高層建筑防火排煙設(shè)計(jì)若干問題的探討.doc

高層建筑防火排煙設(shè)計(jì)若干問題的探討(2008-8-15 8:25:00)【E路中國風(fēng)機(jī)網(wǎng)】 高層建筑防火排煙設(shè)計(jì)若干問題的探討2008/8/15/08:13來源：湖南消防總隊(duì) 作者：胡志 摘要針對(duì)高層建筑內(nèi)部重點(diǎn)部位、重點(diǎn)場(chǎng)所的布局和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)防排煙設(shè)計(jì)進(jìn)行分析、論證，提出部分優(yōu)化設(shè)計(jì)的意見和建議，供設(shè)計(jì)、審核人員參考。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高層民用建筑已從大中城市發(fā)展到中小城市，并且朝著大型化、高層化、多功能化的方向發(fā)展。由于高層建筑煙囪效應(yīng)作用的影響，火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣濃度黑、溫度高，危害性比一般建筑更加嚴(yán)重，大量的火災(zāi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，火災(zāi)中受煙害直接致死的約占80%以上。因此，高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，迅速排放煙氣，防止蔓延擴(kuò)散，確保人員安全疏散是關(guān)鍵。本文就高層民用建筑防排煙設(shè)計(jì)方面的幾個(gè)問題進(jìn)行探討。 一、關(guān)于排煙口與室內(nèi)最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平距離問題 高層建筑的排煙分為可開啟外窗的自然排煙和機(jī)械排煙。自然排煙是利用火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的熱壓，通過可開啟的外窗或排煙窗（包括在火災(zāi)發(fā)生時(shí)破碎玻璃以打開外窗）把煙氣排放到室外。自然排煙方式簡單、經(jīng)濟(jì)，不需要專門的排煙設(shè)備，火災(zāi)時(shí)不受電源中斷的影響，但受室外風(fēng)向、風(fēng)速和建筑本身的密封性或熱壓作用的影響。機(jī)械排煙是設(shè)置專用的排煙口、排煙管道及排煙風(fēng)機(jī)把火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣和熱量排放到室外。排煙風(fēng)機(jī)工作時(shí)，排煙口附近產(chǎn)生負(fù)壓，加速室內(nèi)煙氣的流動(dòng)，強(qiáng)制將煙氣排放到室外。 機(jī)械排煙口與室內(nèi)最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平距離，高規(guī)第8.4.5條規(guī)定很明確，“防煙分區(qū)內(nèi)的排煙口距最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平距離不應(yīng)超過30m”。高規(guī)第8.1.3.1條：“一類高層建筑和建筑高度超過32m的二類高層建筑長度超過20m的內(nèi)走道應(yīng)設(shè)排煙設(shè)施”；高規(guī)第8.4.1.1條：“一類高層建筑和建筑高度超過32m的二類高層建筑的無直接自然通風(fēng)，且長度超過20m的內(nèi)走道或雖有直接自然通風(fēng)，但長度超過60m的內(nèi)走道，應(yīng)設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施”?；馂?zāi)時(shí)，人在濃煙中低頭掩鼻最大通行距離為2030m。顯然，高規(guī)以人在濃煙中低頭掩鼻最大通行距離的下限值20m判定高層建筑的內(nèi)走道是否設(shè)排煙設(shè)施，考慮雙向疏散，以人在濃煙中低頭掩鼻最大通行距離上限值30m的二倍，即60m，判定高層建筑內(nèi)有可開啟外窗（僅在走道的兩個(gè)盡端設(shè)置）的內(nèi)走道是否設(shè)機(jī)械排煙設(shè)施。人在濃煙中低頭掩鼻最大通行距離是20m還是30m，筆者認(rèn)為這個(gè)數(shù)值要根據(jù)火災(zāi)時(shí)人員密度、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)的完善程度，建筑材料中不燃燒體和難燃燒體使用情況而定，高層建筑內(nèi)的商場(chǎng)、觀眾廳、多功能廳、會(huì)議室、歌舞娛樂放映游藝場(chǎng)所等公眾聚集場(chǎng)所可燃裝飾材料多、人員密度高，火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生有毒煙氣多、人員疏散速度相對(duì)較慢。因此，對(duì)于高層公共建筑，人在濃煙中低頭掩鼻最大通行距離應(yīng)該嚴(yán)格要求，采用20m。筆者建議在高規(guī)自然排煙一節(jié)中增加一條“自然排煙可開啟外窗與室內(nèi)最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平距離不應(yīng)超過20m”；高規(guī)第8.4.1.1條修改成“一類高層建筑和建筑高度超過32m的二類高層建筑的無直接自然通風(fēng)，且長度超過20m的內(nèi)走道或雖有直接自然通風(fēng)，但長度超過40m的內(nèi)走道，應(yīng)設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施”。這樣，就與2006年版建規(guī)中的相關(guān)執(zhí)行條款統(tǒng)一起來了。 綜上所述，高層建筑的內(nèi)走道、大空間場(chǎng)所（如商場(chǎng)、展廳等）無論采用何種形式的排煙方式，只要滿足室內(nèi)任一點(diǎn)20m范圍內(nèi)設(shè)置了自然排煙口或者30m范圍內(nèi)設(shè)置了機(jī)械排煙口，其排煙設(shè)計(jì)是符合要求的。例如：某高層建筑內(nèi)走道長度超過40m，僅在走道兩個(gè)盡端設(shè)置自然排煙窗口，側(cè)走道中間適中位置應(yīng)增設(shè)機(jī)械排煙口；某大型商場(chǎng)，進(jìn)深大于40m，則市場(chǎng)內(nèi)部應(yīng)當(dāng)設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施。二、關(guān)于樓梯間、前室、消防電梯間前室及合用前室的防煙設(shè)計(jì)問題 高層建筑的防煙分為可開啟外窗的自然排煙和機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙。高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，樓梯間是內(nèi)部人員唯一的垂直疏散通道，消防電梯是消防隊(duì)員進(jìn)行撲救的主要垂直運(yùn)輸工具，為了安全疏散和撲救的需要，必須確保樓梯間、前室、消防電梯前室及合用前室內(nèi)無煙。 從安全和經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，高層建筑的樓梯間、前室、消防電梯間前室及合用前室宜靠外墻設(shè)置，并應(yīng)直接天然采光和自然通風(fēng)。無論何種形式的樓梯間，采用自然排煙，均應(yīng)滿足每五層內(nèi)可開啟外窗面積之和不應(yīng)小于2的要求。防煙樓梯間前室、消防電梯間前室采用自然排煙，可開啟外窗面積不應(yīng)小于2，合用前室不應(yīng)小于3。當(dāng)防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室、合用前室不具備自然排煙條件時(shí)，則應(yīng)當(dāng)設(shè)置機(jī)械防煙設(shè)施，其加壓送風(fēng)量具體可參見高規(guī)相關(guān)條款的規(guī)定，本文不再贅述。具體討論以下兩個(gè)方面的問題： 一是建筑高度超過50m的商住樓，住宅部分防煙樓梯間及其前室、消防電梯前室及合用前室是否要設(shè)機(jī)械防煙設(shè)施。高規(guī)第8.2.1條：“除建筑高度超過50m的一類公共建筑和建筑高度超過100m的居住建筑外，靠外墻的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室，宜采用自然排煙方式”。本條條文說明中明確指出，超過50m的一類公共建筑，防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室及合用前室僅采用自然排煙方式是不夠的，應(yīng)設(shè)置機(jī)械防煙設(shè)施。筆者認(rèn)為，對(duì)于建筑高度超過50m的商住樓、綜合樓（上部設(shè)有住宅）等公共建筑，其住宅部分的防煙樓梯間及其前室、消防電梯前室及合用前室，當(dāng)能采用自然排煙方式時(shí)，不一定要設(shè)置機(jī)械防煙設(shè)施。建規(guī)第5.4.6條：“住宅部分與非住宅部分應(yīng)采用不開設(shè)門窗洞口的耐火極限不低于1.5h的不燃燒體樓板和2h的不燃燒體隔墻與居住部分完全分隔；其他功能場(chǎng)所和居住部分的安全疏散、消防設(shè)施等防火設(shè)計(jì)，應(yīng)分別按照本規(guī)范中住宅建筑和公共建筑的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行”，高規(guī)僅對(duì)商住樓作出了類似規(guī)定。為確保住宅部分的人員安全疏散，商住樓、綜合樓等上部設(shè)有住宅的公共建筑，其住宅部分必須與非住宅部分之間達(dá)到完全分隔要求，這樣整個(gè)住宅部分形成了一個(gè)獨(dú)立的防火、防煙空間，即使下部的公共活動(dòng)用房區(qū)域發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)和煙氣也不會(huì)迅速蔓延至樓梯間及前室。因此，諸如此類高層公共建筑，其住宅部分防煙樓梯間及前室、消防電梯間前室及合用前室可直接采取自然排煙方式。 二是對(duì)不具備自然排煙條件的防煙樓梯間進(jìn)行加壓送風(fēng)，其前室是否要設(shè)機(jī)械防煙設(shè)施。防煙樓梯間與其前室中間僅隔開一道乙級(jí)防火門，當(dāng)防煙樓梯間進(jìn)行加壓送風(fēng)時(shí)，風(fēng)量只能通過前室及外門排放出去，在對(duì)防煙樓梯間加壓送風(fēng)的同時(shí)，實(shí)際上也間接的對(duì)其前室進(jìn)行加壓送風(fēng)。因此，對(duì)不具備自然排煙條件的防煙樓梯間進(jìn)行加壓送風(fēng)時(shí)，其前室可不設(shè)機(jī)械防煙設(shè)施，只是通往前室的風(fēng)受到門的阻力，其壓力、風(fēng)量受節(jié)流，在設(shè)計(jì)和計(jì)算防煙樓梯間的送風(fēng)量時(shí)，宜取高規(guī)表8.3.21中的較大值。 三、關(guān)于歌舞娛樂放映場(chǎng)所的排煙設(shè)計(jì)問題 影劇院、錄像廳、歌舞廳、KTV等歌舞娛樂放映場(chǎng)所由于考慮影視、音響效果及環(huán)保等因素，往往在建筑和室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)時(shí)，將一部分靠外墻的窗戶進(jìn)行封堵，使整個(gè)場(chǎng)所不具備自然排煙條件，形成大量的無窗房間、無窗空間。因此，消防監(jiān)督人員在對(duì)歌舞娛樂放映場(chǎng)所進(jìn)行審核、驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)對(duì)其內(nèi)部排煙設(shè)計(jì)嚴(yán)格審查把關(guān)，防止火災(zāi)隱患產(chǎn)生。具體把握以下兩個(gè)原則：一是疏散通道、房間、大廳內(nèi)最不利點(diǎn)20m范圍內(nèi)必須設(shè)置有自然排煙口，或者30m范圍內(nèi)設(shè)置有機(jī)械排煙口；二是建筑面積超過100的無窗房間應(yīng)當(dāng)設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施。實(shí)際上，歌舞娛樂放映場(chǎng)所為了確保室內(nèi)良好的空氣環(huán)境，平時(shí)都設(shè)有通風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)有排風(fēng)管道設(shè)施。如果房間采用局部機(jī)械排煙方式，并與通風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合，選擇合理的排煙風(fēng)機(jī)，增加一些常開式電動(dòng)排煙風(fēng)口，保證系統(tǒng)符合一定的防火要求，同時(shí)，把排煙自動(dòng)裝置與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)起來，其排煙設(shè)計(jì)就更加完美了。 四、關(guān)于中庭的防、排煙設(shè)計(jì)問題 中庭在高層建筑中往往貫通數(shù)層，火災(zāi)時(shí)，火勢(shì)和煙氣迅速蔓延，在較短的時(shí)間內(nèi)彌散到整個(gè)中庭，并通過中庭擴(kuò)散到相鄰空間。對(duì)于中庭的煙控技術(shù)主要有以下三個(gè)方面：一是限制中庭及相連空間內(nèi)可燃物的存放量，減少發(fā)生火災(zāi)的可能性；二是安裝自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，有效地降低火災(zāi)產(chǎn)生的熱量和煙氣，設(shè)置防煙隔斷，限制煙氣擴(kuò)散；三是設(shè)置排煙設(shè)施，將火災(zāi)時(shí)中庭內(nèi)積存的煙氣有效地排放到建筑物外。高規(guī)第8.2.2.5條：“凈高小于12m的中庭可開啟的天窗或側(cè)高窗的面積不小于該中庭面積的5%時(shí)，可采用自然排煙方式?！被馂?zāi)時(shí)，煙氣的上升速度為34m/s，一般只需34s就可上升到12m高度，由于煙氣在上升過程中溫度降低出現(xiàn)“層化”，當(dāng)中庭不具備自然排煙條件或者高度超過12m時(shí)，應(yīng)當(dāng)設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施。具體可通過計(jì)算確定中庭的排煙量和排煙風(fēng)機(jī)的設(shè)置數(shù)量：當(dāng)中庭體積小于17000m3時(shí)，其排煙量按其體積的6次/h換氣計(jì)算；當(dāng)中庭體積大于17000m3時(shí)，其排煙量按其體積的4次/h換氣計(jì)算，但最小排煙量不應(yīng)小于102000m3/h。 防排煙設(shè)計(jì)是建筑消