《建筑防煙排煙系統技術標準》對建筑設計的影響

諶偉

中國市政工程中南設計研究總院有限公司

0 引言

《建筑防煙排煙系統技術標準》GB51251-2017（以下簡稱《防排煙標準》）發布實施后，在暖通行業引起劇烈反響，防排煙系統的設計發生巨大變化的同時，對建筑專業的設計也產生了連鎖反應。樓梯間、走道、自然通風、固定窗等都影響著建筑的內部布置和立面效果。為了讓建筑專業的設計人員在設計過程中少走彎路，同時避免一些不必要的問題，筆者歸納了若干對民用建筑設計有影響的條文，并進行分析，提出建議。

1 防煙系統設計對建筑的影響

1.1 自然通風設施

《防排煙標準》第3.1.6 條：“當地下、半地下建筑（室）的封閉樓梯間不與地上樓梯間共用且地下僅為一層時，可不設置機械加壓送風系統，但首層應設置有效面積不小于1.2 m2的可開啟外窗或直通室外的疏散門[1]。”此條文要求對建筑的要求相對以往的做法是稍稍降低了。以往地下室直通室外的封閉樓梯間除了設置直通室外的疏散門外，還需設置2 m2的可開啟外窗來自然通風。《防排煙標準》針對地下僅為一層時，只用設置直通室外的疏散門即可，且開窗面積也降低了要求，緩解了建筑專業首層樓梯間難開窗的問題。

《防排煙標準》第3.2.1 條：“采用自然通風方式的封閉樓梯間、防煙樓梯間，應在最高部位設置面積不小于1.0 m2的可開啟外窗或開口[1]。”此條規范對建筑的要求稍有提高，做法有兩種，一種是在樓梯間側墻最高處開窗，另一種是在樓梯間的頂部樓板處開窗，如圖1 所示。前者對外立面稍有影響，后者對外立面雖無影響，但是對窗戶施工防水要求很高。建議優先考慮第一種做法，后期施工方便且使用效果也較好。

圖1 樓梯間剖面示意圖

1.2 機械加壓送風設施

《防排煙標準》第3.3.7 條：“機械加壓送風系統應采用管道送風，且不應采用土建風道[1]。”此條文要求對于建筑專業來說無疑是個大問題。根據《建筑防煙排煙系統技術標準》圖示15K606 可知，針對此條要求的做法是在土建風井中再設置金屬（非金屬）風管。風管的法蘭、抗震支吊架等所需的安裝空間，使建筑內部的土建風井面積比以往要大，特別是民用住宅項目的核心筒的設計，需要建筑專業設計人員預留更多的面積給風井，設計時建議優先考慮自然通風。

《防排煙標準》第3.3.11 條：“設置機械加壓送風系統的封閉樓梯間、防煙樓梯間，尚應在其頂部設置不小于1 m2的固定窗。靠外墻的防煙樓梯間，尚應在其外墻上每五層內設置總面積不小于2 m2的固定窗[1]。”此條文對建筑設計的影響很大，基本上建筑內的所有樓梯間，都必須有自然采光。杜絕了建筑內的“黑樓梯間”，即使設置了機械加壓送風系統也要在樓梯間頂部設置固定窗。這種做法是為了給滅火救援提供一個較好的條件，保障救援人員生命安全、不延誤滅火救援時機。

2 排煙系統設計對建筑的影響

排煙系統的設計主要圍繞著“儲煙倉”展開，掌握儲煙倉、清晰高度的定義，對建筑設計人員更好的理解并執行相關條文很重要。

儲煙倉（Smoke reservoir）：位于建筑空間頂部，由擋煙垂壁、梁或隔墻等形成的用于蓄積火災煙氣的空間。儲煙倉高度即設計煙層厚度[1]。

清晰高度（Clear height）：煙層下緣至室內地面的高度[1]。

2.1 自然排煙設施

《防排煙標準》第4.3.3.1 條：“當設置在外墻時，自然排煙窗（口）應在儲煙倉以內，但走道、室內空間凈高不大于3 m 的區域的自然排煙窗（口）可設置在室內凈高度1/2 以上[1]。”如圖2 所示。

圖2 自然排煙窗設置在儲煙倉以內

此條文對建筑外立面的窗戶布置影響很大。被廢止的《高層民用建筑設計防火規范》[2]GB50045-95 和《建筑設計防火規范》[3]GB50016-2006 中，對自然排煙口只有面積的要求，《防排煙標準》首次提出了對自然排煙口的高度要求。建筑設計中一般窗戶距地900 mm，窗戶的有效面積也是從900 mm 起計算的。而根據《防排煙標準》的要求，室內凈高不大于3 m 的區域，自然排煙口距地不小于室內凈高的1/2，即距地不大于1.5 m。室內凈高大于3 m 的區域，自然排煙口設置在儲煙倉以內，儲煙倉底部距地面的高度應大于最小清晰高度，最小清晰高度按下式計算：

式中：Hq為最小清晰高度，m；H’為排煙空間的建筑凈高度，m。

因此自然排煙口的計算距地高度至少在1.9 m 以上。按照條文要求設計時，大多數建筑內的房間難以設置足夠面積的自然排煙窗（口），以致無法自然排煙。若考慮自然排煙，同時保證立面效果，建筑專業需要設置比以往更多更密集的高窗，對建筑的節能設計要求也相應提高。

此條文還有一個有爭議的地方，走道的自然排煙口是否有3 m 凈高的限制。根據云南省有關《建筑防煙排煙系統技術標準》部分技術問題釋疑中的解釋，“室內凈高不大于3 m”是針對其他室內區域而言，對走道高度沒有限制。而很多暖通專業設計人員認為根據《防排煙標準》條文的字面意思，走道也需要考慮3 m 的高度限制。在此，筆者建議消防設計盡量從嚴，在官方釋疑出來之前，非云南省的項目，走道宜考慮3 m 的高度限制，避免后期審查驗收出現問題。

《防排煙標準》第4.6.3.3 條：“當公共建筑僅需在走道或回廊設置排煙時，其機械排煙量不應小于13000 m3/h，或在走道兩端（側）均設置面積不小于2 m2的自然排煙窗（口）且兩側自然排煙窗（口）的距離不應小于走道長度的2/3[1]。”如圖3 所示。

圖3 走道兩側設置自然排煙窗

規范對自然排煙窗（口）的間距要求也是首次提出。走道的寬度較窄，自然排煙窗（口）的面積，高度和間距要求，使走道較難滿足自然排煙要求，然而，設置機械排煙系統，又需要設置風機房和排煙井，占用建筑面積。需要設計人員詳細對比兩種做法的優劣來采取相應措施。

2.2 機械排煙設施

《防排煙標準》第4.4.7 條：“機械排煙系統應采用管道排煙，且不應采用土建風道[1]。”此條文與第3.3.11條類似，會導致建筑內部的土建排煙風井面積比以往更大，對于公共建筑和地下車庫等需要設置機械排煙系統的場所有較大影響。

《防排煙標準》第4.1.4 條：“下列地上建筑或部位，當設置機械排煙系統時，尚應按本標準第4.4.14 條～第4.4.16 條的要求在外墻或屋頂設置固定窗[1]：...”此條文對大型公共建筑（商業，展覽、娛樂、歌舞、放映、游藝等）、工業廠房（倉庫）的建筑設計影響很大。由于近幾年的多起火災案例中，僅靠機械排煙系統無法滿足火災的排煙排熱需求，為了更好地及時排出煙和熱，為消防隊員撲救提供較好的內攻條件，符合《防排煙標準》要求的大型公共建筑和工業廠房（倉庫）均要設置足夠面積的固定窗。此條文基本消滅了為滿足建筑的使用功能需求而存在的大量無窗房間。對于建筑方案的設計有著相當程度的限制，無論是建筑立面效果，還是建筑內部的功能房間布置，對于建筑專業設計人員來說都是一個極大的挑戰。

3 結語

《建筑防煙排煙系統技術標準》的發布與實施對于全專業都是一個里程碑。建筑防煙排煙系統的設計，不僅僅只關系到暖通專業設計的調整，對于建筑專業設計的影響也是深遠的。本文筆者通過分析《防排煙標準》中對自然排煙窗（口）、固定窗、防排煙風井等若干要求，提出了自己的見解和建議，希望建筑、暖通專業的設計人員能從此文中有所收獲，在實際的項目設計中更好的滿足規范要求。火災事故是現代社會危害較大，發生較頻繁的災害，作為設計人員，應該嚴格的遵守國家規范的要求，從源頭降低火災對人民的人生安全的危害，為人民提供一個安全、舒適、放心的生活空間。