淺談建筑防排煙設計中疑難問題的分析與探討

摘 要：本文分析了建筑防排煙設計存在的諸多疑難問題，結合《建筑設計防火規范》的分析，提出了解決方案。

關鍵詞：建筑設計；防火；排煙；規范

引 言：我們知道，中國經濟現已進入全面發展期。各地建筑市場十分火爆，特別是經濟活躍的中心城市，建筑形式越發復雜，建筑規模日漸龐大，建筑層數更是越建越多。《建筑設計防火規范》（以下簡稱《低規》）及《高層民用建筑防火規范》雖經歷了數次修訂與調整，但仍無法完全適應日新月異的建筑市場需求，廣大設計人員工作中遇到的疑難問題似有增多的趨勢。

其實，出現這種現象并不奇怪。因為“規范永遠是滯后于現實的”。建筑業的迅猛發展，提出了越來越多的現實問題，其中的許多問題現行規范中并未提到，許多疑問在工作中也未得到很好地解決。

1.建筑防排煙設計疑難問題解析

1.1中庭排煙問題

所謂中庭，就是指三層或三層以上、且短邊不小于6米的大容積空間。建筑設計中采用的中庭，不僅增加了建筑空間的魅力，同時也增大了火災的危險性。與普通建筑相比，中庭建筑具有火災荷載大、人員密集，內部功能復雜等特點，尤其是它具有一個或者多個豎直方向上連續貫通數層的封頂大型空間。研究發現：火災時，即使中庭沒有明顯的火煙傳播，也會有大量高溫毒氣迅速擴散，充滿整個空間并向整幢建筑物蔓延。可見，火災時中庭排煙的成功與否至關重要。因此，規范規定：對于高層建筑，超過12米的中庭需采用機械排煙，排煙風機設于中庭頂部。而對于多層建筑，《低規》并未將中庭高度作為機械排煙的充分條件。也就是說：無論中庭高度是否超過12米，只要可開啟的天窗或高側窗的面積不小于中庭地面面積的5%即可滿足自然排煙要求。需要補充說明的一點是：根據所發生的中庭火災實例和我國現在的經濟狀況及管理水平，結合自然排煙的特點，《低規》對中庭應設置機械排煙的高度并未限制在12m。但因自然排煙受熱壓和密閉性等因素的影響，有條件時，雖具備自然排煙條件也宜采用機械排煙設施。這一點應引起設計人員的注意。

1.2防煙樓梯間自然排煙問題

多年以來，設計人員，尤其是建筑師們都知道有這樣一條規定：除建筑高度超過50米的一類公共建筑和超過100米的居住建筑外，靠外墻的防煙樓梯間，只要每五層內可開啟外窗的總面積不小于2.0m2即可滿足自然排煙要求，不必考慮加壓送風井道。因此，滿足自然排煙要求似乎并非難事。其實，這里還有一個限定條件：且頂層可開啟外窗面積不宜小于0.8m2。這樣限定的目的就在于：火災時由于煙囪效應的影響，未設置機械加壓送風的防煙樓梯間內的煙氣迅速沿樓梯間上升。如果該樓梯的頂層沒有開設外窗或外窗面積過小，雖然沿途的外窗會排走一部分的煙氣，但由于煙氣的上升速度可達4m/s以上，則大量的煙氣仍會迅速聚集在頂層及上部的防煙樓梯間，將嚴重影響人員的逃生，疏散。因此，采用自然排煙的防煙樓梯間，其頂層一定要有可開啟外窗，且開窗面積還應滿足規范要求，這也是設計師們不應忽視的問題。

1.3自然排煙口及自動排煙窗的設置問題

（1）規范規定：自然排煙口應設置在排煙區域的頂部或外墻上。當設置在外墻上時，自然排煙口底標高不應低于室內凈高的1/2，并應有方便開啟的裝置。

對于這條規定本人認為應這樣理解：火災時的自然排煙高度不宜低于人體的呼吸區域，否則會影響人員的疏散速度，延遲逃生時間。一般來說，需要設置自然排煙口排煙的大多是層高較高的商場，劇院等公共建筑（居住建筑一般都有大面積的可開啟外窗），其吊頂下空間一般都會在3.5米以上，凈高的1/2不會低于1.7米。排煙口設于此高度之上即可高于人體的呼吸區域，利于火災時的逃生。

（2）設置在外墻上的自動排煙窗，其排煙面積按下列要求確定：

a. 當開窗角度大于70度時，其排煙面積FP可按窗的面積FC計算；

b. 當開窗角度小于70度時，其排煙面積近似按FP=FC.sina計算。

長期以來，利用火災時手動或自動開啟排煙窗的方式來滿足消防要求是一種便捷，經濟的解決方式。可是，很少有人能夠說清楚排煙窗開啟角度與排煙面積的相互關系。這條規定很清晰地告訴我們一個邏輯關系：排煙窗的排煙面積與它的開啟角度的正弦值成正比。我們都知道，工程實踐是一門應用科學。雖然sin900=1，理論開啟角度900，排煙窗排煙面積最大。而實際工程中成水平開啟的排煙窗很難實現，并無實用價值或實現成本過高。而sin700=0.94， 700的開啟角度在工程中卻不難達到，計算值約6%的面積誤差在實際工程中完全可以因總面積的計算值需達到地面面積2%的富裕量而補足。這條規范的提出，定量的解決了實際工程中的模糊取值，既是設計人員的計算依據，也消除了消防監督部門對日后火災時排煙效果的疑慮。舉個實例說明：我院正在設計的世紀東方商業廣場項目，由于其內街改為有頂步行街，消防進行性能化防火設計時，消防審批部門再三強調采用的電動排煙窗按全部開啟計算的先決條件是：開啟角度必須為700，否則自然排煙面積無法滿足規范要求。

1.4地下層的樓梯間機械加壓送風的取舍問題

《低規》修訂稿規定：當建筑的地下部分為三層或三層以上，或當地下最底層室內地坪與室外出入口地面高差大于10m時，設置的防煙樓梯間應采用機械加壓送風方式。當地下為一到兩層，且地下最底層地坪與室外出入口地面高差不大于10m時，所設置的封閉樓梯間在首層有直接開向室外的門或有不小于1.2m2的可開啟外窗時，其樓梯間可不采用機械加壓送風方式。

通過規范我們可得出這樣的結論：機械加壓送風的設置與否取決于樓梯間的定性。凡是定性為防煙樓梯的地下樓梯間，只要滿足規范限制條件時就必須設置機械加壓送風，反之亦然。

另外，規范修訂稿所指的“建筑”，并未說明是“公共建筑”還是“居住建筑”，按理說應適用于所有建筑。但浙江省“建設發【2007】36號”文件有著與其相關的，類似的規定，所指建筑物卻是“居住建筑”。個人認為：若規范未加說明，還是適用于“居住建筑”為宜。

2.結束語

對于規范的理解，仁者見仁，智者見智，然而一個“安全、經濟”的設計始終是我們追求的目標。以上對于規范的解析與探討，希望能夠起到拋磚引玉的作用。及時的規范培訓可以加深我們對規范的理解和把握，錯過機會就是錯過一次提高的過程。

有人說，消防設計是一門學問，看似簡單，其實責任重大。一個好的防排煙設計，初期火災現場的煙氣濃度會降低80%以上。眾所周知，一場災難性的事故，火災現場毒煙熏死的人員要遠遠大于直接死亡的人數，這是不爭的事實。我國的現行消防規范，無論從發展歷史還是實施周期來看，均與美國，日本，德國等發達國家存在較大的差距，符合我國國情的規范還在探索中，這就是為什么規范總是滯后于實際工程的真正原因。隨著國民經濟的飛速發展，越來越多的高層建筑，復雜建筑會更多的展現在我們面前。作為建筑行業的一分子，我們有責任，也有義務更多的了解規范，解析規范，以便更好的為本行業服務，更好的為建設方服務。