淺談建筑暖通空調防排煙設計常見問題

陳子建

廣東省輕紡建筑設計院有限公司 廣東 廣州 510060

引言

暖通空調系統在現代人的生活中，甚至工作環境中都非常普及，可改善環境質量，滿足現代人需求。但隨著暖通空調系統的普及，其防排煙系統的問題暴露無遺，該問題對消防問題有比較嚴重的不利影響，因此為了避免這種影響，充分發揮暖通空調系統作用改善消防設施，有必要對系統防排煙設計進行研究，旨在了解當前系統防排煙設計問題，明確方向，再結合國家規范的要求解決問題，做好設計工作，最終實現保障其質量的目的。

1 暖通空調工程的基本內容和種類

暖通空調系統作為一個綜合性空調系統，可以通過在建筑行業中的應用，使建筑工程的檔次得到提高，并體現節能環保的理念，同時還可以使暖通空調系統得到有效的管理，保證工程質量。雖然暖通空調項目功能豐富，但內容相對復雜，因此，暖通空調項目的施工時間會比分體空調項目所用時間更長，施工難度也會更大，每一個空調系統都需要很長時間來完成并確保萬無一失，否則其他系統也將受到不同程度的影響。雖然我國空調系統種類繁多，但基本原理大致相同。其中最常見的類型主要有中央空調水系統、組合式多聯機冷媒系統、熱回收系統和冰蓄冷系統。在全空氣系統中，空調的加熱、加濕、冷卻、除濕都由空氣供應來滿足，所以，這種系統通常使用冷熱水作為介質來處理空調空間的冷熱負荷，以確保室內空氣環境質量，主要優點是能夠適應在多種類型建筑的空調要求，并能靈活地應用于空調系統的迭代更新中[1]。

2 建筑暖通空調工程中的防排煙相關概述

建筑暖通空調防煙排煙系統是建筑暖通工程的關鍵性內容，在設計過程中必須關注防排煙板塊，其又可以細分為排煙與防煙，前者利用機械排煙或自然排煙的方式使有煙區域的煙氣可以排放到建筑外部，一邊控制建筑內部向無煙區域蔓延，另一邊將有煙區域的煙氣排放到建筑外，大幅度控制建筑內部的含煙量，提高建筑排煙速度；后者是通過加壓送風或自然通風等方式，管控樓梯間、消防前室、避難間等疏散區域的正壓值，避免火災煙氣蔓延至疏散區域。在建筑發生火災后，必須保證建筑暖通空調防排煙系統可以正常運行，從而快速消除建筑中的煙霧，為建筑居民逃離事故發生地爭取時間。建筑在火災發生后電梯便會失去運行能力，居民利用樓梯逃生，因為逃生渠道單一且居民人數眾多，需要一段時間才能使建筑內居民完全逃離火災發生地。但是逃生時間延長會使建筑濃煙數量上漲，一旦建筑單位空間中的煙氣濃度達到一定含量，人們吸入相關氣體便會因窒息暈厥，這樣會使居民無法逃生。設計人員必須重視防排煙系統，保證暖通空調防排煙系統各項參數設置達到國家設計規范及相關部門要求，在建筑發生火災后可以正常使用，有效控制建筑內部煙霧濃度，為建筑居民逃離火災區域贏得寶貴的逃離時間[2]。

3 方案設計要統籌解決設計中的問題

3.1 可靠性與可行性

滿足大型建筑通風和供暖需求的能力是該項目應考慮的主要問題。所以，設計方案應符合國家和地方當局的有關要求及規范，同時也包括與環境保護有關的要求和規范。設計方案應滿足建筑工程其他相關方面（如，電力、天然氣、水、供暖等）的要求，特別是考慮到這些因素的不斷變化。由于項目設計的空調系統有溫度和濕度等參數，所以就需要更嚴格或更具體的規定，應當每年進行一次可行性分析，以保證其適應不同天氣。在不能使用標準設備的特殊情況下，應當對非標準設備制定詳細的參數要求，并對提出的參數要求保持合理可行。在評估工程項目的可行性時，需要考慮是否有足夠的條件進行設計，特別是在改造工程及面積過于有限的項目等情況。

3.2 調節性與操作性

氣象條件是空調系統容量和大型建筑物最不利的條件，在經濟分析中，必須考慮到具有良好調節性能，同時運行能耗低的系統的解決方案。此外，空調系統的易于管理和操作更多地取決于是否具備自動控制系統，必須根據實際情況和要求進行技術經濟比較來設計。自動控制空調系統可以減少系統管理員的工作數量和強度，并降低管理費用，一次性投資也會增加，對經營者的投資要求也相應增加。

3.3 規范性較差

因為防排煙設計事關重大，所以國家很早就對該項設計工作提出了嚴格的規范要求，且經過多年改進，當前規范要求相對完善。但現實情況來看，很多建筑的防排煙設計與現行規范要求有很多地方都有差距，說明設計規范性較差。以某建筑暖通空調系統防排煙設計為例，依照規范要求該建筑中除第一層以外的每層都應當有獨立的前室用于防煙，同時該建筑總高超過50m，理應配備機械加壓送風防煙系統提高防煙效果，但該建筑的前室不齊全，5層以下均不具備前室，同時所有樓層采用的排煙系統都是自然排煙系統，因此不符合規范。另外，規范性較差的問題具有多種形式，除了以上案例以外，還存在自然排煙與機械排煙系統不可靈活切換、排煙速度不符合實際要求、設備安全隱患等問題，故規范性較差問題應當引起人們的重視。

3.4 安全性問題

安全供暖、通風和空調系統的高度較高的建筑主要包括：易燃易爆、環境安全、防火安全、人員安全、關鍵設備運行安全、生產系統設備安全、空氣質量安全等。所以對改善供暖、通風和空調系統的安全，需要在技術設計、設備開發、運行管理、規范技術措施等許多領域進行改進是必要的。安全是首要重要因素，設計時要考慮建筑工程的通風系統和空調的易燃因素，比如，儲藏室、煤礦和易燃易爆的廠房，應當采取有效的技術措施和安全方案的防爆設計。易燃液體和氣體泄漏時必須考慮安全設計，在燃油和燃氣鍋爐房以外的報警和通風系統必須安裝可燃氣體檢測裝置。防火安全問題以及設備運行的安全問題主要是制冷系統安全，建筑暖通空調系統通常包括調節空調溫度和相對濕度、氣流濕度；調節冷凍泵的轉速，控制冷卻風扇和水泵的風機轉速；監視和控制條件流量，調節風量和調節水流，這些流量可以作為控制空調系統的流量，也可以作為系統優化的流量[3]。

4 建筑暖通防排煙施工技術及應用要點分析

4.1 做好現場勘察，強化規范審驗

為了確認暖通空調系統防排煙設計的適用規范，在正式展開設計之前需要進行現場勘察工作，該項工作是為了了解建筑的具體情況，以便選擇規范，勘察中需要注意的要點是樓層層高、建筑總高、建筑類型等。在了解了現場情況后，設計人員就應當嚴格依照規范展開設計工作，同時為了避免不規范現象發生，有必要在設計后進行檢驗，對照勘察報告與設計成果的測量數據可作出判斷，檢驗工作必須嚴格執行，不能出現漏檢等現象。具體內容如下：①參照建筑，建筑除第一層以外的每層都要設計消防前室，消防前室的高度要與樓層層高一致，其他設計要點為：第一，消防前室容人量必須大于本層所有住戶的人數總面積；第二，消防前室內部空間必須空曠，不可阻礙人員行動；第三，消防前室門縫要盡可能地小，確保防煙效果。②參照建筑總高，設計人員要排煙系統進行選型，選型同樣要符合規范。假設建筑總高低于50m的公共建筑或工業建筑，則可以選擇自然通風系統，該系統由多個自然通風窗口組成，無須設置機械防煙系統，自然通風即可滿足防煙要求，但如果超過50m，就必須設置機械防煙系統，利用加壓風機加壓送風。③參照建筑內部布局分隔，合理布置排煙窗口或繼續排煙口的位置，尤其是在疏散走道的區域，排煙口應當保持規范設計間距，盡可能設計最佳排煙效果。

4.2 自然排煙設計分析

自然排煙是指在火災發生時，僅以氣壓和浮力為驅動力，在不采取任何額外主動措施的情況下實現排煙的方法。為了使建筑物內的煙氣自然排出，必須設置相應的補風口和排煙口。排煙口可以單獨設置，也可以通過建筑物的窗戶的設置。按規范《建筑防煙排煙系統技術標準》GB51251-2017要求規定，排煙口必須設置在儲煙倉內，而補風口應設置在清晰高度內，且排煙風速和補風風速需滿足規范要求。在大型傳統建筑中，為了滿足自然排煙的實際需要，通常會有單獨設置自然排煙窗，且設置高窗時距地1.3～1.5m之間設有手動開啟裝置[4]。

4.3 機械排煙設計分析

目前，大型建筑的機械排煙主要由排煙風機、排煙管道和排煙閥門等相關輔件等組成機械排煙系統，主要適用于火災環境下不能自然排煙的場所。火災發生后，排煙風機迅速將煙氣從火災發生區域排走，同時在火災發生區域創造負壓環境，并控制火災蔓延。設計時，需要注意排煙管和排煙口的有效風速，既要滿足規范的設計風速要求，又要滿足火災區域內的排煙口有效均勻布置；還要注意排煙口與疏散口和補風口的間距滿足規范設計要求。

4.4 通風、防排煙的防火閥設置，降低安全隱患

通風、防排煙的防火閥一般安置在通風、防排煙調節系統的風管上，通風、空氣調節系統的風管在下列部位應設置公稱動作溫度為70℃的防火閥：每層水平風管與豎向風管交接處的水平管段上，穿越防火分隔處的變形縫兩側，穿越重要或火災危險性大的場所的房間隔墻和樓板處，穿越通風、空氣調節機房的房間隔墻和樓板處，穿越防火分區處；排煙管道下列部位應設置排煙防火閥：穿越防火分區處，排煙風機入口處，一個排煙系統負擔多個防煙分區的排煙支管上， 垂直風管與每層水平風管交接處的水平管段上；同時，排煙系統中的防火閥、排煙防火閥、排煙閥、排煙風機、擋煙垂壁等消防產品，必須選用符合國家有關消防產品標準的規定，經國家防火建筑材料質量監督檢驗中心檢驗合格的產品。所有設備、主要材料及配件等必須具有出廠合格證書且排煙防火閥、排煙閥、防火閥、排煙風機、擋煙垂壁應為3C認證產品。規范合理的設置通風、防排煙的防火閥，有效提高通風、防排煙系統的穩定性和實用性。

4.5 一次施工圖排煙系統設計未考慮后期二次精裝深化

隨著我國社會經濟高速發展，當前建筑領域所負責的建筑項目無論是內部結構，還是建筑規模，都在進一步擴充，這就對建筑暖通空調防排煙設計工作提出了更高的要求。然而由于部分設計者對建筑暖通空調防排煙系統設計安全性以及時效性缺乏重視，或者出于對造價成本以及施工程序的考慮，經常忽略后期二次精裝深化改造的工作，從而導致暖通空調防排煙系統在后期使用過程中，經常出現因為設計不科學而產生種種異常情況，這也是導致排煙系統在實際使用過程中出現問題、無法處于正常工作狀態的重要原因。因此無論是機械防排煙系統、排煙風機的選擇，排煙口的設計或是自然排煙窗的設計，相關設計人員都需要在結合施工圖紙的基礎上，充分考慮到建筑的二次精裝深化以及可能發生火災的情況等多方面客觀因素，通過組織開展實際演練以及驗收等工作，及時發現并解決建筑暖通空調防排煙系統內部存在的不足，避免后期防排煙系統因設計不科學出現問題，增加不必要的改造成本[5]。

5 結束語

綜上，暖通空調系統防排煙系統設計關系到建筑消防性能與人員安全，故設計不可出現質量問題。為避免問題發生，設計人員應當正視當下問題，采用對應方法改善，而且工作組織要關注設計人員專業水平，確保設計質量達標，同時貼合現實需求。防排煙設計應按國家規范要求滿足設計標準，解決火災時產生煙氣對人員的影響，給人員逃生和消防救援人員提供有利的室內環境。