試論高層建筑防排煙設計技術(shù)應用研究

1、    試論高層建筑防排煙設計技術(shù)應用研究    周國軍【摘要】防排煙設計技術(shù)作為增強高層建筑安全性的一項重要技術(shù)，主要存在自然排煙、機械排煙、機械加壓送風排煙三種排煙方式，在高層建筑物發(fā)生火災時，能夠有效地排出火災產(chǎn)生的大量煙氣，保障人們的生命財產(chǎn)安全。本文分析了三種排煙方式在高層建筑中的應用，并探討了防排煙設計技術(shù)的應用，旨在為相關(guān)領(lǐng)域提供參考性意見?！娟P(guān)鍵詞】防排煙設計技術(shù)；自然排煙；機械排煙；機械加壓送風防煙前言：加強防排煙設計的應用是高層建筑防火設計的重要環(huán)節(jié)，對于提高高層建筑經(jīng)濟效益和保障人們生命財產(chǎn)安全來說意義重大1。高層建筑防火設計不完善

2、，會產(chǎn)生較大的安全隱患，主要有以下三個方面的原因：高層建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜，存在較多的可燃物，當火災發(fā)生時，各種豎井拔氣力大，導致煙氣和火勢向上迅速蔓延；高層建筑曾粗多，一旦發(fā)生火災，疏散和撲救難度大；高層建筑人員眾多，火災容易造成大量的人員傷亡。合理的防排煙設計可以有效阻礙或排出高溫煙氣，方便人們開展火災撲救工作和順利逃出。在防排煙方式當中，機械排煙與機械加壓排煙是防排煙設計的重點內(nèi)容。一、高層建筑防排煙方式（一）自然排煙根據(jù)全國民用建筑工程設計技術(shù)措施的規(guī)定，自然排煙系統(tǒng)多應用于靠外墻的防煙樓梯間，每5層內(nèi)可開啟外窗總面積之和應在2以上，頂層可開啟的外窗面積應大于0.8。盡管在實際的建筑施工

3、過程中，一般情況下施工設計圖都可以滿足以上要求，但是由施工不合理或二次裝飾等原因?qū)е碌拈_窗面積不足的現(xiàn)象也并不少見2。結(jié)合相關(guān)施工人員的經(jīng)驗來看，以下幾種措施可以最大程度地發(fā)揮自然排煙的作用：在外窗開啟的形式上，可以選擇較為靈活的開啟形式，以便更好地自然排煙，比如翻轉(zhuǎn)式；外窗開啟面積應為有效面積；外窗開啟的位置一般在外墻上部，也可開啟在頂棚下800mm處。自然排煙方式的選擇依建筑方案或內(nèi)走道的不同而有所不同，采用自然排煙方式應滿足以下條件：內(nèi)走道在一個防煙分區(qū)內(nèi)，且能夠開啟外窗；可開啟外窗的為主距最遠端內(nèi)走道的水平距離小于30cm；滿足可開啟外窗的有效面積。當室內(nèi)的中庭凈高在12cm以下時，自

4、然排煙可采用開啟天窗或高側(cè)窗的方式，而針對在天窗或高側(cè)窗上方設置的外窗，有兩種設計辦法，一是在自動排煙窗附近設置便于操作的手動開啟裝置，二是設計電動設施控制啟閉的自動排煙窗3。（二）機械排煙全國民用建筑工程設計技術(shù)措施規(guī)定，自然排煙和機械排煙的方式不能同時存在于一條走道之內(nèi)，針對這一規(guī)定，有以下兩種解決辦法：將整條走道作為一個防煙分區(qū)，采用機械排煙；采用隔墻和門將走道兩端隔離起來，分別采用自然排煙和機械排煙方式。當對排煙系統(tǒng)進行分區(qū)時，可以采用擋煙垂壁、防火隔墻、結(jié)構(gòu)梁和不燃燒體組織和積蓄煙氣，形成一定的壓力差，促進排煙。不論防火分區(qū)劃分為多少，在火災時，應當根據(jù)實際情況決定運行防火系統(tǒng)的數(shù)量

5、，一般而言只考慮一點排煙，然而對于一些特殊地點可以同時開啟加壓送風防煙系統(tǒng)，比如前室、合用前室和樓梯間等這些疏散通道。（三）機械加壓送風防煙全國民用建筑工程設計技術(shù)措施規(guī)定，當疏散通道開啟的外窗面積無法達到要求時，可設置機械加壓送風防煙設施。實際的機械加壓防煙設施在運行時，設計人員按照規(guī)定設計系統(tǒng)加壓送風量，忽略了開啟門洞處的風速，在防煙樓梯間、前室或合用前室所選的送風量往往達不到實際效果。因此，設計人員應嚴格設置加壓送風口，以滿足機械加壓送風運行的需求，提高送風兩的實際效果，具體可做到以下兩點：在設置加壓送風系統(tǒng)的地方，盡量設置固定窗，避免使用可開啟外窗和百葉窗，這樣不僅可以保證在啟動加壓送

6、風系統(tǒng)的時候，出現(xiàn)空氣從窗洞嚴重流失的情況，使加壓空間的余量充分滿足規(guī)范的要求，還可以達到有效阻斷煙氣的目的，做到正壓送風；送風口應當設置在無遮擋物的地方，如果設有控制機構(gòu)，應當處于送風口的下方，且便于操作，同時，送風口施工的時候要預留出一定的空間，將百葉的遮擋面積考慮在內(nèi)，最大程度地滿足規(guī)范要求4。二、高層建筑防排煙設計技術(shù)應用（一）機械排煙在采用機械排煙時，應當重視防煙分區(qū)的劃分，防火分區(qū)與防煙分區(qū)存在很大的區(qū)別，防煙分區(qū)不能跨越防火分區(qū)，否則將大大削弱防火分區(qū)的作用5。防煙分區(qū)的劃分應當注意以下幾個問題：當頂棚高度在6m以下時，每個防煙分區(qū)的面積應小于500，超過6m則不受此限制；特殊用

7、途的場所應單獨劃分防煙分區(qū)；當建筑樓層的面積過小時，可跨越樓層進行劃分，但以三層為限，否則不能跨越樓層；對于需要設置排煙設施的房間、走道，可采用隔墻、擋煙隔壁和結(jié)構(gòu)梁劃分防煙分區(qū)，結(jié)構(gòu)梁與地面的高度在1.8m以上。（二 ）機械防煙加壓系統(tǒng)設計機械防煙加壓系統(tǒng)設計可以為人們提供不受煙氣干擾的避難場所和疏散路線，因此，在運用機械防煙加壓系統(tǒng)的時候，要注意以下兩點問題：當打開加壓部位的門時，為了防止煙氣入侵，門洞斷面需要提供更大的氣候速度，才能為人員避難與疏散提供一個安全的通道；加壓部位在關(guān)閉門時，必須與著火樓層保持一定的壓力差。在運行機械防煙加壓系統(tǒng)設計的時候，分為確定加壓空間、選定系統(tǒng)形式和確定

8、加壓送風量三個步驟，這三個步驟都需要嚴格按照設計規(guī)范、要求來操作，其中，確定加壓送風量是最重要的一個步驟。目前，壓差法是高層建筑中加壓送分量計算的常用辦法。一定的加壓值是保持加壓部位的前提條件，加壓值反映了加壓部位的送風量，在火災發(fā)生時，只有維持一定的送風量，才能保證疏散通道的暢通。壓差法應用的是正壓間和非正壓間的壓力差來達到送風量的目的，正壓與送風量之間呈現(xiàn)出的是一種正比關(guān)系，其基本公式如下：其中，l為正壓間送風系統(tǒng)送風量，為開口的流量系數(shù)，一般=0.60.7，通常取=0.65，p為開口兩側(cè)壓差，為通過開口的氣流密度，a為開口的漏風面積。并聯(lián)式漏風通路，正壓間的漏風面積計算公式如下：at=a

9、1+a2+a3+a4其中，a為總有效面積。當門開啟時，疏散路線上的門有時會被開啟，在加壓系統(tǒng)的設計過程中，應當考慮通向加壓空間的門短時間開啟時的狀態(tài)。此時，加壓空間與周圍空間相連通，二者之間將難以維持原壓力，煙氣會進入加壓空間，如果能夠保持門洞處有一定的風速則可以有效避免這一問題的出現(xiàn)，防止加壓空間內(nèi)煙氣的入侵。結(jié)束語綜上所述，自然排煙、機械排煙和機械加壓送分排煙是高層建筑防排煙設計的三種形式，實際的防排煙設計工作還存在諸多無法實現(xiàn)的內(nèi)容，只有進行合理的設計，才能從根本上在火災發(fā)生時為人們提供一條安全通道和避難場所。當今高層建筑發(fā)展的主要特征是結(jié)構(gòu)更加復雜、樓層更高，進行防排煙設計是保障人們生

10、命財產(chǎn)安全的重要途徑，如果應對這一變化，高層建筑防排煙設計還將面臨更大挑戰(zhàn)。相關(guān)人員應著眼于國內(nèi)外先進的科學技術(shù)，技術(shù)更新防排煙設計的技術(shù)與手段，為提高高層建筑的安全性做出更大的貢獻。參考文獻1廖發(fā)明. 談高層建筑防排煙設計技術(shù)應用j. 山西建筑，2013，17：102-103.2梁少鵬. 建筑防排煙系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)j. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2013，18：81-82.3馮琳. 關(guān)于高層民用建筑防排煙系統(tǒng)的深入思考以及幾點建議j. 科技信息，2012，16：97-98.4洪金男. 高層建筑防排煙設計中常見問題分析及對策探討j. 科技創(chuàng)新導報，2012，28：74.5張永國，梁光棋. 高層民用建筑防排煙設計施工常見問題淺析j. 經(jīng)營管理者，2011，10：349.6范榕. 高層建筑防排煙設