地下建筑防排煙系統設置問題探討

劉文輝

(鞍山市消防支隊，遼寧 鞍山　114000)

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地下建筑防排煙系統設置問題探討

劉文輝

(鞍山市消防支隊，遼寧 鞍山114000)

隨著我國城鎮化進程的快速發展，地下商場及車庫等地下建筑大量涌現。地下建筑形式和結構特殊，一旦發生火災后果嚴重，有效設置防排煙系統意義重大。結合實際對地下建筑防排煙系統常見問題進行了歸納、匯總，探討了地下建筑防排煙系統設置的技術措施及新型防排煙技術的應用，以切實發揮地下建筑防排煙設施的功效。

地下建筑；防排煙系統；人員疏散

目前我國具有地下空間的建筑工程的數量逐年增多，經不完全統計，我國地下有效利用空間已經達到1 000萬平方米，其中主要使用功能是餐飲、商業街、車庫、地鐵或者旅館等。地下建筑一旦著火，很容易發展成重特大火災事故,為此筆者試對地下建筑防排煙系統的設置問題進行探討。

一、地下建筑火災的特殊性

(一)結構的特殊性

地下建筑結構的特殊性是指其形式具有多樣性，主要有矩形、帶形、環形以及條形，其結構采用現澆鋼筋混凝土結構。多數地下建筑為條形，簡單地說就是中間部分為人行通道，兩側為商業店鋪等區域，其凈高一般控制在3 m左右,同時在地下建筑周邊設有多個敞開式出入口與地面連通。此外，地下建筑還具有封閉性，這是由于地下與地上一般都是通過樓梯或者天井進行聯系。

(二)火災的特殊性

1.煙氣危害大

地下建筑一旦發生火災，由于局部存在陰燃狀況，發煙量大；空間有限，排煙困難；出口冷空氣的卷吸，導致煙氣濃度大。另外，地下建筑發生火災后，由于空間封閉，會發生缺氧現象，造成可燃物不完全燃燒，產生大量的一氧化碳。再加上地下建筑后期裝修中，大量使用高分子材料，火災時這些材料極易產生有毒氣體，導致火場有毒氣體濃度大。

2.極易出現轟燃現象

地下建筑具有封閉性，與地上外部聯系的通道較少，排熱能力較差，導致發生火災后，熱煙氣很難及時排出，熱量不斷增加聚集，導致地下建筑出現轟燃現象，且轟燃發生的時間比地上建筑早些。

3.人員疏散困難

地下建筑發生火災后，人員疏散困難，主要原因：一是人員逃生路線較長，逃生出口較少；二是地下建筑采用人工照明，在發生火災時，照明電源會被切斷，這時只能依靠疏散指示標志和事故照明，照度低影響人員的疏散能力；三是煙氣濃度大，現場能見度低，阻礙了人員逃生的視線；四是有毒煙氣濃度大，會導致人員中毒，影響行動能力；五是大量煙氣的產生，燃燒對氧氣的消耗，致使現場氧氣濃度降低，造成人員缺氧疏散能力下降；六是現場人員不熟悉環境，會出現擁擠等混亂現象，造成疏散緩慢[1]。

二、地下建筑防排煙系統存在的問題

對既有防排煙系統的檢測結果表明：絕大多數現有地下建筑的防排煙系統都存在著排煙量不足、機械送風系統的余壓值與規范要求相比不足、風口的布置不符合規范要求、閥門自動啟閉不能實現等諸多問題[2]。究其原因，在方案設計階段設計者就存在著不能聯系實際、對國家規范理解生硬、片面地參考規范中的某些條文和表格，而未考慮到具體工程中的實際情況；對于施工單位，施工技術水平不高，很難嚴格按照設計圖紙和相關圖集施工，風機的選用與設計選型相差較大，施工過程管理不嚴格導致風機的箱體變形嚴重、風道表面的粗糙度不符合規范要求、風管截面的凈面積達不到設計要求、選用的防火閥門沒有經過國家相關部門的認證等現象，加之監理單位不認真負責，很可能導致防排煙系統不能充分發揮其作用；在運營方面，未能提高管理人員的操作能力，沒有定期維護保養，未做好隨時應對火災的準備工作[3]。因此，應加強對設計、施工和運營人員的管理和培訓，從設計、施工、管理運營等各個階段提高防排煙系統的可靠性，為防排煙系統在火災發生時高效、穩定地發揮作用提供可靠的保障。

三、地下建筑防排煙系統的設置

(一)一般要求

對于地下建筑防排煙系統的設置問題，《建筑設計防火規范》[4](GB 50016—2014，以下簡稱《建規》)規定，當地下建筑(室)總面積大于200 m2或一個房間建筑面積大于50 m2，且經常有人停留或可燃物較多時，應設置排煙設施。一般地下建筑防排煙系統主要包括機械送風、自然排風以及機械排煙等設施。同時，地下建筑要控制或禁止使用可燃裝飾材料，對防火防煙分區進行有效的劃分，控制和阻止地下建筑煙氣的排放或擴散。

(二)防排煙形式的選擇

防排煙形式的科學選擇對于地下建筑尤為重要，地下建筑應該選擇合理的、科學的防排煙形式。從目前我國地下建筑防排煙系統設置來看，其排煙系統獨立設置應用的較為廣泛[5]。該獨立設置有所欠缺的是其占用空間較大，資金使用量比較大，同時后期維護費用也較高。隨著我國節能環保理念的推廣，在地下建筑防排煙系統設置中，通過不斷研究和創新，產生了一種雙速風機。雙速風機不僅節約空間，還降低了成本，使風管和風機都得到了有效使用。雙速風機的優點就是當地下建筑未發生火災時，雙速風機低速運轉進行排風換氣，當發生火災時，即高速運轉進行機械排煙。

(三)排煙量及送風量的計算

實踐表明，目前機械排煙系統存在不同程度的問題，例如排煙量及送風量的設計未滿足規范要求。這些問題的存在，主要是由于在地下建筑的設計過程中，相關人員未對其進行實地考察和全方位考慮；在施工中，混凝土風道內表面的粗糙程度不符合要求等[6]。這些問題的出現導致防排煙系統的風量及風速不能滿足規范要求。對于防排煙系統的設計，應結合地下建筑實際，對排煙量及送風量進行科學計算。通常情況下，如果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-1計算，擔負一個防煙分區或凈空高度大于6 m不劃防煙分區的房間排煙時，應按每平方米不小于60 m3·h-1計算，單臺風機最小排煙量不應小于7 200 m3·h-1。送(補)風量應不小于排煙量的50%。

(四)補風口與排煙口的設置

地下建筑密閉性較強，為了保證正常的排煙效果，應設置補風系統。補風口與排煙口的設置要點為：(1)補風口可設置在本防煙分區內，也可設置在同一防火分區的其他防煙分區內，當補風口與排煙口設置在同一防煙分區內時，補風口應設在儲煙倉下沿以下，且補風口應與儲煙倉、排煙口保持盡可能大的間距，這樣才不會擾動煙氣，也不會使冷熱氣流對撞，造成煙氣的混流；(2)補風口與排煙口水平距離不應小于5 m；(3)排煙口的大小不應簡單按連接風管的管徑確定，應當按有效通風面積計算確定；(4)對地下建筑送風、排煙豎井上的補風口、排煙口應標明尺寸和高度等。

(五)排煙風機房的設置

為保證防排煙風機在排煙工作條件下，能正常連續運行，防止風機直接被火焰威脅，就必須有一個安全的空間放置防排煙風機。防排煙風機房設置要點為：防排煙風機應設置在專用機房內，該房間應采用耐火極限不低于2.0 h的隔墻和1.5 h的樓板及甲級防火門與其他部位隔開。

(六)防火閥的設置

排煙防火閥一般用于排煙系統管路上面，通常平時處于關閉狀態，遇到火災時，通過報警聯動自動開啟。當排煙防火閥處的煙氣溫度達到280 ℃時其自動關閉。防火閥一般安裝于補風系統的管路上，自動開啟(并具備手動開啟的功能)。當防火閥處的氣體溫度達到70 ℃時，其會自動熔斷關閉。排煙防火閥或防火閥的設置要點為：(1)防火閥或排煙防火閥應按《建規》要求，靠近防火分隔處設置，“距墻表面不應大于200 mm”，上述風閥與防火分隔之間的風管應采取隔熱防火措施；(2)防火閥的設置應按《建規》的規定執行。

(七)地下地上共用樓梯間的防排煙措施

在地下建筑發生火災時，高溫有毒的煙氣在浮力作用下會通過樓梯間向上層蔓延，所以在建筑地上層和地下層相連的樓梯間應按要求使用防火門進行分隔，并根據規范要求設置相應的機械防排煙系統[7]。然而在設計實踐中，往往容易忽略防火門的影響，為避免風道進行疊加，地上和地下仍合用一套加壓送風系統，加壓送風口采用電動風口，但筆者認為一旦地下部分發生火災，煙火蔓延至地上部分時，對地上部分的人員疏散會造成很大威脅，因此對于防煙系統而言，為增強可靠性，地上和地下部分加壓送風量需要同時滿足要求，以免造成安全隱患。

(八)地下建筑某些特殊部位的防排煙問題

《建規》規定了設置排煙設施的要求，然而在實際工程中，設計人員往往沒有考慮《建規》的限定條件，只依據面積要求，設置了排煙設施，造成了浪費。針對這種問題，筆者認為，以下地下建筑應具體問題具體分析：(1)水泵房、變配電室(使用干式變壓器、少油或真空開關)或者發電機等房間中，其無人?？浚瑫r其使用的可燃物又較少，對于這類房間可不設置排煙系統；(2)對于溜冰館的冰場、游泳館的游泳池、射擊館的靶道區、保齡球館的球道區等，由于其面積不計入這些場館的防火分區面積內，所以無需對其設置排煙系統；(3)對于貴重設備室以及檔案庫和珍藏室，即發生火災損失嚴重的房間，由于設置了氣體滅火系統，可不設置機械排煙，但火災過后，需要對這些房間進行通風換氣。

四、新型防排煙措施的應用

隨著我國在地下建筑防排煙系統設置等問題上的不斷研究和創新，創造了一些新的防排煙措施，這些新措施與通風換氣的實質基本吻合，其主要是降低和減少火災現場一些毒煙或者煙氣濃度，為救援和人員疏散等開辟通道。新型防排煙措施一般包括物理型和化學型措施，其具體措施為：(1)物理型措施。所謂物理型措施就是采用靜電消煙裝置，對火災現場中帶電的煙粒子通過靜電場過程中實行定向轉移運動，使煙粒子聚集到電極上并對其進行消除。利用物理型措施主要是為了剔除火災現場中的帶電煙粒子，使火災現場煙氣濃度降低，提升現場的能見度，進而保證人員疏散。(2)化學型措施。所謂化學型措施就是利用消煙劑進行消煙，例如：惰性霧狀消煙劑、化學消煙劑等。利用消煙劑主要是針對地下建筑火災現場中一些有毒氣體，通過化學反應降低毒氣傷害性。

[1] 秦莉,熊洪.城市地下商業建筑防排煙系統現狀及存在問題[J].廣東土木與建筑,2002(6):33-35.

[2] 趙耀華,李思成,王偉,等.建筑防排煙系統常見問題探析[J].建筑科學,2012(S2):39-43.

[3] 肖娥.地下建筑防排煙系統設計常見問題及對策淺析[J].武警學院學報,2015,31(8):66-68.

[4] 中華人民共和國公安部.建筑設計防火規范：GB 50016—2014[S].北京：中國計劃出版社，2015.

[5] 陳長江.關于地下建筑防排煙系統設置問題的探討[C]//2012中國消防協會科學技術年會論文集(下).2012:4.

[6] 陸云.高層建筑防排煙系統常見問題及其對策探析[J].中國建筑金屬結構，2013(4下):183-184.

[7] 姚仁兵.地下建筑防排煙系統設置的探討[J].中國西部科技,2014(4):89-90.

(責任編輯李蕾)

On Setting up the Smoke Control System in Underground Buildings

LIU Wenhui

(AnshanMunicipalFireBrigade,LiaoningProvince114000,China)

With the continuous development of China’s urbanization, the demand for underground buildings, such as super underground shopping malls and underground garages grows rapidly. Due to the unique form and structure of the underground buildings, serious fire accidents occur easily. This paper analyzes specifically on how to set up an underground building smoke control system to improve the efficacy of underground smoke control system facilities.

underground buildings; smoke control system; personnel evacuation

2016-04-25

劉文輝(1967—)，男，遼寧沈陽人，高級工程師。

TU892

A

1008-2077(2016)08-0063-03