關(guān)于民用建筑防排煙設(shè)施的若干技術(shù)

后智川

江蘇省泰州市姜堰市公安消防大隊(duì)，江蘇泰州 225500

0 引言

煙氣是火災(zāi)中不同燃燒產(chǎn)物的反映，是物質(zhì)燃燒過程中分解生成的大量氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)物質(zhì)的空氣混合物，因?yàn)闊煔鈱θ梭w有窒息、刺激和高溫的作用，其成為造成火災(zāi)人員傷亡的關(guān)鍵原因，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)火災(zāi)事故中死亡人數(shù)的80%是因?yàn)槲霟煔馑隆６裼媒ㄖ绕涫歉邔用裼媒ㄖ?nèi)，人員的數(shù)量較多，建筑物功能復(fù)雜，火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的煙氣較多，煙氣對疏散、滅火的影響較為突出，因此加強(qiáng)民用建筑的防排煙設(shè)施設(shè)計(jì)，確保人員的安全疏散，是防排煙設(shè)施設(shè)計(jì)中應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)節(jié)。

1 民用建筑防排煙設(shè)施的適用范圍及相關(guān)參量的計(jì)算

民用建筑的防排煙方式主要有自然排煙、機(jī)械排煙和機(jī)械加壓排煙等，在此只就自然排煙和機(jī)械加壓排煙的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探討。

1.1 自然排煙防煙方式

根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的條文規(guī)定如下：一般情況下，靠近外墻的防煙樓梯之間以及其前室、消防電梯間的前室、合用前室，采用自然排煙方式比較的好。

自然排煙方式指的是根據(jù)現(xiàn)有的自然條件，使得火災(zāi)所產(chǎn)生的煙氣不能夠進(jìn)入防煙樓梯間以及消防電梯的內(nèi)部。這樣的方式構(gòu)造非常簡單、而且不需要專門的排煙裝置，這樣就不收到電源的控制，從而管理相當(dāng)?shù)姆奖恪Ｒ虼耍诠こ淘O(shè)計(jì)中自然排煙仍然是首選的排煙措施，但其在設(shè)計(jì)上須符合以下條件：1）盡量利用敞開的凹廊和陽臺(tái)；2）獨(dú)用前室里可以開啟外窗的面積應(yīng)不小于2m2，合用前室應(yīng)不小于3m2；3）排煙窗應(yīng)該設(shè)置在上方，并設(shè)置便于開啟的裝置；4）前室有2個(gè)以上的不同朝向的外窗時(shí)，可不設(shè)機(jī)械防煙設(shè)施。

1.2 機(jī)械加壓送風(fēng)防煙方式

機(jī)械加壓送風(fēng)防煙通常情況下指的是通過風(fēng)機(jī)進(jìn)行加壓送風(fēng)，需要使得樓梯間以及前室之間保持正的壓力，而且其正壓力必須要高于周圍的所有建筑物正壓力，這樣可以有效的阻止煙氣的進(jìn)入。在這種情況下，從而可以確保向樓梯間以及前室送入一定體積的空氣，從而使得煙氣得到排除在外。

機(jī)械加壓送風(fēng)防煙的防煙效果好，且可靈活布置，亦不受環(huán)境條的限制，系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單安全可靠，而近年來已經(jīng)成為國內(nèi)外民用建筑廣泛采用的方式。例如，當(dāng)有些樓梯間可開啟外窗的面積達(dá)不到要求時(shí)，就應(yīng)考慮機(jī)械送風(fēng)的方法。

1.3 防煙樓梯間和前室的防排煙設(shè)計(jì)

下面對機(jī)械排煙的關(guān)鍵地方的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

防煙樓梯間和前室的防排煙方主要有自然排煙、正壓送風(fēng)防煙，在同一部位使用時(shí)僅可使用一種，不可兩種同時(shí)使用。應(yīng)該根據(jù)樓梯間、前室的不同情況，選擇不同的防排煙設(shè)施。例如，高度大于50m的一類公共建筑，及高度大于100m的居住建筑，則防煙樓梯間只可以利用機(jī)械加壓送風(fēng)，且如果設(shè)有窗戶的話，就必須是不可開啟的窗戶；而小于50m的部分，則可利用外窗來實(shí)施自然排煙。

機(jī)械加壓排煙的關(guān)鍵問題在于樓梯間和前室的正壓保持方法，下面進(jìn)行了簡單介紹。

1）要保持正壓的部位

從安全的角度來考慮，樓梯間及前室都需保持正壓。然而，在靠外墻且有窗戶的樓梯，當(dāng)火災(zāi)破壞部分窗戶玻璃時(shí)，就很難保持其所需的正壓值，因此難以采取加壓防煙方法。在這種情況下，通過對國內(nèi)外研究情況進(jìn)行分析，研究人員發(fā)現(xiàn)為了使婦女能推拉開門且煙氣不進(jìn)入，樓梯間應(yīng)該保持50Pa壓力，前室應(yīng)保持25Pa左右的壓力。

2）開啟門時(shí)，門洞處的風(fēng)速值

對于開啟門時(shí)，門洞處的風(fēng)速值，按照我國的《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，可選取值為0.7m/s～1.2m/s。

3）總風(fēng)量的確定

確定準(zhǔn)確的送風(fēng)量是做好防排煙技術(shù)工作的關(guān)鍵保障，因此我們需要對防排煙設(shè)施的送風(fēng)量進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前常用的送風(fēng)量計(jì)算方法有以下3種：

1）根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì)

正壓排煙方式的送風(fēng)量應(yīng)該分別根據(jù)門關(guān)閉時(shí)給定的正壓值（包含門窗縫隙及孔洞的漏風(fēng)量）和門開啟時(shí)門洞處的風(fēng)速值來計(jì)算所需的風(fēng)量，最終取兩者之間較大的值即可。值得注意的是，在確定送風(fēng)量大小的時(shí)候一定要考慮10%左右的系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)。

2）壓差計(jì)算法設(shè)計(jì)

壓差計(jì)算法是指保持關(guān)門時(shí)的正壓區(qū)間值達(dá)到正壓水平的一種計(jì)算方法。計(jì)算公式如下：

其中，α：流量系數(shù)（在門開啟的時(shí)候可取0.65）；

S：開門時(shí)的計(jì)算面積；

ΔP：兩側(cè)的壓差值；

ρ：空氣的密度（一般情況下可取1.2kg/m3）。

3）門洞風(fēng)速法設(shè)計(jì)

門洞風(fēng)速法是指按照維持開啟門洞的最低的氣流速度來計(jì)算送風(fēng)量的一種方法。計(jì)算公式如下所示：

其中，v：是指門洞的平均風(fēng)速；

s：指門洞的面積；

n：是指門洞的數(shù)量。

以上便是三種常用的送風(fēng)量確定方法，然而在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，不能單單靠公式的來計(jì)算送風(fēng)量，還要結(jié)合實(shí)際情況及設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，對計(jì)算值進(jìn)行一定的修正，以保證送風(fēng)量的準(zhǔn)確。

4）送風(fēng)系統(tǒng)及送風(fēng)方式的確定

樓梯間及前室的送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，正壓送風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)該單獨(dú)設(shè)置。為了使樓梯間壓力分布的比較均勻，應(yīng)該從頂層開始每隔3至5層就設(shè)一個(gè)送風(fēng)口，而且一般利用一臺(tái)風(fēng)機(jī)，然后通過豎井，并且在豎井上開設(shè)送風(fēng)口或者利用分支管的集中送風(fēng)方式。

2 民用建筑防排煙設(shè)施的排煙口設(shè)計(jì)

2.1 自然排煙系統(tǒng)的排煙口設(shè)計(jì)

自然排煙系統(tǒng)的排煙口應(yīng)該設(shè)置在房間凈高的1/2以上處，及距頂棚或頂板以下的800mm內(nèi)。

除了這些，自然排煙口以及送風(fēng)口都必須由非燃燒材料進(jìn)行制作，對于設(shè)置手動(dòng)或者自動(dòng)的開啟裝置也要包括在內(nèi)進(jìn)行考慮，而手動(dòng)開關(guān)一般應(yīng)設(shè)置在距離地坪0.8m～1.5m處。

2.2 機(jī)械防排煙系統(tǒng)的排煙口設(shè)計(jì)

在機(jī)械防排煙系統(tǒng)中，應(yīng)該用垂壁對于防煙進(jìn)行劃分區(qū)域，而且在每個(gè)的防煙分區(qū)都需要進(jìn)行排煙口設(shè)計(jì)處理，而且排煙口和最遠(yuǎn)的水平點(diǎn)距離需要大于30m左右。

排煙口應(yīng)該在頂棚或者是在靠近頂棚的墻面上進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且距離較近的安全出口數(shù)值應(yīng)該大于等于1.5m；并且設(shè)置在頂棚或者頂棚附近的排煙口和可燃物的最小距離應(yīng)該大于等于1.0m。

排煙口需要設(shè)置相應(yīng)的手動(dòng)開啟裝置，有必要的時(shí)候還可以設(shè)置和感煙器相關(guān)連的自動(dòng)開啟裝置等一些必要的措施。除了要設(shè)置開啟裝置外，平時(shí)要保持閉鎖狀態(tài)。

對于排煙口的尺寸也需要進(jìn)行相應(yīng)的主意，它需要根據(jù)煙氣通過排煙口的有效斷面速度不少于10m/s來進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)筆者多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)排煙口的最小面積應(yīng)該大于等于0.04m2。

3 結(jié)論

通過上述探討，我們可以知道民用建筑的防排煙系統(tǒng)還是比較復(fù)雜的，有很多的細(xì)節(jié)需要設(shè)計(jì)人員注意，一旦某個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生錯(cuò)誤，可能會(huì)導(dǎo)致不可彌補(bǔ)的人身、財(cái)產(chǎn)損失，因此加強(qiáng)對民用建筑防排煙設(shè)施的設(shè)計(jì)研究是非常有必要的。在設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員一定要按照相關(guān)的規(guī)范來實(shí)施，并且要結(jié)合以往的研究和實(shí)施經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)一步修正，保證防排煙設(shè)施在使用時(shí)達(dá)到最好的效果。

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