建筑防排烟消防设计浅析

发表时间:2019/1/21   来源:《防护工程》2018年第31期   作者:李明
[导读] 为深刻吸取近年来我国特大火灾的教训,适应工程建设发展需要,便于管理使用。
江苏中珩建筑设计研究院有限公司  江苏省  扬州市  225000
  摘要:近年来各类火灾事故频发,防火安全设计作为保障广大人民群众生命以及财产安全的基本要求,越来越受到大家关注。而建筑的防排烟设计是建筑防火安全设计的重要组成部分。组织合理的烟气控制方式、建立有效的烟气控制设施,对确保人员的安全疏散以及消防扑救的顺利进行是十分必要的。
  关键词:建筑防烟、排烟;设计变化
  
  
  引言:为深刻吸取近年来我国特大火灾的教训,适应工程建设发展需要,便于管理使用, 《建筑防烟排烟系统技术标准》GB21251-2017于2018年8月1号实施。其中的变化非常大,作为暖通设计人员应当牢记规范条文,理解条文制定的意义,明确规范的调整变化。
  1 建筑防烟设计
  楼梯间以及前室等作为火灾时疏散以及扑救的安全区域,可靠的防烟系统尤为必要。建筑防烟方式分为自然通风方式和机械加压送风方式,不同的方式《标准》均做了更多的要求。
  1.1自然通风措施
  对于高度小于10m采用自然通风方式的楼梯间,《标准》仅需设置面积不小于1㎡的可开启外窗,相比原规范2㎡的开启要求有所放宽,但设计中容易忽略‘最高部位’的要求,尤其是地下封闭楼梯间,如何保证可开启部位最高,需要暖通设计人员在建筑方案阶段进行介入,提醒建筑设计人员注意。对于不与地上楼梯间共用的地下、半地下建筑(室)的封闭楼梯间,当其仅为一层时,可设置有效面积不小于1.2㎡的可开启外窗或直通室外的疏散门。虽未要求最高部位,但应注意此处疏散门是不包含防火门;其次此处不仅要求开启而且强调了有效面积,这一点有别于其他自然通风要求,设计时需注意。
  对于大于10m采用自然通风方式的楼梯间,要求每5层内设置总面积不小于2㎡可开启外窗,且布置间隔不大于3层。同时,要在最高部位设置不小于1㎡的可开启外窗。设置间隔以及最高部位1㎡的可开启要求均为新增内容,设计时应注意。同时对于高窗可开启问题,《标准》提出具体要求:手动开启装置距地面1.3m~1.5m,避免开启装置过高无法开启,形同虚设的现象。
  1.2机械加压送风设施
  机械加压送风系统,在设置原则上有别于原《建规》《高规》:
  ①当前室的机械加压送风口设置在前室的顶部或正对前室入口的墙面时,楼梯间可采用自然通风系统;当机械加压送风口未设置在前室的顶部或正对前室入口的墙面时,即使楼梯间满足自然排烟,也应采用机械加压送风系统。顶面设置风管、风口,势必对净高有所影响,尤其是住宅建筑。所以合理的选择加压送风方案,对建筑平面布置尤为重要。
  ②防烟楼梯间及其前室均不能自然通风时,独立前室有多个门时,楼梯间、独立前室应分别独立设置机械加压送风系统。这一点在改造项目中应特别注意,提醒建筑专业前室的门设置时应慎重,非消防相关的门洞尽量不增加,否则带来的是防烟系统以及建筑平面的调整。
  ③送风机以及进风口宜设置在系统的下部,且应设置在专用机房内。室外加压进风口与排烟口两者边缘垂直距离以及水平距离要求均有所提高,设计时应注意对其他专业的影响以及本专业内部的影响。
  ④加压送风系统的送风量计算,更科学、更具体。不同加压系统方案对应不同的压力值,压力值直接影响门洞风速大小。若系统高度小于24m,直接取计算值。当系统高度大于24m时,应按计算值与表3.4.2-1~表3.4.2-4中的较大值确定。
  ⑤固定窗设置。为了在火灾时便于人工破拆以排出火场中的烟和热,《标准》要求设置机械加压送风系统的楼梯间,应在其顶部设置不小于1㎡的固定窗。靠外墙的防烟楼梯间,也提出了2㎡的固定窗要求。此要求为新增内容,设计人员应注意。
  2 排烟系统的设计
  2.1防烟分区的划分
  不论采用自然排烟还是机械排烟均离不开防烟分区的设置。合理的设置防烟分区可简化排烟系统设计,提高排烟系统的可靠性。防烟分区的大小不再是原来规范统一的最大允许面积500㎡(汽车库为2000㎡),而是根据烟气上升的特性,不同的净高对应不同的最大允许面积,同时对其长边最大允许长度也有所要求。


  2.2自然排烟设计
  自然排烟口的设置部位要求在储烟仓以内,对于自然排烟,挡烟垂壁要求不小于室内净高的20%,即储烟仓高度不小于室内净高的20%,但对于不同的高度设置要求也不一样。故在设计中可通过合理的设定封闭吊顶高度来满足可开启外窗的有效面积的要求。如对于6m左右净高的自然排烟区域,将吊顶高度控制在6m以内,按《标准》仅需满足地面积的2%,若大于6m,则需经过严格的计算,其面积要求也远大于地面积的2%。可见,合理的设置室内净高不仅可以减少计算工作量,同时也减少了自然排烟实施的难度。
  2.3机械排烟设计
  为保证排烟系统的可靠性,与正压送风系统一样,排烟系统新增了分段设置的要求。风机也要求设于专用机房内。而且,排烟量计算不再是简单的根据防烟分区面积乘以60m3/h或120m3/h,而是根据建筑类别、空间净高、储烟仓厚度以及喷淋设置情况经过详细计算确定。中庭的排烟设计时有别于其他高大空间,其排烟量与周围场所以及回廊的排烟设置情况密切相关,不能简单的按照高大空间设计。系统的排烟量也和排烟场所净高有关,以6m为界,采用不同的计算方法。
  排烟口设置:《标准》实施前,排烟口一般每个防烟分区仅设置一个,根据所需排烟量,按排烟风速不大于10m/s确定排烟口规格。现应根据建筑类别、空间净高以及储烟仓厚度等因素来计算最大允许排烟量,然后根据防烟分区的排烟量要求,计算出排烟口个数,最后根据每个排烟口的实际排烟量按排烟风速不大于10m/s确定排烟口规格。
  2.4补风系统设计
  建筑面积大于 500平米的房间,排烟系统的场所应设置补风系统,且补风量不应小于排烟量的50%。此处500平米指的是同一空间,可能是一个防烟分区,也可能是多个防烟分区。但因火灾时仅考虑一处着火,排烟系统开启排烟也按照一个防烟分区开启,故补风仅需满足单个防烟分区的排烟量50%
  3 防排烟设计中常见问题分析
  3.1自然排烟设施不能有效排烟。实际工程中由于排烟窗的设置位置不当、结构形式不合理以及缺少便于于开启的操作机构,很多自然排烟设施不能有效排烟。这就要求建筑设计人员根据暖通的设计要求选择合理的窗户,以保证火灾时烟气的顺利排出。
  3.2防、排烟系统应采用风管。对于竖向安装于管井内的风管,设计时应注意控制管壁与墙体之间间隙。若预留安装空间较小,可与建筑协商,土建墙体待安装结束后砌筑。管井设置时尽量多面避免剪力墙的位置。
  3.3排烟系统的补风与排烟无法对应。由于防烟分区的划分面积大小有别,各防烟分区的排烟量也有所差异。补风按照单个防烟分区排烟量50%设置时,若排烟量大小相差一倍以上,为满足要求大排烟量时的补风,补风机风量将大于小防烟分区的排烟量,不利于烟气控制。故设计时应避免防烟分区划分面积差异过大。同时,有条件尽量采用自然补风措施,也可以避免补风量大于排烟量的情况出现。
  3.4《标准》对于防、排烟系统的管材耐火极限提出了具体的要求,不同的使用功能和安装位置,所对应的管道耐火极限也有所差异。设计、施工常常忽略此项要求,应该注意。
  4 对建筑防排烟设计后期的完善对策
  4.1为了完善建筑防排烟系统,要严格审核施工图,把好质量这一关。消防以及监督部门审查施工图的时候,要对防排烟设计、设施进行重点审查。
  4.2为了完善建筑防排烟系统,要积极落实消防施工单位承担防排烟工作。设计单位要做好交底工作,施工单位要明白防排烟作用原理,遇到问题及时反馈沟通。第三方要落实对防排烟设施监督和管理措施,加大抽查力度,随时检查防排烟设施,及时发现出现的相应问题,从而指导、纠正以及督促消防施工单位落实自身责任,进行相关整改。
  4.3为了完善建筑防排烟系统,相关人员应定期检查消防设施,相关部门加大抽查力度,将隐患及时排除,避免火灾时相关消防设施无法启动,危机生命与财产安全。
  5 结语
  防排烟设计是建筑消防设计中较复杂的环节,目前防排烟系统的研究在不断地深入,作为设计人员在充分掌握理解规范要求的同时,也应了解目前防排烟技术的发展情况,在确保工程消防安全的前提下,使建筑防排烟设计更加经济、合理。
  参考文献:
  [1]周燕来,朱园英.浅析我国高层建筑防排烟工程设计[J].知识经济. 2011
  [2]段南.高层建筑设计中的排烟设计[J].企业导报.2010
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