臨港某產(chǎn)業(yè)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)廠房的排煙設(shè)計探討

劉婷

標(biāo)準(zhǔn)化廠房的“標(biāo)準(zhǔn)”與行業(yè)性質(zhì)有關(guān)，不同的行業(yè)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化廠房，因為各個行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化廠房的用途、結(jié)構(gòu)、設(shè)備和資金等情況都不一樣。通常來說，標(biāo)準(zhǔn)廠房是指在規(guī)定區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一規(guī)劃，具有通用性、配套性、集約性等特點，主要為中小工業(yè)企業(yè)集聚發(fā)展和外來工業(yè)投資項目提供生產(chǎn)經(jīng)營場所的發(fā)展平臺。相同的行業(yè)，在一定的范圍內(nèi)有一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

臨港某產(chǎn)業(yè)區(qū)項目是臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要承載基地。根據(jù)臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)的發(fā)展導(dǎo)向及自身特點，項目定位于信息技術(shù)、航空航天、現(xiàn)代裝備、新材料等領(lǐng)域的具有創(chuàng)新引領(lǐng)功能的研發(fā)中心、技術(shù)中心、設(shè)計中心、運營中心和技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)為一體的產(chǎn)業(yè)基地。項目將體現(xiàn)當(dāng)今世界最先進的標(biāo)準(zhǔn)廠房的建設(shè)理念，打造出一個產(chǎn)業(yè)特色鮮明、結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)領(lǐng)先、功能完備的創(chuàng)新型、可持續(xù)、國際化的工業(yè)園區(qū)。

什么樣的標(biāo)準(zhǔn)廠房基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境，才能最好地支撐高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展？

一、標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化能確保用戶獲得高品質(zhì)的產(chǎn)品，同時實現(xiàn)非常快速的部署，壓縮設(shè)計施工周期。標(biāo)準(zhǔn)廠房中標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計參數(shù)關(guān)聯(lián)到各個專業(yè)。以排煙設(shè)計為例，對排煙系統(tǒng)影響最大的兩個專業(yè)是建筑專業(yè)和結(jié)構(gòu)專業(yè)，它們的信息參數(shù)對排煙設(shè)計至關(guān)重要。建筑專業(yè)涉及到的參數(shù)是火災(zāi)危險性類別、層數(shù)、層高、跨度、柱距、廠房長邊長度及寬邊長度。結(jié)構(gòu)專業(yè)涉及到的參數(shù)是結(jié)構(gòu)形式，梁板高度、行車牛腿高度、樓板吊載、屋面做法。建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、可控化，能夠非常有效地節(jié)省排煙系統(tǒng)的造價。

在土建專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的前提下，排煙方式，電動排煙窗開啟形式，手動開啟裝置的布置高度，排煙機房的位置及面積、排煙井道的面積及出屋面做法、排煙管道的布置原則都是可以實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的。

二、合理規(guī)劃層高

臨港業(yè)主的需求是標(biāo)準(zhǔn)廠房內(nèi)每跨距需預(yù)留5t行車。5t的行車的軌頂標(biāo)高是6.8m，行車自身高度0.9m加上行車安全高度0.3m，為行車預(yù)留的總高度就達到了8m。建筑專業(yè)根據(jù)行車及綜合考慮，前期規(guī)劃的一層建筑高度為9m，這個數(shù)值對排煙不利，因為層高9m決定了廠房凈空一定不足9m。首先明確的概念是層高并不是空間凈高，空間凈高是指樓板底標(biāo)高，兩者之間差了一個樓板的厚度。當(dāng)然如果涉及到屋面坡度的話，空間凈高應(yīng)該取廠房頂板最低點處的板底標(biāo)高，且不論這個凈高還沒有考慮地面做法。對排煙系統(tǒng)而言，建筑層高的選取至關(guān)重要，在確定建筑層高時，暖通專業(yè)提前介入并提供優(yōu)化意見非常必要，優(yōu)化建議主要是涉及到兩個關(guān)鍵數(shù)字9和6。

1. 凈高大于9m

當(dāng)建筑規(guī)劃層高在8～9.5m范圍時，建議選擇層高等于9米加上樓板高度，保證空間凈高大于9m。當(dāng)空間凈高超過9米時，煙氣無組織擴散，擋煙設(shè)施無法有效阻擋煙氣，故技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB51251-2017中4.2.4注2中規(guī)定當(dāng)空間凈高大于9m時，防煙分區(qū)之間可不設(shè)擋煙設(shè)施。擋煙設(shè)施指的是設(shè)置排煙系統(tǒng)的場所或部位采用的擋煙垂壁、結(jié)構(gòu)梁及隔墻等劃分防煙分區(qū)的設(shè)施。如采用自然排煙方式，建筑專業(yè)在側(cè)墻設(shè)置電動排煙窗時，擋煙垂壁的底標(biāo)高應(yīng)低于側(cè)墻電動排煙窗的窗底標(biāo)高。排煙窗的設(shè)置受外立面效果的影響，就本項目來說，窗底標(biāo)高就遠遠低于規(guī)范要求的儲煙倉厚度，如果室內(nèi)設(shè)置擋煙垂壁，則擋煙垂壁的離地標(biāo)高最多與窗底齊平（+4.2m），擋煙垂壁的自身高度要達到4.8m（結(jié)構(gòu)梁0.9+耐火石膏板3.9m）。先不論耐火石膏板的造價，從梁下設(shè)置一塊將近4米的石膏板，需要高空作業(yè)，施工難度較大，而且美觀性低。如果采用電動擋煙垂壁，避免了視覺上的不美觀，但大跨度的廠房設(shè)置電動擋煙垂壁也需要分段設(shè)置，除了需要額外配電外，重量和費用都不低。反之，如果通過優(yōu)化凈高規(guī)避了設(shè)置擋煙垂壁，排煙窗底標(biāo)高其實可以進一步降低，只需要滿足大于安全疏散所需的最小清晰高度即可，本項目的最小清晰高度h=2.5m，排煙窗底標(biāo)高降低，對于建筑外立面的窗扇造型設(shè)計會更寬容，排煙窗的布置也更均勻。合理優(yōu)化建筑層高，不僅可以有效提高室內(nèi)凈高，節(jié)省擋煙設(shè)施的費用，降低電動/手動排煙窗的設(shè)置底標(biāo)高，還能額外減少排煙口的數(shù)量。

建筑規(guī)劃層高在8～9.5m范圍內(nèi)的自然排煙造價對比表

2. 凈高大于6m

和凈高有關(guān)的另一個數(shù)字是6，當(dāng)建筑規(guī)劃層高在5～6.5m范圍時，建議選擇層高等于6米加上樓板高度，保證空間凈高大于6m?？臻g凈高大于6m時，工業(yè)建筑防煙分區(qū)的最大允許面積及其長邊最大允許長度都是最大的。當(dāng)空間凈高H=6m時，防煙分區(qū)長邊最大允許長度僅為36m；而空間凈高H＞6m時，防煙分區(qū)長邊最大允許長度為60m，具有自然對流條件時，不應(yīng)大于75m，相當(dāng)于長邊的控制長度增加了一倍。當(dāng)長邊小于75m，面積小于2000m2的狹長型建筑如果適當(dāng)考慮層高，控制室內(nèi)凈高大于6m，完全有可能使單層廠房不必劃分防煙分區(qū)。減少防煙分區(qū)的劃分?jǐn)?shù)量，能最有效的簡化排煙系統(tǒng)，提高安全性，同時減少廠房排煙窗的開啟數(shù)量，提高了經(jīng)濟性。

建筑規(guī)劃層高在5～6.5m范圍的自然排煙方案估價比較表

當(dāng)廠房空間凈高不足6m時，因為防煙分區(qū)劃分?jǐn)?shù)量的增加，建筑立面上很難布置具備對流條件的電動排煙窗，幾乎可以認(rèn)為是無法實現(xiàn)自然排煙的。

三、排煙方式的選擇

標(biāo)準(zhǔn)廠房采用自然排煙方式，還是機械排煙方式，是業(yè)主反復(fù)討論比較的一個關(guān)鍵點。既要核算經(jīng)濟性，也要兼顧凈空高度，同時還要考慮后期改造的可行性。自然排煙保證的是凈高，機械排煙提供的是靈活性。自然排煙相較機械排煙在造價方面來說是完全沒有優(yōu)勢可言的，但當(dāng)土地成本較高的時候，排煙機房所占的樓板價格在整個排煙系統(tǒng)總造價中的比例大幅提高，這時候優(yōu)勢則沒有那么明顯了。

1. 自然加機械的排煙設(shè)計方案

凡事皆有取舍，對于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)廠房來說，凈高至關(guān)重要。在這個大前提下，采用自然排煙措施，同時預(yù)留機械排煙的可能性，是明智之舉。臨港產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)具體的做法是，廠房內(nèi)在側(cè)墻及屋面共同設(shè)置滿足規(guī)范要求的電動排煙窗，采用自然排煙方式，電動排煙窗與火災(zāi)報警系統(tǒng)聯(lián)動。同時在土建上預(yù)留排煙管道井，排煙機房區(qū)域，排煙管道空間布置高度，樓板下吊掛荷載等。

2. 排煙管道井的預(yù)留

從建筑體量而言，按照36m的模數(shù)設(shè)一個排煙管道井比較合適。室內(nèi)有超過9m層高的生產(chǎn)廠房，預(yù)留排煙管道井面積不應(yīng)小于4m2。排煙管道井可以與工藝排風(fēng)井合并預(yù)留，今后如果沒有消防改造需求，管道井可以用作工藝排風(fēng)井使用，節(jié)省了土建預(yù)留成本，也增加了系統(tǒng)的靈活性。小于6m層高的輔助用房，預(yù)留排煙管道井面積不應(yīng)小于1平方。輔助用房和生產(chǎn)廠房的排煙管道井在一般情況下，建議合并預(yù)留，既節(jié)省面積，又提高實用性。

3. 排煙機房的預(yù)留

排煙機房預(yù)留在輔房屋面或生產(chǎn)廠房頂層最合理。當(dāng)輔助用房和生產(chǎn)廠房內(nèi)的排煙管道井合并預(yù)留時，排煙機房設(shè)置在輔助用房屋面上，從管道通路上來說是通暢的。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)廠房沒有配套的輔助用房，屋面為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)不能滿足機房設(shè)置要求等情況下，排煙機房預(yù)留在生產(chǎn)廠房內(nèi)是被迫之舉。同時按照規(guī)范要求，排煙機房應(yīng)盡量設(shè)置在排煙系統(tǒng)頂端，因此當(dāng)排煙機房必須設(shè)置在室內(nèi)時，最佳方案是設(shè)置在頂層。排煙機房的預(yù)留，對于今后承租的小業(yè)主而言，每一平方的面積都需要支付租金，排煙機房的面積當(dāng)然希望越小越好，但從設(shè)計角度考量，土建配套設(shè)施前期不充分預(yù)留，對今后的改造會造成很多困難，有些條件更是不可逆的，把可能出現(xiàn)的情況全盤考量是預(yù)留的要點。最終解決這個矛盾的方式是預(yù)留機房面積，預(yù)留荷載，預(yù)留管道通路，建筑隔墻后砌，既確保排煙機房的功能性，又保證機房的面積靈活性。排煙機房的面積按大空間廠房最小防煙分區(qū)的機械排煙量考慮，同時機房要滿足管道布置、閥門的安裝需求及人員檢修通道的最低要求。綜合考慮后，預(yù)留排煙機房的面積不應(yīng)小于50平方。

四、便于改造的解決方案

高新企業(yè)入駐后可能會產(chǎn)生的消防改造可能性，下面列舉了幾種改造方向，都是項目實際運營后期遇到的真實情況。需求1：標(biāo)準(zhǔn)廠房前期的火災(zāi)危險性等級為丙類，企業(yè)入駐后降級為丁類。需求2：標(biāo)準(zhǔn)廠房為唯一業(yè)主服務(wù)，室內(nèi)劃分為若干個獨立的生產(chǎn)用房。需求3：標(biāo)準(zhǔn)廠房為多個業(yè)主服務(wù)，室內(nèi)劃分為若干個獨立的生產(chǎn)用房。需求4：廠房內(nèi)局部增設(shè)吊頂，并增設(shè)建筑墻體隔斷。

對應(yīng)上述情況，相應(yīng)的改造思路如下表所述：

改造思路需求1 火災(zāi)危險性等級調(diào)整后，總建筑面積＜5000m2，廠房可取消原排煙措施。需求2 室內(nèi)劃分盡量與室內(nèi)防煙分區(qū)劃分一致，依舊沿用原自然排煙設(shè)施。需求3 廠房消防系統(tǒng)獨立，建筑劃分與防煙分區(qū)劃分保持一致，沿用原自然排煙設(shè)施。需求4室內(nèi)局部設(shè)置吊頂，吊頂區(qū)域靠外墻設(shè)置，利用可開啟外窗實現(xiàn)自然排煙。如條件不允許，則相應(yīng)增加機械排煙系統(tǒng)。

五、結(jié)語

隨著臨港高新產(chǎn)業(yè)區(qū)的快速發(fā)展，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)要求的標(biāo)準(zhǔn)化、快速部署、經(jīng)濟性、改造靈活性對標(biāo)準(zhǔn)廠房的排煙設(shè)計提出了新的要求。在建筑方案初期就按照有利于排煙的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)進行設(shè)計，對提高后期廠房排煙系統(tǒng)的經(jīng)濟性至關(guān)重要。采用自然排煙方式同時預(yù)留機械排煙系統(tǒng)土建條件的設(shè)計原則能提供最優(yōu)的室內(nèi)凈高，提供靈活的改造方案，是適應(yīng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的最佳選擇。