建筑防排煙設(shè)計中固定窗設(shè)置探討

防排煙設(shè)計是建筑消防設(shè)計基礎(chǔ)內(nèi)容，其質(zhì)量直接影響建筑消防水平，關(guān)系建筑消防救援效率與安全。在建筑防排煙設(shè)計過程中，如何解決固定窗設(shè)置問題，保證固定窗作用最大程度發(fā)揮，成為相關(guān)人員關(guān)注思考的重點問題之一。本文在深度解析相關(guān)標準與規(guī)定基礎(chǔ)上，結(jié)合建筑防排煙工程案例，對建筑防排煙系統(tǒng)、固定窗設(shè)置作用、影響因素、相關(guān)要求、典型問題、解決辦法進行了簡要分析，希望為相關(guān)工作人員提供指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：防排煙；固定窗；建筑消防；設(shè)計引言建筑火災(zāi)是日常生活中較為常見的一種災(zāi)害，對居民財產(chǎn)與生命安全影響巨大。一方面，建筑火災(zāi)發(fā)生后可產(chǎn)生大量煙氣，影響光線，降低空氣能見度，干擾疏散、救援行為。另一方面，煙氣具有毒性，可通過口鼻進入人體，損害組織器官，增加死亡風(fēng)險。據(jù)不完全統(tǒng)計，建筑火災(zāi)中60%以上的傷亡與火災(zāi)煙氣有關(guān)。因此，做好建筑防排煙設(shè)計與工程審查工作至關(guān)重要?！督ㄖ罒熍艧熛到y(tǒng)技術(shù)標準》（GB51251-2017）的發(fā)布為建筑防排煙工作組織開展提供了指導(dǎo)。該標準中提到，固定窗是建筑防排煙工程中機械防煙系統(tǒng)的重要保障措施，建筑火災(zāi)發(fā)生后可通過啟動固定窗促進火災(zāi)煙氣排出。在實踐中，固定窗設(shè)置遇到諸多問題，如何有效執(zhí)行相關(guān)規(guī)定與標準，科學(xué)、合理解決固定窗設(shè)置問題，成為相關(guān)人員思考與探究的重點。一、建筑防排煙系統(tǒng)及其重要性分析防排煙系統(tǒng)作為建筑中較為關(guān)鍵的系統(tǒng)之一，其構(gòu)成較為復(fù)雜，在實際設(shè)計過程中應(yīng)綜合考慮各個因素。（一）建筑防排煙系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中，防排煙系統(tǒng)是一個重要的組成部分。主要功能是在火災(zāi)發(fā)生時，有效排除煙氣，減少火災(zāi)對人員生命安全的威脅。1.排煙風(fēng)機。排煙風(fēng)機是能夠產(chǎn)生強大吸力的設(shè)備，將煙霧從火源處吸入，經(jīng)排煙管道排出。排煙風(fēng)機的設(shè)計和選擇需要考慮到火源大小、煙霧濃度、建筑物結(jié)構(gòu)等因素[1]。2.排煙管道。排煙管道是用于輸送煙霧的通道，由金屬或塑料制成。排煙管道設(shè)計和選擇需要考慮到煙霧流量、管道長度、彎曲程度等因素。3.排煙閥。排煙閥是控制煙霧流向的設(shè)備，安裝在排煙管道上。排煙閥的設(shè)計和選擇需要考慮到火源位置、煙霧流動方向、建筑物結(jié)構(gòu)等因素。4.控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)是用于控制排煙風(fēng)機、排煙閥等設(shè)備運行狀態(tài)的系統(tǒng)，由控制器、傳感器等組成?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計和選擇需要考慮到火源變化、煙霧濃度、建筑物結(jié)構(gòu)等因素。（二）建筑防排煙設(shè)計的重要性1.提高建筑物的安全性能?；馂?zāi)是建筑物面臨的安全隱患，煙霧是火災(zāi)中最危險的因素之一。煙霧中的有毒氣體和顆粒物會導(dǎo)致人員窒息、中毒甚至死亡。因此，通過有效的防排煙設(shè)計，可以降低火災(zāi)中的煙霧危害，提高建筑物內(nèi)人員的逃生幾率。2.減少火災(zāi)對建筑物的破壞。火災(zāi)發(fā)生時，煙霧會迅速蔓延，導(dǎo)致火勢擴大。此外，煙霧還會影響消防人員的滅火工作，增加滅火難度。通過合理的防排煙設(shè)計，有效控制煙霧擴散，減緩火勢蔓延速度，為消防人員爭取寶貴的滅火時間，降低火災(zāi)對建筑物的破壞程度。3.提高建筑物的能源利用效率。在現(xiàn)代建筑中，空調(diào)、通風(fēng)等系統(tǒng)對于保證室內(nèi)空氣質(zhì)量和舒適度起著至關(guān)重要的作用。而這些系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時可能會成為煙霧擴散的通道。通過防排煙設(shè)計，可以在不影響系統(tǒng)正常運行的前提下，實現(xiàn)煙霧的有效排放，提高建筑物的能源利用效率。4.提高建筑物的美觀度。傳統(tǒng)的防排煙設(shè)施往往占用較大空間，影響建筑物的整體外觀。隨著科技的發(fā)展，新型防排煙設(shè)備逐漸出現(xiàn)，如隱藏式排煙口、無動力排煙風(fēng)機等。這些設(shè)備不僅具有高效的排煙性能，而且外觀美觀，能夠與建筑物的整體風(fēng)格相融合，提高建筑物的美觀度[2]。5.增強建筑物的使用價值。具備良好防排煙設(shè)計的建筑物可以在火災(zāi)等緊急情況下保障人員安全，并在平時為人們提供舒適、安全的生活環(huán)境，大大提高建筑物的使用價值，吸引更多的投資者和使用者。二、固定窗及其科學(xué)設(shè)置的主要作用（一）固定窗定義在建筑防排煙設(shè)計中，固定窗是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是不能打開或關(guān)閉的窗戶。這種窗戶的設(shè)計和安裝主要是為了實現(xiàn)特定的功能，如防火、防煙等。在設(shè)計固定窗時，需要考慮以下幾個原則。一是安全性，能夠有效防止火災(zāi)和煙霧蔓延；二是功能性，滿足特定的功能需求，如防火、防煙、隔音、保溫等；三是美觀性，安裝后應(yīng)充分考慮到建筑物的整體美觀效果。固定窗安裝要在建筑物的施工階段進行。安裝時，確保窗戶位置準確，窗戶與墻體連接牢固，窗戶表面平整。此外，對窗戶進行密封處理，防止煙霧和火焰通過窗戶縫隙蔓延[3]。后期應(yīng)定期進行檢查和維護，確保窗戶正常運行。注意清潔窗戶表面，檢查窗戶密封性能以及修復(fù)窗戶損壞部分。隨著科技的發(fā)展，固定窗設(shè)計和制造技術(shù)也在不斷進步。未來的固定窗會更加智能化，可通過智能控制系統(tǒng)，根據(jù)建筑物的實際需求，自動調(diào)整窗戶開啟程度。（二）固定窗主要作用在建筑防排煙設(shè)計中，固定窗起到防止煙霧擴散的作用。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，煙霧會迅速蔓延，威脅到人們的生命安全。通過設(shè)置固定窗，可以有效阻止煙霧擴散，為人們爭取寶貴的逃生時間。固定窗還可以減少火災(zāi)對周圍環(huán)境的影響，降低火災(zāi)撲救難度。同時，固定窗能夠引導(dǎo)煙霧排放。在火災(zāi)現(xiàn)場，煙霧排放非常重要。如果煙霧排放不暢，會導(dǎo)致火勢蔓延更快，增加火災(zāi)撲救難度。通過設(shè)置固定窗，可以將煙霧引導(dǎo)到指定的排放區(qū)域，有利于火勢控制和撲滅。此外，固定窗能夠提高室內(nèi)空氣質(zhì)量?；馂?zāi)發(fā)生時，室內(nèi)空氣質(zhì)量會急劇下降，對人體健康造成嚴重威脅。通過設(shè)置固定窗，有效提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，為人們提供更安全的逃生環(huán)境。在實際應(yīng)用中，固定窗設(shè)計和布局需要根據(jù)建筑物的特點和火災(zāi)風(fēng)險進行合理選擇。例如，對于高層建筑，可以設(shè)置多個固定窗，以提高煙霧排放效率；對于低層建筑，可以設(shè)置一個大型固定窗，以滿足通風(fēng)和排煙需求。三、影響固定窗設(shè)置的主要因素在建筑防排煙系統(tǒng)中，固定窗設(shè)置是對機械排煙的一種補充舉措。通常情況下，建筑可利用通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、加壓送風(fēng)系統(tǒng)、隔墻裝置、擋煙垂壁等多種設(shè)施進行排煙，建筑火災(zāi)煙氣與熱量排除率可達到80%以上[4]。在實踐中，當(dāng)機械排煙系統(tǒng)無法正常啟動或啟動作用降低時，則需要通過其他手段進行排煙，以降低建筑火災(zāi)煙氣影響。固定窗設(shè)置則給予了有效補充。固定窗作為固定排煙設(shè)施，在設(shè)計與施工過程中，容易受到一些因素影響，增加工程難度、影響作用發(fā)揮。例如，建筑火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣中帶有諸多熱量，且隨著溫度升高，煙氣體積不斷增大，通常溫度＞700℃時，煙氣會膨脹至3倍以上，水平方向與豎直方向的擴散速度分別達到（0.7±0.1）m/s、（3.5±0.5）m/s，這對固定窗排煙能力與耐熱性能提出了更高要求。又如，相關(guān)規(guī)定指出機械排煙系統(tǒng)正常運行前，固定窗不啟動，考慮到當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、多樣性，如何判斷固定窗開啟時機，確定固定窗啟動既能夠補充機械排煙系統(tǒng)，又不影響機械排煙系統(tǒng)運行成為相關(guān)人員思考的重點問題之一。一般情況下，經(jīng)驗豐富的工作人員可能做出較好規(guī)劃，給出解決方案，但對于經(jīng)驗欠缺且對相關(guān)規(guī)定標準認知不足工作人員，難度較大。一些建筑設(shè)置固定窗后可能違背其他建筑規(guī)定，形成次生風(fēng)險。因此，有效處理固定窗相關(guān)風(fēng)險至關(guān)重要。四、固定窗設(shè)置要求、問題與解決方法（一）設(shè)置要求為深入了解固定窗設(shè)置要求，現(xiàn)結(jié)合某多層商場類建筑進行分析。已知該建筑工程項目地上4層，主要用于商業(yè)經(jīng)營與日常辦公。建筑項目總面積超過79000m2，地上每層面積約為8950m2。建筑項目主樓配備機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，外圍設(shè)置建筑消防疏散通道（平時用于貨物運輸）。根據(jù)《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標準》（GB51251-2017）要求，該建筑項目固定窗位置主要分布在1層、2層、3層、4層外墻、封閉樓梯間頂層、中庭、固定玻璃窗等。在固定窗設(shè)置過程中，需要注意以下幾點：位于頂層的固定窗總面積需要≥2%的樓地面面積，位于中庭的固定窗總面積需要≥5%的樓地面面積；非頂層區(qū)域但鄰近外墻的固定窗需要與地面保持50%以上建筑層高距離，固定窗大小需要超過1m2，但與外墻之間的距離應(yīng)＜20m[5]。（二）常見問題與解決辦法1.問題1：隨著建筑設(shè)計與施工技術(shù)水平的不斷提高，建筑結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性、多樣性等特征。相關(guān)人員進行建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計時，常遇到大空間、大跨度建筑物。在進行固定窗設(shè)置時，極容易遇到不靠近外墻，也不位于頂層區(qū)域現(xiàn)象。例如，一些大型公共建筑項目設(shè)計過程中需要配備大長廊，而根據(jù)固定窗設(shè)置相關(guān)規(guī)定，需要在60m以上走道設(shè)置固定窗。此時的固定窗不靠近外墻，不在頂層。面對這一問題，如何合理設(shè)置固定窗成為相關(guān)人員思考的重點問題之一[6]。解決辦法：立足固定窗設(shè)置初衷，聯(lián)系建筑工程設(shè)計與施工相關(guān)要求，可在大空間、大跨度建筑工程項目的土建夾層外墻或排熱通道（如防火風(fēng)管）設(shè)置固定窗，保證固定窗符合《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標準》（GB51251-2017）要求中關(guān)于外墻固定窗的相關(guān)要求。值得注意的是，土建夾層與防火風(fēng)管的耐火最低限度應(yīng)在2h以上。2．問題2：一些建筑立面要求較高，建筑設(shè)計過程中大范圍使用玻璃幕墻。解決辦法：根據(jù)相關(guān)規(guī)定可知，固定窗需要滿足兩個基本條件。其一，啟動后不影響機械排煙系統(tǒng)；其二，容易人工破拆。玻璃幕墻滿足上述需求，且符合《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標準》（GB51251-2017）對玻璃固定窗設(shè)置要求時，可作為固定窗。以上述提到的商業(yè)性建筑工程為例，相關(guān)工作人員在建筑防排煙設(shè)計過程中，考慮到玻璃幕墻安全性、可靠性以及玻璃固定窗易拆除性，決定使用安全性較高的玻璃制作玻璃幕墻，并對其進行均質(zhì)化處理；玻璃固定窗應(yīng)用保溫、耐熱性能較強的窗扇，可從外側(cè)開啟，同時配置一定控制構(gòu)件，用以保證固定窗扇在最大程度開啟后，可持久固定[7]。3.問題3：高層建筑中設(shè)置固定窗可能遇到無法從外部拆除或設(shè)置作用無效問題。解決辦法：參照其他規(guī)定標準，對GB51251-2017進行補充，要求固定窗設(shè)置滿足消防操作要求即可。目前，多數(shù)地區(qū)針對固定窗設(shè)置給出補充建議。4.問題4：頂層固定窗破拆過程中存在潛在風(fēng)險。解決辦法：同樣以上述商業(yè)性建筑工程為例，該項目中庭對采光具有較高要求，建筑設(shè)計過程中配備了采光頂，考慮到頂層玻璃固定窗破除、墜落可能造成的不利影響，相關(guān)工作人員適當(dāng)抬高采光頂，于側(cè)面設(shè)置固定窗，既滿