一起,應該有保障安全的措施。所以也有部分該類建筑物將空調系統、通風和機械排煙系統合用。當把這三種系統合用時應注意[4-6]:1)送風口應具有報警系統控制關閉功能;2)排煙口平時關閉,火災時確保送風口和排煙口能由控制系統有效開啟;3)對于與排風系統共用的風機火災時供電應按照排煙風機來考慮。所以平時用動力供電回路供電,火災時切換為消防供電回路供電;4)排煙口設置的自動排煙防火閥耐受溫度應超過280℃。

3 設計實例

廣州市某布匹批發市場為超大型公建項目,集辦公、酒店、商場于一體,總建筑面積80萬m2,其中包括40萬m2的輕紡旗艦展示中心,40萬m2的寫字樓、酒店、商務公寓等綜合商業配套。地下3層,地上7層。該項目由4棟27層和 1棟24層的塔樓組成,5棟塔樓屬于一類高層公共建筑,在裙樓安排了商場空間,-2層,-3層為地下車庫、非機動車庫和設備用房,-1層為地下車庫及商鋪。地下室的設備用房均按各自不同的換氣次數進行通風換氣,設置獨立的通風系統。地下 3層機動車庫劃分為13個防火分區。對于人防區按防火分區、防護單元單獨設置機械排風系統兼用排煙系統,每一系統擔負面積均不超過2 000 m2。對于非人防區按防火分區單獨設置機械排風系統,每一系統擔負面積均不超過2 000 m2。機動車庫排風兼排煙系統風量按6次/h換氣進行計算。風機均選用低噪聲雙速柜式離心風機,平時風機在低速運行排風,火災時在高速運行排煙。補風均設有機械送風系統,補風量按不小于排煙量的50%考慮。

地下2層機動車庫劃分為13個防火分區。按防火分區單獨設置機械排風系統兼用排煙系統,每一系統擔負面積均不超過2 000 m2。機動車庫排風兼排煙系統風量按6次/h換氣進行計算。排(風)煙系統風機均選用低噪聲雙速柜式離心風機,平時風機在低速運行排風,火災時在高速運行排煙。補風均設有機械送風系統,補風量按不小于排煙量的50%考慮。

地下1層商鋪劃分為22個防火分區。按防火分區單獨設置機械排煙系統,按防火分區劃分防煙分區,排煙量按最大防煙分區面積的120 m3/(m2?h)計算,部分分區采用自然進風,其他防火分區均設置機械送風系統,補風量按不小于排煙量的50%考慮,火災時開啟著火防煙分區的電動排煙口,并且聯動開啟排煙風機及送風機,當煙氣溫度達到280℃時關閉排煙、送風系統。

對1層～6層商業用房中不能滿足自然排煙要求的區域按防火分區均獨立設置機械排煙系統,排煙量按最大防煙分區面積120 m3/(m2?h)計算。補風均采用自然進風方式。火災時開啟著火防煙分區的電動排煙口,并且聯動開啟排煙風機,當煙氣溫度達到280℃時關閉排煙系統。電房、發電機房、儲油間、發電機房設置事故后通風系統與平時通風系統兼用,風管與上述房間相連處設置防煙防火閥,防煙防火閥平時常開,70℃時自動關閉,火災時關閉,火災結束后,開啟防煙防火閥及通風機進行事故后通風。建筑高度超過50 m的一類公共建筑,所有防煙樓梯間、合用前室均采用機械加壓送風系統。防煙樓梯間設置自垂式百葉送風口,合用前室設置電動百葉送風口。當發生火警時,由消防控制中心自動啟動加壓風機進行加壓送風。

4 結語

大型室內布匹市場防排煙系統的設計應根據這類建筑的特點協同其他的消防設施設計,做好防排煙分區,合理布置送風口和排煙口,正確計算防排煙的風量,從而得到合適的風管截面面積,合理的布置風管,選用經濟適用的風機。好的防排煙系統的設計對保障大型室內布匹市場的安全和提高建筑功能是非常重要的。好的防排煙系統的設計可以節省建筑的初投資,方便管理和日常維護。

[1] 蘭 彬.國內外防排煙技術研究的現狀和研究方向[J].消防科學與技術,2001,3(2):17-21.

[2] GB 50016-2006,建筑設計防火規范[S].

[3] GB 50045-95,高層民用建筑設計防火規范(2005年版)[S].

[4] 劉西平.淺談大型批發市場消防設計[J].山西建筑,2005,31(23):37-38.

[5] 趙艷玲.對大面積房間排煙系統設計的幾點認識[J].暖通空調,2002,32(3):46-48.

[6] 張 虎.大空間建筑防排煙工程設計[J].消防技術與產品信息,2008(10):14-15.