建筑防排煙設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題

高海泉 山東濱地建筑設(shè)計(jì)院有限公司工程師

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，人們對(duì)自身及財(cái)產(chǎn)安全有了更高的要求。在此背景下，國(guó)家及時(shí)制定了《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251—2017）。該標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來(lái)，對(duì)規(guī)范建筑防排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、保障施工質(zhì)量起到了巨大作用。針對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)不明確的地方，部分省市出臺(tái)了相應(yīng)的地方性文件等，以便于設(shè)計(jì)人員正確理解并執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。在建筑工程設(shè)計(jì)中，暖通空調(diào)是防排煙設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)尚不明確的地方，應(yīng)仔細(xì)斟酌參考地方標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，防排煙設(shè)計(jì)不是暖通一個(gè)專業(yè)的任務(wù)，需要各專業(yè)明確設(shè)計(jì)界面，確保防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)落實(shí)到位，不留安全隱患。

1 防煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題

1.1 通風(fēng)

部分高層建筑設(shè)置有裙房，其主體部分的防煙樓梯間及其前室可以利用外窗實(shí)現(xiàn)自然防煙，而主體部分布置在裙房以內(nèi)的樓層，因四周被裙房包圍，樓梯間及前室無(wú)法設(shè)置外窗，所以不具備自然排煙條件。此時(shí)防排煙設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251—2017）第3.1.3 條執(zhí)行，即“當(dāng)樓梯間、前室、合用前室不能采用自然通風(fēng)方式時(shí)，其設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)各自的通風(fēng)條件，選用規(guī)范給出的相應(yīng)的機(jī)械加壓送風(fēng)方式?？紤]到安全性，共用前室與消防電梯前室合用時(shí)宜采用機(jī)械加壓送風(fēng)方式的防煙系統(tǒng)。”但有設(shè)計(jì)人員認(rèn)為該條文的描述不完整，未對(duì)不滿足自然排煙的樓梯間部分作出描述。根據(jù)條文解釋，針對(duì)這種建筑布局，為了保證被裙房包圍部分防煙樓梯間的安全，且不影響該樓梯間的上部自然通風(fēng)效果，防煙樓梯間及不具備自然通風(fēng)排煙條件的前室均可以采用局部加壓送風(fēng)系統(tǒng)[1]。可以理解為主樓的樓梯間在裙房以下不滿足自然防煙要求時(shí)，只要其前室或合用前室采用機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，則樓梯間可以不采取其他防煙措施。但要注意采用該種防排煙方案時(shí)，裙房一定要嚴(yán)格符合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016—2014）中的定義，不能任意擴(kuò)大范圍。

1.2 封閉樓梯間或前室的自然通風(fēng)

首層前室或擴(kuò)大前室通常需要設(shè)置直通室外的外門(mén)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人員一般均通過(guò)此外門(mén)疏散，外門(mén)幾乎一直處于開(kāi)啟狀態(tài)。此時(shí)一層前室的正壓送風(fēng)將直接從外門(mén)排出，無(wú)法滿足前室對(duì)走道、房間的正壓要求，也無(wú)法保持所需的門(mén)洞風(fēng)速。同時(shí)因?yàn)榇罅空龎核惋L(fēng)無(wú)效流走，也會(huì)影響到其他樓層前室的門(mén)洞風(fēng)速或正壓值[2]。根據(jù)擴(kuò)大封閉樓梯間或前室的特點(diǎn)，建議此處采用自然通風(fēng)的方式，設(shè)置一定面積的外窗進(jìn)行自然排煙，以保證前室的安全。還要注意此時(shí)應(yīng)保留封閉樓梯間、防煙樓梯間前室的乙級(jí)防火門(mén)，進(jìn)一步保證疏散通道的安全[1]。

1.3 機(jī)械加壓系統(tǒng)的泄壓

《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251—2017）規(guī)定了疏散門(mén)打開(kāi)之后阻擋煙氣進(jìn)入所需的風(fēng)量，該風(fēng)量要求保證疏散門(mén)開(kāi)啟時(shí)，門(mén)洞處能保持一定的風(fēng)速。但是樓梯間或前室的疏散門(mén)在火災(zāi)時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，只有逃生人員推開(kāi)門(mén)的一段時(shí)間內(nèi)處于開(kāi)啟狀態(tài)，故大多數(shù)時(shí)間內(nèi)樓梯間或前室只需要很小的風(fēng)量即可達(dá)到阻擋煙氣所需的壓差值，此時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)送風(fēng)量要遠(yuǎn)大于門(mén)關(guān)閉時(shí)維持正壓所需的風(fēng)量，很容易引起超壓。為了避免系統(tǒng)超壓時(shí)疏散門(mén)開(kāi)啟困難，影響人員安全疏散，此時(shí)應(yīng)在加壓送風(fēng)管上設(shè)置旁通閥泄壓，超壓時(shí)開(kāi)啟。但是泄壓風(fēng)量如何計(jì)算，規(guī)范中并未予以明確，部分資料中建議旁通管管徑不大于主風(fēng)管管徑的1/2，個(gè)人認(rèn)為，泄壓旁通管徑應(yīng)按泄壓風(fēng)量計(jì)算確定，泄壓風(fēng)量為系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量減去門(mén)關(guān)閉時(shí)維持壓差所需的風(fēng)量，該壓力差不應(yīng)直接取22 ～30 Pa，或者40 ～50 Pa，而應(yīng)根據(jù)疏散門(mén)開(kāi)啟時(shí)所需推力計(jì)算確定。旁通管風(fēng)速建議參考防排煙標(biāo)準(zhǔn)中加壓送風(fēng)管的風(fēng)速限值確定，且應(yīng)該盡量取規(guī)定的上限值。

1.4 老年照料設(shè)施中的防煙

除常規(guī)設(shè)置防排煙的部位外，老年照料設(shè)施中還有需要單獨(dú)采取防煙措施的部位，即電梯前室?！督ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016—2014）（2018 年版） 第5.5.14 條規(guī)定：“老年人照料設(shè)施內(nèi)的非消防電梯應(yīng)采取防煙措施，當(dāng)火災(zāi)情況下需用于輔助人員疏散時(shí)，該電梯及其設(shè)置應(yīng)符合本規(guī)范有關(guān)消防電梯及其設(shè)置要求。”老年人場(chǎng)所一般可燃物質(zhì)較多，且人員疏散非常困難。建筑物內(nèi)的普通電梯一般不具備防煙、防火性能，而電梯井一般貫通多層樓層，發(fā)生火災(zāi)時(shí)此處可能造成火勢(shì)蔓延擴(kuò)大。因此，老年人設(shè)施內(nèi)的普通電梯應(yīng)盡量設(shè)置侯梯廳。當(dāng)建筑專業(yè)未在候機(jī)廳和走道間設(shè)置隔墻時(shí)，相關(guān)專業(yè)應(yīng)協(xié)商采取設(shè)置擋煙垂壁等其他防煙措施的方式，盡量減少火災(zāi)時(shí)煙氣對(duì)老年人疏散的影響。

2 排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題

2.1 擋煙垂壁的設(shè)置高度及選型

《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251—2017）規(guī)定了防煙分區(qū)之間需要設(shè)置擋煙垂壁。擋煙垂壁的設(shè)置高度與蓄煙倉(cāng)及清晰高度有關(guān)，同時(shí)應(yīng)考慮人員疏散與美觀性的需要，不宜設(shè)置過(guò)低。但《建筑防排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251—2017）中并未規(guī)定擋煙垂壁的最小距地高度，經(jīng)查閱相關(guān)資料，部分規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定如下。

《 地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51298—2018）第8.1.7 條規(guī)定：“擋煙垂壁或劃分防煙分區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)為不燃材料且耐火極限不應(yīng)低于0.50 h，凸出頂棚或封閉吊頂不應(yīng)小于0.5 m。擋煙垂壁的下緣至地面、樓梯或扶梯踏步面的垂直距離不應(yīng)小于2.3 m?！?/p>

《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251—2017）第5.2.5 條中規(guī)定：“活動(dòng)擋煙垂壁應(yīng)具有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)啟動(dòng)功能，當(dāng)火災(zāi)確認(rèn)后，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)在15 s 內(nèi)聯(lián)動(dòng)相應(yīng)防煙分區(qū)的全部活動(dòng)擋煙垂壁，60 s 以內(nèi)擋煙垂壁應(yīng)開(kāi)啟到位?！惫试O(shè)置擋煙垂壁時(shí)，尚需與各專業(yè)特別是電氣專業(yè)協(xié)商，綜合考慮擋煙垂壁的形式。

綜合上述規(guī)定，建議采用固定擋煙垂壁時(shí)，距離樓地面不應(yīng)小于2.2 m。如果采用活動(dòng)式擋煙垂壁，為避免影響人員疏散，建議動(dòng)作后距離地面高度不小于2.0 m。有條件時(shí)應(yīng)盡量提高擋煙垂壁高度，同時(shí)與建筑專業(yè)協(xié)調(diào)，避免建筑凈高較高時(shí)擋煙垂壁設(shè)置過(guò)低，有礙觀瞻。

2.2 走道長(zhǎng)邊尺寸的確定

防煙分區(qū)劃分應(yīng)符合《防排煙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，其規(guī)定了防煙分區(qū)的最大允許面積及其最大允許長(zhǎng)度。防煙分區(qū)過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響排煙效果，應(yīng)合理布置劃分防煙分區(qū)。問(wèn)題在于標(biāo)準(zhǔn)中尚無(wú)針對(duì)走道局部超過(guò)2.5 m 情形的具體技術(shù)規(guī)定。而在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)遇到走道局部變寬的情況，會(huì)造成防煙分區(qū)劃分過(guò)多，排煙困難[2]。

針對(duì)該種情況，部分地方出臺(tái)了一些地方消防文件、意見(jiàn)等，對(duì)走道局部放大的特殊情況予以規(guī)定和控制，避免執(zhí)行過(guò)程中因設(shè)計(jì)人員對(duì)規(guī)范條文的理解不一致，造成排煙方案不統(tǒng)一或不經(jīng)濟(jì)。梳理各地的相關(guān)規(guī)定，對(duì)局部放寬部分的規(guī)模及指標(biāo)控制大致有兩種思路。一是控制局部變寬部分長(zhǎng)度所占走道總長(zhǎng)度的比例，或在控制比例的同時(shí)，控制局部變寬部分的寬度。例如，《山東省建筑工程消防設(shè)計(jì)部分非強(qiáng)制性條文適用指引》中便對(duì)走道局部變寬的累計(jì)長(zhǎng)度與局部變寬處的寬度均作出限制。二是控制走道的總面積，如《川渝地區(qū)建筑防煙排煙技術(shù)指南》中第27 條規(guī)定：“當(dāng)走道局部加寬或防煙分區(qū)包含電梯廳(不得放置可燃物)，其局部加寬后的走道總面積不大于180 m2時(shí)，可執(zhí)行上述的防煙分區(qū)長(zhǎng)邊長(zhǎng)度要求?！爆F(xiàn)代建筑功能復(fù)雜，走道形式多樣，寬度多變，有時(shí)采用控制比例的方式不宜準(zhǔn)確把握，建議按照控制面積的方式執(zhí)行，簡(jiǎn)單方便，操作性強(qiáng)，面積可按不超過(guò)150 m2控制[3]。

2.3 自然排煙的補(bǔ)風(fēng)問(wèn)題

《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251—2017）第4.5.1 條規(guī)定了設(shè)置排煙系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)同時(shí)設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)的場(chǎng)所。本條為強(qiáng)制性條文，按理必須嚴(yán)格執(zhí)行。之所以引起爭(zhēng)議，主要是因?yàn)樵摋l文正文中未明確排煙系統(tǒng)是自然排煙系統(tǒng)還是機(jī)械排煙系統(tǒng)，而在條文解釋中則提出：“根據(jù)空氣流動(dòng)的原理，必須要有補(bǔ)風(fēng)才能排出煙氣。排煙系統(tǒng)排煙時(shí)，補(bǔ)風(fēng)的主要目的是為了形成理想的氣流組織，迅速排除煙氣，有利于人員的安全疏散和消防人員的進(jìn)入。對(duì)于建筑地上部分的機(jī)械排煙的走道、小于500 m2的房間，由于這些場(chǎng)所的面積較小，排煙量也較小，可以利用建筑的各種縫隙，滿足排煙系統(tǒng)所需的補(bǔ)風(fēng)，為了簡(jiǎn)便系統(tǒng)管理和減少工程投入，本條規(guī)定可以不用專門(mén)為這些場(chǎng)所設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)?！备鶕?jù)此解釋，似乎機(jī)械排煙系統(tǒng)才需要設(shè)置補(bǔ)風(fēng)。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集《防排煙及暖通防火設(shè)計(jì)審查與安裝》（20K607）第52 頁(yè)審查要點(diǎn)中提出，除特例外，設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)的場(chǎng)所均應(yīng)設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)。

至于補(bǔ)風(fēng)口的面積，在《自然排煙窗技術(shù)規(guī)程》（T/CECS 884—2021）中則明確要求自然排煙需設(shè)置補(bǔ)風(fēng)，且要求當(dāng)采用自然進(jìn)風(fēng)方式進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)時(shí)，其補(bǔ)風(fēng)口有效面積不宜小于所在空間防煙分區(qū)中最大總自然排煙窗有效排煙面積的1/2，補(bǔ)風(fēng)空氣應(yīng)直接從室外引入。設(shè)置的補(bǔ)風(fēng)口面積越大，需要的排煙口面積就越小。當(dāng)補(bǔ)風(fēng)口和排煙口有效面積比小于0.5 時(shí)，補(bǔ)風(fēng)口面積的減小會(huì)顯著增加排煙口面積。綜合考慮，建議自然補(bǔ)風(fēng)口有效面積不小于所在空間最大防煙分區(qū)自然排煙窗有效排煙面積的1/2。然而依據(jù)《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251—2017）的規(guī)定，凈高小于6 m 的場(chǎng)所，其排煙窗面積可直接取房間面積的2%，兩者計(jì)算方法并不統(tǒng)一，如果按《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251—2017）的規(guī)定設(shè)置排煙窗面積，再按排煙窗的一般布置補(bǔ)風(fēng)口，似乎理由不夠充分。

除上述《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251—2017）及《防排煙及暖通防火設(shè)計(jì)審查與安裝》的規(guī)定外，各地方出臺(tái)的文件中大多數(shù)都要求自然排煙系統(tǒng)也應(yīng)設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)。因該條為強(qiáng)制性條文，雖有部分文獻(xiàn)指出是機(jī)械排煙時(shí)設(shè)置補(bǔ)風(fēng)，但正文不明確，設(shè)計(jì)人員大多按照各地規(guī)定執(zhí)行，設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，建議規(guī)范修編時(shí)對(duì)該處做出明確規(guī)定。

3 防排煙設(shè)計(jì)中與建筑專業(yè)的配合

《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251—2017）規(guī)定的內(nèi)容應(yīng)由各專業(yè)工種協(xié)調(diào)完成，暖通專業(yè)無(wú)法獨(dú)自完成全部工作內(nèi)容，尤其是采用自然防排煙方案時(shí)，更需要依靠與建筑專業(yè)的密切配合[3]。自然防排煙就是采用直接對(duì)外的可開(kāi)啟外窗，利用風(fēng)壓及熱壓作用，使室內(nèi)外空氣流通進(jìn)而排出室內(nèi)煙氣。

自然排煙方式經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、可靠，容易為建設(shè)單位所接受，是一種常見(jiàn)的排煙方式。

建筑專業(yè)應(yīng)根據(jù)所需要的排煙窗面積，綜合考慮建筑外立面等因素，合理確定外窗可開(kāi)啟扇位置及尺寸，繪制門(mén)窗詳圖等，并給暖通專業(yè)提資。暖通專業(yè)應(yīng)對(duì)實(shí)際排煙窗面積進(jìn)行校核，確保符合規(guī)范要求。對(duì)開(kāi)啟角度及開(kāi)啟方向有要求的排煙窗，應(yīng)在門(mén)窗詳圖中予以注明，以便門(mén)窗廠家生產(chǎn)制作[4]。

對(duì)于采用機(jī)械排煙的場(chǎng)合，根據(jù)規(guī)范要求，部分廠房、商業(yè)、歌舞娛樂(lè)、中庭等場(chǎng)所需要另行設(shè)置固定窗。多起火災(zāi)案例調(diào)研表明，對(duì)可燃物較多、燃燒迅速的場(chǎng)所，如丙類廠房、商業(yè)等，僅設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)不能很好地滿足人員疏散及救援的需求。

但采取增大機(jī)械排煙量的方法則會(huì)導(dǎo)致排煙風(fēng)管尺寸偏大，對(duì)室內(nèi)凈高影響也較大，暖通專業(yè)難以實(shí)現(xiàn)，投資上也不經(jīng)濟(jì)。而通過(guò)設(shè)置固定窗的方式，既不影響火災(zāi)初期的機(jī)械排煙效果，又可以在火災(zāi)規(guī)模較大時(shí)，通過(guò)打碎固定窗的方式排除部分熱量。固定窗的布置應(yīng)由建筑專業(yè)落實(shí)到位。

4 防排煙設(shè)計(jì)中與電氣專業(yè)的配合

無(wú)論是機(jī)械加壓系統(tǒng)還是機(jī)械排煙及補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，其啟動(dòng)都需要依賴于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制，因此需要及時(shí)向電氣專業(yè)提資。

對(duì)機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，當(dāng)防火分區(qū)內(nèi)火災(zāi)確認(rèn)后，F(xiàn)AS 應(yīng)能在15 s 內(nèi)聯(lián)動(dòng)開(kāi)啟該防火分區(qū)內(nèi)所有疏散樓梯間的加壓風(fēng)機(jī)；同時(shí)應(yīng)開(kāi)啟該防火分區(qū)內(nèi)獨(dú)立前室、合用前室、共用前室的加壓送風(fēng)口（著火層及其相鄰上下層），且加壓風(fēng)口應(yīng)能聯(lián)動(dòng)開(kāi)啟加壓風(fēng)機(jī)。加壓送風(fēng)機(jī)入口前設(shè)置電動(dòng)閥門(mén)時(shí)，該閥要與加壓送風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)；加壓送風(fēng)機(jī)開(kāi)啟，電動(dòng)風(fēng)閥開(kāi)啟，加壓送風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)風(fēng)閥關(guān)閉[5]。

對(duì)機(jī)械排煙系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，當(dāng)火災(zāi)確認(rèn)后，F(xiàn)AS 應(yīng)能在15 s 內(nèi)聯(lián)動(dòng)開(kāi)啟著火點(diǎn)所在防煙分區(qū)內(nèi)的全部排煙口，并啟動(dòng)相應(yīng)的排煙風(fēng)機(jī)和補(bǔ)風(fēng)設(shè)施，與排煙無(wú)關(guān)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)在30 s 內(nèi)關(guān)閉。排煙風(fēng)機(jī)入口處設(shè)置280 ℃熔斷關(guān)閉風(fēng)閥，該閥門(mén)關(guān)閉后，應(yīng)連鎖排煙風(fēng)機(jī)關(guān)閉。要注意的是，各排煙支路上的280 ℃排煙防火閥關(guān)閉后僅需要輸出電信號(hào)，無(wú)需聯(lián)動(dòng)排煙風(fēng)機(jī)和補(bǔ)風(fēng)機(jī)關(guān)閉。

對(duì)機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，消防補(bǔ)風(fēng)風(fēng)管上各70 ℃防火閥的動(dòng)作信號(hào)作為反饋信號(hào)接入報(bào)警系統(tǒng)，不需聯(lián)動(dòng)風(fēng)機(jī)。

5 結(jié)語(yǔ)

建筑防排煙系統(tǒng)是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的系統(tǒng)，在實(shí)際工作中，各專業(yè)工種要明確專業(yè)分工，嚴(yán)格按照各自的專業(yè)職責(zé)，根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，密切配合完成相關(guān)工作，避免反復(fù)提資，延誤設(shè)計(jì)工期。此外還要全面考慮可能存在的安全隱患，技術(shù)方案要滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的基本要求，對(duì)規(guī)范尚不明確的地方，要適度從嚴(yán)掌握，避免留下消防安全隱患。