基于新規范地下走道排煙系統設計的幾點思考

賈祥欽 劉乃玲 魯錦川 李文娟

1 河南博維建筑規劃設計有限公司

2 山東建筑大學熱能工程學院

3 河南省城鄉建筑設計院有限公司

4 河南甲元建筑設計有限公司

《建筑防煙排煙系統技術標準》GB51251-2017（以下簡稱《標準》）于2018 年08 月01 日實施，之前地下走道（本文只考慮住宅地下儲藏間）的排煙系統設計依據主要有《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95（2005）版，《建筑設計防火規范》以下簡稱《建規》），《人民防空工程設計防火規范》等。在《標準》實施之前，走道排煙系統設計基本參考上述規范，其排煙系統上大同小異。《標準》是目前國內第一部建筑防排煙專用標準（除地方標準外），《標準》內容豐富，從術語、系統設計、系統控制、系統施工、系統調試等方面做了規定。由于個人對規范相關條文理解不同，工程實踐走道排煙系統的設計存在較大的差異。通過對目前幾個常見的走道排煙系統分析，從系統的幾個方面及對規范條文的疑問展開討論，提出若干不成熟的看法或建議。

1 常見的排煙系統

地下走道排煙系統設計時，首先了解其相關設計依據，《建筑設計防火規范》（2018 版）條文8.5.3 要求建筑內長度大于20 m 的疏散走道應設排煙設施[1]。走道是火災發生時聯系著火房間與豎向疏散通道的重要通道。另外，地下室相對于地上通風、采光條件差，疏散困難，其排煙設計至關重要。《建筑設計防火規范》第8.5.4 條規定地下室建筑面積大于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。工程設計中常見的地下走道長度都超過了20 m，同時地下建筑面積大于200 m2，但大多數每個儲藏間面積小于50 m2，所以地下走道或者地下室需要設計排煙設施。

走道內一般無可燃物，其煙氣主要來自于發生火災的房間，規范要求對走道設計排煙設施，是為了給人員疏散提供一個安全的疏散通道。既然火災煙氣主要在儲藏室，那么排煙設施應考慮房間排煙。對于需要設置機械排煙的房間，當其面積小于50 m2時，可以通過疏散走道進行排煙[2]，其原因《標準》條文說明也作了詳細的闡述。

基于以上分析了地下走道及房間的火災機理，走道排煙設計系統目前出現了幾種常見的做法（詳見圖1～4 所示），現對這些排煙系統分析要點，找到不足之處，加以改善，使走道排煙系統更近合理、安全、經濟。

圖1 走道排煙系統1

圖2 走道排煙系統2

需要說明的是：圖1～4 排煙系統，本文對系統的表示做了簡要處理，但未改變原設計意圖，閥門編號對應的名稱是原設計系統的命名，部分風口、風管規格沒有表示。

圖3 走道排煙系統3

圖4 走道排煙系統4

2 排風、煙系統合用

圖1～4 排煙系統，都采用了平時排風、排煙系統合用，不僅能節省投資，還可以避免排煙風機如單獨設置造成的長期閑置，存在故障而不能及時發現。然而對于排風、煙合用系統，有些設計人員提出，排風、煙合用系統符合《標準》第4.4.5 條，即排煙風機及排風風機合用風機房，機房內需增設自動噴水滅火系統。

其實，從《標準》第4.4.5 條文解釋中，不難發現規范要求宜設置專用排煙機房，主要是為排煙風機的電機散熱提供較大的空間，避免因為合用風機房其他通風空調風機占用太多空間，不便于電機散熱。圖1～4排風、煙合用系統，風機房內只有一臺排煙風機，也可以看做專用排煙風機房，故無需再增設噴淋系統。

3 防煙分區劃分

《建規》表5.3.1 規定地下或半地下室防火分區最大允許面積為500 m2，當設置自動滅火系統時，其面積可增大1.0 倍。防煙分區是在防火分區的基礎劃分的，設置防煙分區的目的是將煙氣控制在著火區所在空間范圍內，并限制煙氣向其他防煙分區蔓延。《標準》第4.2.4 條對防煙分區也作了闡述，防煙分區過大或過小都不利于煙氣的控制，面積過大（或長邊過長）煙氣水平射流過程中會誘導卷吸周圍大量冷空氣，使得煙氣過早下沉，不利于對煙氣的控制，也會影響機械排煙效果。如果防煙分區面積劃分過小，會使發生著火區域儲煙倉儲煙能力變弱，使煙氣過早蔓延至相鄰防煙分區，結果同樣對人員安全疏散造成不好的影響。

《標準》第4.2 章節對防煙分區的劃分作了較詳細的規定，要求劃分防煙分區不僅僅像《標準》實施以前一樣，主要考慮面積指標不超過規范要求即可。如今《標準》要求防煙分區劃分要同時考慮空間凈高，長邊最大允許長度，及儲煙倉厚度等，這些參數一定程度上大大提高了設計人員的能動性。

大部分地下儲藏室空間凈高H≤3.0 m，根據《標準》表4.2.4，當走道寬度大于2.5 m 時，防煙分區長邊最大長度為24 m，這點特別需要設計人員注意。地下儲藏室走道寬度大于2.5 m 并不多見，但有時建筑專業在布置時會遇見走道與入口大堂的合并，造成走道局部寬度大于2.5 m。針對上述情況，目前浙江省發布了《＜浙江省消防技術規范難點問題操作技術指南＞建筑防煙排煙系統補充技術要求》文件，文件第20 條對防煙分區長度做了更細的規定。考慮到文件適用區域，目前在其它區域的工程設計中，建議在走道防煙分區長邊最大長度還是執行《標準》表4.2.4 的要求。

設計人員往往考慮到風管規格較大，如果向外延伸較多，會出現各專業管線重疊，造成走道凈高不滿足要求。結果造成圖3 所示：排煙系統3 防煙分區面積的布置大小不均，防煙分區1 面積過小，防煙分區2 面積過大。然而，防煙分區1 區域發生火災的幾率較小，而作為一個防煙分區面積又較小，儲煙能力弱，真正發生火災時而不能發揮應有的作用。為避免發生上述情況，各專業設計負責人可在初步設計階段，理清各專業管線路由，一定程度上可避免嚴重交叉，在實際工程設計中已得到印證。

4 排煙量計算

計算防煙分區排煙量，首先計算防煙分區面積，對于地下走道防煙分區面積的計算上，近些年一直爭議較大[3]，常有以下幾種處理方法：

1）按走道面積及與其連接的最大房間面積之和。

2）按走道面積及與其連接的最大未設防火門的房間面積之和。

3）按走道面積及與其連接的所有房間面積之和。

對于方法2，實際工程中曾見過地下儲藏室房間門均為防火門，此做法可能是為了使得走道面積減小，計算排煙量小，從而減小風機，風管和風口規格。排煙設計時往往根據單點火災機理，建議采用方法1 計算防煙分區面積。通過分析排煙系統1-4，計算排煙量時仍部分沿用以往的計算思路，用走道防煙分區面積乘以60 m3/h 所得數值與15000 m3/h（凈高≤6.0 m）比較取大值。

《標準》第4.4.12 及4.6.3 條已明確當僅在走道設置排煙口時，走道排煙量可按13000 m3/h 直接取值。對于排煙系統3 劃分了兩個防煙分區，系統計算排煙量可按兩個防煙分區排煙之和計算，取26000 m3/h。目前這種計算方法，可能考慮到消防設計要偏于安全可靠，在工程實踐中還不常見。

5 防火閥及排煙口

目前常用防火閥基本分類主要依據來自《建筑設計防火規范》，《建筑通風和排煙系統用防火閥門》（以下簡稱《防火閥門》）及圖集《建筑防排煙系統設計和設備附件選用與安裝》（以下簡稱《附件選用與安裝》）。《建筑設計防火規范》表18 對防火閥及排煙防火閥進行了基本分類并詳細介紹了閥門的用途。

防火閥門從用途上可分為：防火類，防煙類，排煙類。從功能可劃分為：防火閥（具有溫度熔斷功能），防煙防火閥（具有靠感煙火災探測器控制動作及溫度熔斷功能），防火調節閥（具有溫度熔斷功能及無級調節）。防煙類閥門常用于防煙樓梯間前室或合用前室內的加壓送風口。排煙類閥門根據使用位置劃分為：排煙閥（用于排煙系統風管上），排煙防火閥（排煙風機吸入口或排煙支管上），排煙口（用于排煙房間內）。

然而《防火閥門》把防火閥門僅分成了三類：1）防火閥；2）排煙防火閥；3）排煙閥；接著表1 和表2 從閥門控制方式及功能上對防火閥門進行了較為詳細說明，工程實踐中可根據這些功能及控制方式進行組合，選擇合適的閥門使其滿足使用要求即可。《防火閥門》定義簡單明了，從定義中可以看出只有防火閥和排煙防火閥具有溫感器，且平時呈開啟狀態。排煙閥常安裝在排煙系統端部（煙氣吸入口），并指出排煙閥經過裝飾處理后就成為工程上常見的排煙口。《防火閥門》表1 特別注明排煙閥無溫感器控制裝置，規范第6.5條和第7.6 實驗方法也證明了這一點，實驗方法僅介紹了防火閥及排煙防火閥的溫感器。從而可知工程設計中常用的排煙口其實不具備280 ℃熔斷關閉功能，排煙口還應具備手動和電動開啟功能。《附件選用與安裝》明示排煙口及板式排煙口無溫感器控制裝置，但同時又介紹了多葉排煙口及遠控多葉排煙口，其具有溫感器控制裝置，讓人不得其解。《附件選用與安裝》中帶溫感器的多葉排煙口，可以用排煙口+排煙防火組合代替，既符合規范要求，工程實踐中也不難實現。

現分析圖中4 個排煙系統所用的防火閥門有：1）排煙防火閥；2）防煙防火調節閥；3）280 ℃防煙防火閥；4）防煙防火閥。

圖1 系統排煙支管上設置有常閉多葉排煙口（但設計人員同時備注其具有280 ℃熔斷功能），同時在支管上又設置排煙防火閥，應屬于重復設置閥門。平時排風支路設防煙防火調節閥，設計計算時排風口規格已符合風機排風量要求，其實無調節風量需要，設置防煙防火閥即可。

圖2 為排風、煙合用一個系統，排風口兼并火災時排煙口。該系統未滿足《標準》5.2.2 條及5.2.3 條要求。考慮到使用實際情況，地下室排風機日常很少開啟運行，一旦發生火災，該系統就喪失了排煙口應具有的火災報警系統自動開啟及連鎖開啟排煙風機和補風機的功能。相關的條文說明對此也有介紹：設置消防控制室的汽車庫排煙系統應用聯動控制的排煙口或排煙風機[4]，該條文雖然是針對汽車庫防火排煙，但地下儲藏室排煙系統設計時也可借鑒。

圖3 系統排煙機房隔墻處設置有防煙防火閥，風機入口立風管上設排煙防火閥（具有與排煙風機連鎖功能）。此排煙系統首先機房隔墻處的防煙防火閥設置不妥，因為防煙防火閥動作溫度為70 ℃，如系統正在排煙，火災前期煙氣溫度常常會高于70 ℃，煙氣溫度還未至280 ℃防煙防火閥已關閉，排煙系統無法運行，從而影響疏散。對于圖3 系統建議排煙機房隔墻處設排煙防火閥（與排煙風機連鎖），取消風機入口立風管上的排煙防火閥。另外，工程設計制圖中應注明排煙閥或排煙口手動開啟裝置的位置。

對于排煙口《標準》第4.6.14 規定了單個排煙口最大允許排煙量，其出發點與《高層民用建筑設計防火規范》規定的排煙口最大風速為10 m/s 一樣，都是為了避免排煙口排煙時由于吸入煙量過大出現空洞，造成煙氣底部的新鮮冷空氣被吸入，降低實際排煙量。為減少工程設計計算工作量，《標準》附錄B 列舉了常規的單個排煙口最大允許排煙量，可根據實際工程需要，直接查表即可。應用附錄B 表格時需注意，表格中“-”的意思是對于凈高≤3.0 m 的場合，最小清晰高度不宜小于2.0 m。凈高≥6.0 m 的場合，設計煙層厚度不應小于凈高的10%。

地下儲藏室走道一個防煙分區排煙量如按13000 m3/h，凈高按H=2.9 m，查附錄B，單個排煙口最大排煙量約為2400 m3/h，需6 個排煙口。但規范并未對每個排煙口的距離做出要求，以至于出現圖4 排煙系統，四個排煙口邊緣間距較小。假設極端條件下，四個排煙口之間間距為0，該情況下可把四個排煙口看作一個整體，這樣又回到了一個排煙口最大允許排煙量的問題。針對此種情況，有些地方部門出臺了相關的解釋及規定。排煙口之間的間距可參考2019 年04月浙江省消防救援總隊與浙江省住房和城鄉建設廳聯合下發的應急浙消[2019]72 號文件，其相關條文要求：一個防煙分區內機械排煙口邊緣最小距離Smin應滿足：

式中：Smin為排煙口邊緣最小距離，m；Ve為一個排煙口的排煙量，m3/s。

6 結論

地下儲藏室走道排煙與排風合用系統，如果排風機房內僅有一臺風機，不應算作合用風機房，機房內無需因此增設自動噴水滅火系統。劃分防煙分區應根據《標準》表4.2.4 的要求，合理均勻劃分防煙分區，不應使得防煙分區過小或過大。計算排煙量可根據《標準》第4.4.12 及4.6.3.4 條直接選取。常用的排煙閥及排煙口沒有溫感器控制裝置，如需要求具有防火功能時，可使用排煙閥（排煙口）和排煙防火閥進行組合。選取排煙口規格及數量時，應計算或者根據《標準》附錄B 得出單個排煙口最大允許排煙量，同時應考慮排煙口邊緣之間的距離。