高層建筑暖通空調(diào)工程中的防排煙施工技術(shù)

林文衛(wèi)

（廈門金岄房地產(chǎn)開發(fā)有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

防排煙與通風(fēng)是暖通空調(diào)工程的重要內(nèi)容，在建筑設(shè)計(jì)階段必須加強(qiáng)此方面的重視，其次需要掌握高層建筑暖通空調(diào)排煙方式，了解機(jī)械排煙方式與自然排煙方式的優(yōu)缺點(diǎn)，分析排煙設(shè)計(jì)階段需要關(guān)注的問題，提高涉及各項(xiàng)參數(shù)的合理性，借助防排煙技術(shù)保障高層建筑居民的人身安全與財(cái)產(chǎn)安全。

1 高層建筑暖通空調(diào)工程中的防排煙相關(guān)概述

高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)是建筑暖通工程的關(guān)鍵性內(nèi)容，在設(shè)計(jì)過程中必須關(guān)注防排煙板塊，其又可以細(xì)分為排煙與防煙，前者利用一定的方式使有煙區(qū)域的煙氣可以借助渠道排放到建筑外部，一邊控制建筑內(nèi)部向無煙區(qū)域蔓延，另一邊將有煙區(qū)域的能源排放到建筑外，大幅度削減建筑內(nèi)部的含煙量，提高建筑排煙速度，后者是通過一些手段或措施控制有煙區(qū)域煙氣蔓延的速度，通過管控方式還可以在一定程度上避免煙氣向建筑無煙區(qū)域蔓延，由此控制建筑內(nèi)部煙氣含量[1]。

在高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，必須保證建筑暖通空調(diào)防排煙系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，從而快速消除建筑中的煙霧，為高層建筑居民逃離事故發(fā)生地爭(zhēng)取時(shí)間（圖1 為高層建筑火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)）。高層建筑在火災(zāi)發(fā)生后電梯便會(huì)失去運(yùn)行能力，居民利用樓梯逃生，因?yàn)樘由绬我磺揖用袢藬?shù)眾多，需要一段時(shí)間才能使建筑內(nèi)居民完全逃離火災(zāi)發(fā)生地。但是逃生時(shí)間延長(zhǎng)會(huì)使建筑濃煙數(shù)量上漲，一旦建筑單位空間中的煙氣濃度達(dá)到一定含量，人們吸入相關(guān)氣體便會(huì)因窒息暈厥，這樣會(huì)使居民無法逃生。設(shè)計(jì)人員必須重視防排煙系統(tǒng)，保證暖通空調(diào)防排煙系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置達(dá)到相關(guān)部門要求，在建筑發(fā)生火災(zāi)后可以正常使用，拖慢建筑內(nèi)部煙霧濃度，為建筑居民逃離災(zāi)害場(chǎng)地贏得寶貴的逃離時(shí)間。

圖1 火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)

2 高層建筑暖通空調(diào)的基本排煙方式分析

2.1 機(jī)械型排煙方式

負(fù)壓機(jī)械排煙與全部通風(fēng)排煙均是機(jī)械排煙常用的方式，負(fù)壓機(jī)械排煙是在建筑內(nèi)安裝一定數(shù)量的排煙器，建筑內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)事故排煙器接到相關(guān)信息后會(huì)自行啟動(dòng)，將火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣排放到建筑外。使用負(fù)壓機(jī)械排煙主要在排煙器的作用下，將煙氣排放到建筑外，在此過程中建筑內(nèi)部壓力快速下降成為負(fù)壓環(huán)境，可以在一定程度上防止煙氣由負(fù)壓環(huán)境向其他區(qū)域延伸，但是此種效果僅針對(duì)火勢(shì)較小的情況，如果建筑內(nèi)的火勢(shì)較大，排煙器無法快速排除煙氣，難以阻撓火勢(shì)快速蔓延。針對(duì)此種情況可以在排煙器周邊安置防火閥（如圖2 所示），在室內(nèi)溫度達(dá)到一定值域后，便會(huì)自動(dòng)封閉排煙器，但是增設(shè)防火閥會(huì)間接的增加消防工程的總投入成本。不僅如此，在防火閥正式應(yīng)用后，還需要投入足夠的資源保護(hù)、維修設(shè)備，出于經(jīng)濟(jì)層面的考量，一般不會(huì)選擇增設(shè)防火閥的方式[2]。

全部通風(fēng)排煙應(yīng)用到建筑中，利用排煙機(jī)將室內(nèi)煙氣排放到建筑外部。排煙機(jī)在高層建筑焊設(shè)時(shí)會(huì)同步安裝送風(fēng)機(jī)，可以在排煙的同時(shí)將外界新鮮空氣注入建筑內(nèi)部，由此沖淡建筑區(qū)域的煙霧。但是全部通風(fēng)排煙會(huì)向建筑內(nèi)部注入空氣，使火勢(shì)較大的區(qū)域獲得更多的氧氣，在一定程度上起到助燃的效果，所以采用全部通風(fēng)排煙的方式，適合應(yīng)用在只有煙霧，沒有火源的情況下。除此之外，全部通風(fēng)排煙在煙霧排放中不會(huì)對(duì)外界空氣造成較大的污染，送風(fēng)機(jī)向建筑內(nèi)部注入空氣的方式非常平穩(wěn)。但是使用全部通風(fēng)排煙也需要購(gòu)置送風(fēng)機(jī)（如圖3 所示）與排風(fēng)機(jī)，不僅在消防工程施工階段需要花費(fèi)較多成本，在設(shè)備正式投入使用后，也需要一定的人力、物力維持。

2.2 自然型排煙方式

建筑發(fā)生火災(zāi)后沒有依托外力處理火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧，煙霧會(huì)隨著建筑內(nèi)部空氣表里壓力差、空氣浮力、風(fēng)力作用吹散煙霧，降低區(qū)域煙霧的濃度，此種方式是自然排煙法。自然排煙方式應(yīng)用在高層建筑中，需要保證建筑擁有出氣口與進(jìn)氣口。其中，出氣口可以是專門的排氣口，也可以是建筑中的窗戶[3-5]。

傳統(tǒng)建筑采用排煙豎井應(yīng)對(duì)建筑火災(zāi)事故，建筑內(nèi)部的廢氣會(huì)由排煙豎井排到外部，提高建筑內(nèi)部空氣的清潔指數(shù)。在火災(zāi)事故發(fā)生后，建筑的所有房屋溫度都會(huì)在短時(shí)間內(nèi)急劇攀升，但是表里溫差與豎井相互作用會(huì)產(chǎn)生煙囪效應(yīng)，具備排煙能力，可以拖慢火勢(shì)擴(kuò)張的速度。采用自然排煙方式受到的干預(yù)因素較少，同時(shí)不需要在沒有外部設(shè)備的干預(yù)下，便可以通過空氣浮力排除建筑內(nèi)的煙氣且具備良好的排煙效果。

3 高層建筑暖通空調(diào)工程中的防排煙施工技術(shù)分析

3.1 加強(qiáng)防排煙風(fēng)機(jī)設(shè)置，提升排煙質(zhì)量

高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)含有防排煙子系統(tǒng)，在建筑發(fā)生火災(zāi)事故后可以通過系統(tǒng)快速將建筑內(nèi)部的煙霧排到建筑外部，由此控制內(nèi)部火勢(shì)的蔓延，對(duì)建筑用戶快速撤離有一定的輔助效果，將火災(zāi)對(duì)用戶生命造成的威脅降到最低。煙氣的排出可以在一定程度上降低建筑內(nèi)部空氣中煙霧的濃度含量，還可以帶走一部分熱量，降低空氣中煙霧的濃度，防止用戶在撤離建筑時(shí)吸入空氣煙霧，出現(xiàn)窒息暈厥的情況；降低空氣溫度能夠在一定程度上阻止火勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)張。

在建筑中安置排煙設(shè)備，當(dāng)建筑內(nèi)部出現(xiàn)濃煙后便會(huì)觸發(fā)裝置排出建筑內(nèi)部的煙霧。除此之外，建筑的出口、入口以及過道門窗都可以進(jìn)行排煙，但是為了進(jìn)一步提高高層建筑排風(fēng)系統(tǒng)在煙氣排出方面的能力，在建筑防排煙風(fēng)機(jī)設(shè)置期間應(yīng)該遵循GB50045-95 文件要求，完善防護(hù)方面的設(shè)計(jì)內(nèi)容，確定加壓送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量，在風(fēng)量設(shè)置時(shí)對(duì)排煙風(fēng)機(jī)的風(fēng)量進(jìn)行合理的調(diào)控，確定中庭體積并按照體積計(jì)算加壓送風(fēng)機(jī)最小的排量。

高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)各工程建設(shè)需要，考慮到消防工程在煙氣排放方面的需求，對(duì)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，使建筑可以依托自身結(jié)構(gòu)，擁有良好的排放能力，防煙樓梯便是利用建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，形成天然的排煙系統(tǒng)，依托過道的窗戶快速將建筑內(nèi)部的煙氣排放到建筑外。非緊閉的天窗也擁有良好的通風(fēng)能力，但是不是所有高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)均會(huì)從排煙方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于封閉區(qū)域還需要安裝排風(fēng)機(jī)等設(shè)備，通過機(jī)械方式加快建筑內(nèi)部氧氣排出速度。

在建筑中安置排煙分區(qū)需要計(jì)算建筑區(qū)域的排風(fēng)量，每臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)需要負(fù)責(zé)專屬的領(lǐng)域，針對(duì)排煙風(fēng)機(jī)工作超量的情況，應(yīng)該按照最大面積分區(qū)范圍重新計(jì)算區(qū)域排風(fēng)量，調(diào)整排煙風(fēng)機(jī)的安裝位置，使其獲得最佳的排風(fēng)效果。

暖通空調(diào)防排煙施工過程中，按照方案內(nèi)容確定各區(qū)域的施工方式，考慮到暖通空調(diào)防排煙設(shè)計(jì)是否合理，直接影響到高層建筑在排煙方面的能力。因此，需要提高施工圖紙的合理性時(shí)，設(shè)計(jì)圖紙與施工圖紙保持一致。由于施工人員會(huì)按照?qǐng)D紙施工，保證圖紙內(nèi)容的合理性，對(duì)工程進(jìn)行異常重要。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)很多高層建筑暖通工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，在排煙機(jī)設(shè)計(jì)方面的方式并不妥當(dāng)，與相關(guān)部門給出的規(guī)范要求不符，沒有專門的排煙機(jī)安裝區(qū)域，在此種情況下直接將排煙機(jī)安裝在建筑外墻，由此會(huì)在一定程度上削弱排煙機(jī)的工作性能。

3.2 防排煙的防火閥設(shè)置，降低安全隱患

防排煙防火閥一般安置在通風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的風(fēng)管上，針對(duì)火災(zāi)發(fā)生概率較高的房間樓板位置，危險(xiǎn)性較大的樓板位置與間隔墻區(qū)域，應(yīng)該計(jì)算該區(qū)域的空氣與通風(fēng)量，調(diào)節(jié)風(fēng)管處安裝防火閥。對(duì)垂直風(fēng)管與水平風(fēng)管的交接處、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)防火分區(qū)、通風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)部位安裝防排煙與防火閥。

在排煙防火閥設(shè)計(jì)過程中，需要考察變形法與防火分區(qū)部位的空氣通風(fēng)量，對(duì)滿足防火閥安裝需求的部位，應(yīng)該在排煙支管部位安裝防火閥，在防火墻排煙管道處安置排煙防火閥，在排煙風(fēng)機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)部安置排煙防火閥。防火閥一般安裝在建筑管道穿越防火分隔處，至于建筑其它區(qū)域是否安裝防火閥應(yīng)該按照實(shí)際情況進(jìn)行考量，保證建筑各處排風(fēng)設(shè)備均安裝防火閥，由此提高防火閥在通風(fēng)排煙方面的工作效果。

3.3 合理設(shè)置防排煙風(fēng)機(jī)

在高層建筑防火設(shè)計(jì)階段，按照《高層民用建筑防火規(guī)范》規(guī)范規(guī)定，對(duì)于建筑高度超過32m 的一、二類高層建筑，應(yīng)該安裝機(jī)械排煙設(shè)施。中庭體積超過17000m3，防排煙風(fēng)機(jī)排煙量按照其體積4 次/小時(shí)換算并完成計(jì)算任務(wù);如果中庭體積沒有達(dá)到17000m3，按照防排煙風(fēng)機(jī)排煙量體積的6 次/小時(shí)換算，但是必須保證其最小排氣量在102000m3/h。

4 結(jié)束語

高層建筑消防工程開展期間，需要重視空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，還需要加強(qiáng)對(duì)防排煙內(nèi)容的關(guān)注程度，設(shè)計(jì)人員需要了解項(xiàng)目在消防排煙方面的要求，應(yīng)用自身的專業(yè)知識(shí)、按照國(guó)家相關(guān)部門在建筑消防方面的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，提出多種類型的空調(diào)系統(tǒng)，比對(duì)各方案的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，從中選出經(jīng)濟(jì)性高且具有可操作性的方案。在消防工程施工過程中，根據(jù)實(shí)際狀況對(duì)方案進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，提高方案內(nèi)容的合理性，使暖通空調(diào)系統(tǒng)具備良好的排煙能力，可以在建筑發(fā)生火災(zāi)事故后快速的將煙氣排放到建筑外。