高層建筑防火排煙設計若干問題的探討.doc

高層建筑防火排煙設計若干問題的探討(2008-8-15 8:25:00)【E路中國風機網】 高層建筑防火排煙設計若干問題的探討2008/8/15/08:13來源：湖南消防總隊 作者：胡志 摘要針對高層建筑內部重點部位、重點場所的布局和結構特點，對防排煙設計進行分析、論證，提出部分優(yōu)化設計的意見和建議，供設計、審核人員參考。 隨著我國經濟的迅速發(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作用的影響，火災產生的煙氣濃度黑、溫度高，危害性比一般建筑更加嚴重，大量的火災統(tǒng)計數據表明，火災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，迅速排放煙氣，防止蔓延擴散，確保人員安全疏散是關鍵。本文就高層民用建筑防排煙設計方面的幾個問題進行探討。 一、關于排煙口與室內最遠點的水平距離問題 高層建筑的排煙分為可開啟外窗的自然排煙和機械排煙。自然排煙是利用火災時產生的熱壓，通過可開啟的外窗或排煙窗（包括在火災發(fā)生時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、經濟，不需要專門的排煙設備，火災時不受電源中斷的影響，但受室外風向、風速和建筑本身的密封性或熱壓作用的影響。機械排煙是設置專用的排煙口、排煙管道及排煙風機把火災產生的煙氣和熱量排放到室外。排煙風機工作時，排煙口附近產生負壓，加速室內煙氣的流動，強制將煙氣排放到室外。 機械排煙口與室內最遠點的水平距離，高規(guī)第8.4.5條規(guī)定很明確，“防煙分區(qū)內的排煙口距最遠點的水平距離不應超過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的內走道應設排煙設施”；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，且長度超過20m的內走道或雖有直接自然通風，但長度超過60m的內走道，應設置機械排煙設施”。火災時，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判定高層建筑的內走道是否設排煙設施，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，判定高層建筑內有可開啟外窗（僅在走道的兩個盡端設置）的內走道是否設機械排煙設施。人在濃煙中低頭掩鼻最大通行距離是20m還是30m，筆者認為這個數值要根據火災時人員密度、火災自動報警系統(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，高層建筑內的商場、觀眾廳、多功能廳、會議室、歌舞娛樂放映游藝場所等公眾聚集場所可燃裝飾材料多、人員密度高，火災時產生有毒煙氣多、人員疏散速度相對較慢。因此，對于高層公共建筑，人在濃煙中低頭掩鼻最大通行距離應該嚴格要求，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最遠點的水平距離不應超過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，且長度超過20m的內走道或雖有直接自然通風，但長度超過40m的內走道，應設置機械排煙設施”。這樣，就與2006年版建規(guī)中的相關執(zhí)行條款統(tǒng)一起來了。 綜上所述，高層建筑的內走道、大空間場所（如商場、展廳等）無論采用何種形式的排煙方式，只要滿足室內任一點20m范圍內設置了自然排煙口或者30m范圍內設置了機械排煙口，其排煙設計是符合要求的。例如：某高層建筑內走道長度超過40m，僅在走道兩個盡端設置自然排煙窗口，側走道中間適中位置應增設機械排煙口；某大型商場，進深大于40m，則市場內部應當設置機械排煙設施。二、關于樓梯間、前室、消防電梯間前室及合用前室的防煙設計問題 高層建筑的防煙分為可開啟外窗的自然排煙和機械加壓送風的防煙。高層建筑發(fā)生火災時，樓梯間是內部人員唯一的垂直疏散通道，消防電梯是消防隊員進行撲救的主要垂直運輸工具，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無煙。 從安全和經濟的角度出發(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置，并應直接天然采光和自然通風。無論何種形式的樓梯間，采用自然排煙，均應滿足每五層內可開啟外窗面積之和不應小于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小于2，合用前室不應小于3。當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，則應當設置機械防煙設施，其加壓送風量具體可參見高規(guī)相關條款的規(guī)定，本文不再贅述。具體討論以下兩個方面的問題： 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機械防煙設施。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，應設置機械防煙設施。筆者認為，對于建筑高度超過50m的商住樓、綜合樓（上部設有住宅）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，當能采用自然排煙方式時，不一定要設置機械防煙設施。建規(guī)第5.4.6條：“住宅部分與非住宅部分應采用不開設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；其他功能場所和居住部分的安全疏散、消防設施等防火設計，應分別按照本規(guī)范中住宅建筑和公共建筑的有關規(guī)定執(zhí)行”，高規(guī)僅對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、綜合樓等上部設有住宅的公共建筑，其住宅部分必須與非住宅部分之間達到完全分隔要求，這樣整個住宅部分形成了一個獨立的防火、防煙空間，即使下部的公共活動用房區(qū)域發(fā)生火災，火勢和煙氣也不會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。 二是對不具備自然排煙條件的防煙樓梯間進行加壓送風，其前室是否要設機械防煙設施。防煙樓梯間與其前室中間僅隔開一道乙級防火門，當防煙樓梯間進行加壓送風時，風量只能通過前室及外門排放出去，在對防煙樓梯間加壓送風的同時，實際上也間接的對其前室進行加壓送風。因此，對不具備自然排煙條件的防煙樓梯間進行加壓送風時，其前室可不設機械防煙設施，只是通往前室的風受到門的阻力，其壓力、風量受節(jié)流，在設計和計算防煙樓梯間的送風量時，宜取高規(guī)表8.3.21中的較大值。 三、關于歌舞娛樂放映場所的排煙設計問題 影劇院、錄像廳、歌舞廳、KTV等歌舞娛樂放映場所由于考慮影視、音響效果及環(huán)保等因素，往往在建筑和室內裝修設計時，將一部分靠外墻的窗戶進行封堵，使整個場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)督人員在對歌舞娛樂放映場所進行審核、驗收時，應對其內部排煙設計嚴格審查把關，防止火災隱患產生。具體把握以下兩個原則：一是疏散通道、房間、大廳內最不利點20m范圍內必須設置有自然排煙口，或者30m范圍內設置有機械排煙口；二是建筑面積超過100的無窗房間應當設置機械排煙設施。實際上，歌舞娛樂放映場所為了確保室內良好的空氣環(huán)境，平時都設有通風系統(tǒng)，設有排風管道設施。如果房間采用局部機械排煙方式，并與通風系統(tǒng)相結合，選擇合理的排煙風機，增加一些常開式電動排煙風口，保證系統(tǒng)符合一定的防火要求，同時，把排煙自動裝置與火災自動報警系統(tǒng)聯(lián)動起來，其排煙設計就更加完美了。 四、關于中庭的防、排煙設計問題 中庭在高層建筑中往往貫通數層，火災時，火勢和煙氣迅速蔓延，在較短的時間內彌散到整個中庭，并通過中庭擴散到相鄰空間。對于中庭的煙控技術主要有以下三個方面：一是限制中庭及相連空間內可燃物的存放量，減少發(fā)生火災的可能性；二是安裝自動噴水滅火系統(tǒng)，有效地降低火災產生的熱量和煙氣，設置防煙隔斷，限制煙氣擴散；三是設置排煙設施，將火災時中庭內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高窗的面積不小于該中庭面積的5%時，可采用自然排煙方式?！被馂臅r，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”，當中庭不具備自然排煙條件或者高度超過12m時，應當設置機械排煙設施。具體可通過計算確定中庭的排煙量和排煙風機的設置數量：當中庭體積小于17000m3時，其排煙量按其體積的6次/h換氣計算；當中庭體積大于17000m3時，其排煙量按其體積的4次/h換氣計算，但最小排煙量不應小于102000m3/h。 防排煙設計是建筑消