结合新烟规浅谈高层建筑防排烟设计要注意的一些问题

结合新烟规浅谈高层建筑防排烟设计要注意的一些问题

徐红玉

广州电力设计院有限公司

摘要：本文主要分析了通风、空调系统的消防安全设计与高层建筑防排烟系统设计。

关键词：高层建筑；防排烟设计

在高层建筑中，各种装饰材料被广泛用作建筑装饰，一旦发生火灾，便产生大量烟与毒气，所以防排烟是关系到国家财产与人民生命安全的大问题。

对一幢高层建筑来说，应根据建筑物整体布局，建筑平面，结构形式及装饰料上全面考虑防火安全问题，比如合理布置疏散通道，消防电梯，消防楼梯及避难层，严格按照装修规范选装饰材料等。消防设施还要布置火灾自动报警，消防通讯广播，灭火及自动喷洒系统，应急照明及消防应急电源等。通风空调设计则应考虑通风、空调系统本身的安全及整个建筑物保证人员安全疏散与扑救火灾的防排烟系统。

目前在实际工作中尚无统一的做法，某些措施尚有不明确，不易实施的地方。下面就“高层建筑防火设计及新技术”的学习体会结合防火规范谈一点看法，供同行们互相交流学习。

1关于通风、空调系统的消防安全设计

现代化高层建筑的通风空调管道纵横交错分布于大楼的各个部分，如果处理不好，管网就可能变成串火，助燃的大动脉，因此在设计时必须充分考虑完整的防火安全措施。

1.1通风、空调系统的设置

1.1.1根据防火规范要求，系统横向宜按防火分区设置，一个系统不建议跨越两个防火分区，防止火灾沿风管蔓延。必须竖向设置的系统一般不宜超过五层，有困难时，管道设置防止回流设施或防火阀、分管设置在井道、且各层均设有自动喷水灭火系统时，综合考虑一些加强措施，管道可不受此限制。

1.1.2空调系统一般不应兼作火灾时的排烟系统，如必须兼用时应设有安全可靠的自动切换阀门及电动密闭门。对于一般排风系统可设计成兼作火灾时的排烟系统，其风量、管道及设备均应满足排烟系统的设计要求。

1.2系统安全措施

1.2.1若一个系统需跨越防火分区，在跨越防火墙时，管道必须内设70OC防火阀。穿越伸缩缝或变形缝处，在贴近伸缩缝或变形墙两侧要设70OC防火阀，风管与墙壁间的缝隙必须用非燃材料填充与密封。风管的安装，应牢固不变形。

1.2.2竖向的新、排风管道应置于管道井内，井壁应用耐火等级不小于1小时的非燃材料，壁上的检修门应为丙级防火门。垂直风管与每层水平风管连接必须在贴近井壁外侧的水平风管上设置防火阀。每隔2～3层的楼板处，管道竖井应用相同耐火等级的非燃材料做防火分隔。

1.2.3冷冻机房，空调通风机房之墙体结构应为不小于2小时的耐火等级，楼板应为不小于1.5小时耐火等级，机房门若开向建筑内应采用甲级防火门。

2防排烟系统设计

火灾发生时，由于室内可燃物的不断燃烧产生大量的烟雾和热，使周围空气不断地受热膨胀，实验证明，空气温度每升高1℃，其体积膨胀率1/273倍，在旺燃期间足以使封闭的玻璃门窗破碎，同时由于火灾发生的烟气在建筑物内扩散，必然会侵入非火灾房间与疏散通道，造成火灾现场的人们迟迟脱离不了危险区。防、排烟系统的设计，就是为了防止这样的烟害，而对烟气扩散进行控制。

凡属高层建筑的防、排烟设计，应根据建筑平面、消防楼梯、消防电梯及其前室的布局全面考虑系统的设置。对规范要求的高层建筑来说，前室是必不可少的，因为前室既是疏散的缓冲地带又是防火的“桥头堡”，同时可减少和防止楼梯竖井的烟囱效应。

2.1机械正压送风系统

消防楼梯、消防电梯及其前室分开独立设置机械正压送风系统是比较安全合理的，同时也便于管理及控制，目前《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017也有相应的规定。建筑高度大于100m的建筑，其机械加压送风系统应竖向分段独立设置，且每段高度不应超过100m。此为新版烟规强条。

风量计算方法：有压差法和流速法，流速法是根据楼梯及前室防火门开启时按正压方向使整个断面维持一定风速来阻止烟气蔓延的，无论对楼梯及前室均适用，方法简单，意义明确，可作为正压送风的基本计算方法。

2.1.1断面风速的大小，参照目前各国的规定及作法，可以确定为ｖ=0.7～1.2ｍ／s,并根据门的大小及系统布置情况决定用其上线或下线。

2.1.2火灾发生时，按《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013的要求，整个建筑的人员必须同时时疏散。《建筑防烟排烟技术标准》GB51251-2017第三章表中送风系统的送风量为按同时开启三层门的断面的总面积计算，这是按24米以上的高层建筑而定，对于24米以下的建筑只计算着火层及其上一层。有人认为楼梯间的底层大门在疏散时也要开启，并维持一定风速，三层以外的其余门缝也应该考虑漏风量附加。许多设计院的同行认为二者均可忽略，因为疏散时底层大门即使开启，但和其它三层门会有一个不同时开启的问题；另外在火灾时几乎全部风量都流入已经开启的三层门或两层门，竖风道内的静压骤然降低，因此未开启门的漏风量会显著减少。

2.1.3《建筑防烟排烟技术标准》GB51251-2017规范对风道的要求很严格，目的是确保系统的安全可靠性，不可以采用土建风道；风管的耐火极限根据不通的设置部位有相关的明确要求；新规对于各类前室的加压口设置和楼梯间是否采用加压送风系统有了更严格的要求，比如设置在正对前室入口的门或设置在顶部；目前的新规提出了加压送风的楼梯间需要在顶部设置固定窗的概念，对于高层建筑裙楼楼梯和超高层建筑来说，位于内区的楼梯间处理需要和建筑紧密结合，采用土建风道或者其他措施保证此强条得以落实。

2.2机械排烟系统

2.2.1设置部位和排烟量计算

新规条文：建筑高度超过50m的公共建筑和建筑高度超过100m的住宅，其排烟系统应竖向分段独立设置，且公共建筑每段高度不应超过50m，住宅建筑每段高度不应超过100m。其用意和为了保证系统的可靠性是很明确的。高层建筑设计时应严格实施。

2.2.2排烟口的设置

排烟口应设在储烟仓内，但走道、室内空间净高不大于3m的区域的自然排烟窗（口）可设置在室内净高度的1/2以上。设在顶棚上的排烟口，距可燃构件或可燃物的距离不应小于1ｍ。公用区的排烟口，可根据系统实际情况，尽量在排烟区内均匀布置，同一系统排烟口数量不宜太多。

2.3正压送风、排烟管道及系统控制

2.3.1管道应保证不变形、不脱落、不漏气、管材最好用薄钢板或镀锌钢板。正压送风的管道钢板厚度可按一般通风管道要求选用，但要保证其强度及刚度，安装时要密封。排烟管道必须采用不燃材料制作，安装在吊顶内的排烟管道其隔热层应采用不燃材料制作，并应与可燃物保持不小于150mm的距离。

2.3.2正压送风管道可置于非燃材料筑成的管井内，不需保温。排烟管道如从一个防火区穿越至另一个防火区时，应对穿越的管道部分进行厚度为25mm非燃材料保温，如排烟管道设于非燃材料的管井内时，可不保温。穿越防火墙的管道，应采取特殊加固措施，并用非燃材料密封填充其空隙。

2.3.3系统控制及其它

消防楼梯间的正压送风口为常开风口，前室的正压送风口应为电动控制门。风口应能按照计算层数任意开启相邻三层或相邻二层，同时能连续启动正压送风机。

加压送风机的启动应满足下列要求：

（1）现场手动启动；

（2）通过火灾自动报警系统自动启动；

（3）消防控制室手动启动；

（4）系统中任一常闭加压送风口开启时，加压风机应能自动启动。

排烟风机、补风机的控制方式，应满足下列要求：

（1）现场手动启动；

（2）火灾自动报警系统自动启动；

（3）消防控制室手动启动；

（4）系统中任一排烟阀或排烟口开启时，排烟风机、补风机自动启动；

（5）排烟防火阀在280℃时应自行关闭，并应连锁关闭排烟风机和补风机。

其中新规对排烟口或排烟阀的控制需要以《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013为准，条文说明容易让设计师造成误解，具体可查询规范组的回函文件。

参考文献

[1]建筑设计防火规范GB50016-2014.

[2]建筑防烟排烟技术标准GB51251-2017.

[3]《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013.

[4]2009全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调・动力.