某復雜空間排煙系統設計

宋晉 虞杰 張智信 肖龍洋 姜淏予

1 浙江工業大學工程設計集團有限公司

2 杭州電子科技大學自動化學院

目前公共建筑有較多大空間建筑的形態設計[1]。GB51251-2017《建筑防煙排煙系統技術標準》[2（]以下簡稱《防排煙標準》）實 施前，暖 通設計師關于防排煙設計主要參考建筑設計防火規范（GB 50016-2006）及 高層民用建筑設計防火規范（GB 50045-95），相 關計算與現行規范差異較大[3-6]，關 于復雜空間案例的防排煙設計的介紹較少，本 文將結合威寧某中學項目中的行政樓與圖書館作為工程實例，詳 細介紹該工程中的典型復雜空間建筑的防排煙設計方案，介 紹在保證建筑設計方案不變情況下，如何有效設計防排煙系統。圖 1為學校整體鳥瞰圖。

圖1 學校整體鳥瞰圖

1 行政樓防排煙系統

1.1 建筑簡介

行政樓占地面積8598.56 m2，見 圖2，內 部設有舞臺及池座，兩 空間高度不同且池座中的座位沿舞臺至后側高度逐漸升高，即 凈高逐漸減小，由 15.4 m 過渡至4.8 m。行政樓北側為門廳與休息廳，門 廳局部跨越兩層。行政樓西側有一通高空間走道，見 圖 3，走 道為實現建筑空間的視線跨越與延展，每層未設樓板隔斷，見 圖4。舞 臺南側還有休息廳、服 裝間、道 具存放處等輔助用房間，空 間結構非常復雜。

圖2 行政樓平面圖

圖3 行政樓側面通高走道模型

圖4 行政樓側面通高走道內部

1.2 防煙分區劃分

對于該建筑，將門廳處的多層空間逐塊分隔，其中 2 層與 3 層共用煙道引至建筑最高處進行機械排煙。門廳另外用煙道引至建筑最高處進行機械排煙。

將舞臺與池座分別作為獨立防煙分區進行機械排煙，其中池座按照最高處座位來計算清晰高度，按照整體空間計算機械排煙量。

所有排煙風機均設于建筑東側外部樓梯上部，不影響整體建筑造型。

行政樓側面走道主要為觀賞用，盡 管也為高大空間，但 由于敞開口面積較多，且 不是疏散用走道，故 按照高大空間自然排煙對其進行設計。

1.3 排煙設計

根據《防排煙標準》[2]，最 小清晰高度應該按下式計算：

式中：Hq為最小清晰高度；H'對于單層空間，取 排煙空間的建筑凈高度，對 于多層空間，則 取最高疏散樓層的層高。

儲煙倉高度當采用自然排煙方式時，儲 煙倉的厚度不應小于空間凈高的20%，且 不應小于500 mm。當采用機械排煙方式時，不應小于空間凈高的 10%，且不應小于 500 mm。同時儲煙倉底部應高于最小清晰高度。

根據《防排煙標準》[2]，排 煙量計算應符合下列規定：建 筑空間的凈高小于或等于 6 m 的場所，其 排煙量則應該按不小于 60 m3/ (h·m2) 計算，且 取值不小于15000 m3，或 設置有效面積不小于該房間建筑面積2%的自然排煙口。凈高大于6 m 的場所其每個防煙分區排煙量應根據場所內的熱釋放速率及標準規定的計算方法計算確定，且 不小于采用查表線性插值法計算所得的數值。

經計算結果如表1。

表1 行政樓排煙系統設計風量

2-5 及3-5 均為休息廳空間，且 排煙量不大，故 考慮合并為同一排煙系統，根 據《防排煙標準》[7]，當 一個排煙系統擔負多個防煙分區排煙時，對 于建筑空間凈高為 6 m 及以下的場所，應 按同一防火分區中任意兩個相鄰防煙分區的排煙量之和的最大值進行計算。

門廳處由于空間多層交錯，筆 者設計時考慮下層空間煙氣不能影響上部空間，在設計防煙分區1-4 儲煙倉時綜合考慮 1-4 及 2-5 兩空間的儲煙倉要求高度，并 充分考慮兩空間之間擋煙垂壁對于無火災情況時人視線的遮擋，最 終確定了擋煙垂壁為1.5 m。圖5為門廳處防煙分區劃分與排煙設計。

圖5 門廳處防煙分區劃分與排煙設計

舞臺與池座之間存在建筑墻作為擋煙垂壁，不 再另設。舞臺最小清晰高度按照大空間的凈高及最高層座位的實際凈高計算得到的最小清晰高度取最高考慮，保 證儲煙倉的底高度高于最高座位處人的最小清晰高度要求。圖 6 為舞臺池座排煙設計。

圖6 舞臺池座排煙設計

所有排煙機房置于整體建筑東側外廊樓梯的上部，位 于建筑最高處且不影響建筑整體設計。補風機房設于建筑西北角及西南角，其 中西北角補風機房西側為樓梯，北 側為外廊，東 側為聲控室，南 側為池座空間，均 不能夠進行補風，為 此將此補風機房頂部抬高至高于池座頂板，從上部取室外空氣進行補風。圖7為排煙機房及補風機房設計。

圖7 機房設計

建筑西側大空間走廊，由 于其并未做疏散用，故 將在走廊與主體建筑所有聯通的地方均使用玻璃門進行分隔，保 證空間的獨立。

此走廊上下并無樓板分隔，煙氣能夠從1 層直通4 層至上部排出。此走廊兩端均無遮擋，西側為裝飾墻，開 口較少。東 側在內部庭院部分每層均有開口。頂 部部分有開口，部 分封閉，為 滿足排煙要求，在 4 層樓梯處將東側墻取消。圖8 為通高走道煙氣流動示意。

圖8 通高走道煙氣流動示意

此通高走廊若算作多層空間，然 而各層之間并無隔板分隔。若算作中庭，然 而上部空間能夠有人站立。若算作走道，并 非是單層走道，每 層煙氣能夠互通，故 此空間定義較難，且 此類通高空間在《防排煙標準》[2]中并無明確定義，筆 者在設計中按照走廊、中 庭、其 他建筑對此空間進行分別計算后取大值來保證設計的準確性。

此走道面積為344 m2，凈 高19.5 m，最 小清晰高度3.55 m。

根據相同的條件，采 用不同空間的計算方法來計算自然排煙口面積，計 算結果如表2 所示。

表2 通高走道排煙系統設計

根據以上計算結果，取 自然排煙口面積為116.39 m2，在 不影響建筑造型的情況下，在 走道的東側加開排煙口，保 證此空間的自然排煙。

3 結語

《防排煙標準》[2]實施后，與 舊規相比，防 排煙設計有較大變化，在 許多細節計算上都有要求，有 利于設計出更加合理的防排煙施工方案，對 有效減少火災引起的危害有指導意義。

但暖通設計師在實際設計中，相 較于舊規會遇到較多難以確定的問題。尤其在公共建筑中，復 雜空間是經常采用建筑設計方法，本 文借助工程實例，基 于現行防排煙規范，對 某中學建筑的復雜空間的防排煙設計進行了詳細介紹。