地下建筑防排烟系统设计常见问题及对策浅析

肖 娥

(上海宝山区消防支队，上海 201900)

地下建筑防排烟系统设计常见问题及对策浅析

肖 娥

(上海宝山区消防支队，上海 201900)

针对地下建筑结构相对密闭、人员疏散困难、火灾扑救困难等特征，分析了在此类建筑设置防排烟系统的重要性，并从地下建筑防排烟系统设计、常见问题等不同方面，就系统设置、排烟设施设置、室外进(排)风口设置、排烟风机房设置、防火阀设置等问题做了分析并提出对策建议。

地下建筑；消防；防排烟系统

据火灾数据分析，可燃物在燃烧过程中会产生大量的CO、CO2、HF、HCl、H2S等有毒成分，火灾死亡人数中由于吸入有毒烟气窒息而死的占到总数的80%左右。因此，建筑防排烟系统的设置显得尤为重要，同时该系统运行正常也是争取救援时间的重要保障之一。防排烟系统是现代建筑消防设施的重要组成部分，不同场所设置的重点、要求不同，在实际运用中才能发挥应有的效果。下面就地下建筑的防排烟系统设计谈一点看法。

一、防排烟系统的组成及设计原理

防排烟系统主要由送(排)风管道、管井、防火阀、手动控制装置、送(排)风机等设备组成。其设计原理就是对烟气的控制过程，即当建筑内部某个房间或部位起火产生烟气，采取有效手段对烟气的流动加以控制，确保烟气能控制在一定区域内流动，同时，分区域把火灾产生的烟气和热量迅速排除，以利于人员的疏散和火灾扑救；其次，对疏散楼梯间、前室等人员疏散通道不能有烟气进入的区域采用机械加压送风的防烟措施，阻止烟气扩散。

二、地下建筑的火灾危险特征

地下建筑从其使用功能可分为地下汽车库、地下设备用房、地下商业、地下歌舞娱乐场所等几类，其都具有以下共同火灾危险特征：(1)火灾荷载大，人员密度大。目前，地下空间大多被用作地下车库以及百货、餐饮、娱乐等商业模式，其存放、销售的产品大都为可燃物、易燃物，燃烧速度快，发烟量大，燃烧产生烟气温度高、毒性大，烟气难以排出。当其作为商业、歌舞娱乐场所、超市时，人员密度指标远远超过《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014，以下简称《建规》)[1]关于地下一层人员密度的规定。(2)密闭性高，疏散条件、通风条件差。地下建筑疏散出口大多不能直通室外，通风、采光极差，建筑密闭性高，一旦发生火灾，可燃物产生的大量烟雾将从起火部位以极快的速度向四处扩散，并呈现聚集不散的状态。地下建筑与地上建筑相比较，不利于人员生命安全的关键是人员的疏散方向与烟气的蔓延方向相同。烟气向上流动的速度为1.5～7.5 m·s-1，人上楼的速度最快为0.6 m·s-1，烟气流动的速度方向导致人员难以疏散。(3)能见度低，疏散时间长，极易发生拥塞现象。地下建筑基本不具备自然采光条件，发生火灾时，主要依靠建筑自身应急照明系统，规范要求应急照明照度要达到0.5 Lx，但大多建筑由于维护保养不到位，实际运用中难以达到规范照度，一旦发生火灾，人员容易恐慌，极易造成疏散出口拥塞或找不到疏散出口的现象。

三、地下建筑防排烟系统设计的重点

(一)合理划分防烟分区

防烟分区是阻挡火灾中烟气蔓延的措施，地下建筑防排烟设计首要重点就是要合理划分防烟分区，一般应遵循以下划分原则：(1)防烟分区不得跨越防火分区；(2)每个防烟分区建筑面积不应超过规范要求[1]；(3)一般按每个楼层水平方向划分防烟分区，一个水平面可以含多个防烟分区，不允许在垂直方向跨越不同楼层划分防烟分区；(4)对于不同功能的场所，应单独划分防排烟分区。

(二)准确计算排烟量

排烟系统担负1个防烟分区时，以60 m3·h-1·m-2排烟量计算；担负2个及2个以上防烟分区时，以120 m3·h-1·m-2排烟量计算[2]。另外，对于地下车库等场所，通常以每小时换气次数6～10次来计算排烟量[3]。根据计算出的排烟量来确定排烟风机的容量。多个防烟分区共用一套排烟设备时，排烟风机容量应按最大的一个区域的面积计算。

(三)选择适合的防排烟方式

排烟方式分为自然排烟和机械排烟两种。自然排烟方式可利用天窗、排烟竖井等垂直通道进行排烟。鉴于地下建筑结构的特殊性，不建议单独采用自然排烟方式，最好采用全面通风排烟方式。排烟口与送风口的设置位置至关重要，单出口地下建筑，如单车道地下车库可利用出入口自然补风，排烟口则应设置在远离地下车库出入口的尽头上部。这样布置，可形成良好的对流，有利于排烟，节约成本。多出口地下建筑排烟，一般从一个出入口送风，另一个出入口排烟，送风口应尽量远离排烟口。其余出入口仍可作为自然排烟口。大型复杂的地下建筑，排烟口与疏散通道要有一定的距离，疏散通道应采用正压送风防烟方式，确保疏散通道安全无烟。

四、地下建筑防排烟常见问题及对策

(一)系统设置问题

地下建筑如满足规范规定的排烟条件时，都应设置排烟设施，但在设置过程中，通常没有根据不同的使用功能分开设置。例如车库与设备用房等合用的地下室，功能复杂的商业区域等。这样设置存在的问题是：(1)汽车库及各类房间合用机械排风兼排烟系统，火灾发生时依赖自动报警系统切换风阀和设备改变系统服务/保护范围和性质，致使系统安全可靠性差；(2)大量使用电动风阀等带动执行机构，故障率高；(3)系统适用性差；(4)系统造价高，能耗高。采取的对策为：(1)机械排烟系统与通风、空气调节系统，一般情况下均要求分开设置；(2)按《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》8.1.5条[3](设有通风系统的汽车库，其通风系统宜独立设置)规定，一般情况下均要求分开设置；(3)按《采暖通风与空气调节设计规范》5.1.12条[4]、《全国民用建筑工程设计技术措施/暖通空调动力》4.1.3条、4.4.1条、4.4.2条[5]等要求，从适用、经济、安全可靠的基本设计原则出发，要求分开设置。

(二)地下建筑某些部位排烟设施设置问题

《建规》第8.5.4条[1]规定，地下或半地下建筑(室)、地上建筑内的无窗房间，当总建筑面积大于200 m2或一个房间建筑面积大于50 m2,且经常有人停留或可燃物较多时，应设置排烟设施。然而在实际工程当中，许多地下室的设备房间并没有考虑规范的限定条件，只依据面积要求，设置了排烟设施。这样存在的问题是：(1)水泵房等设备用房设置排烟设施；(2)自行车库等房间设置排烟设施；(3)采用气体灭火系统的房间设置排烟设施。采取的对策为：(1)水泵房、变配电房(使用干式变压器、少油或真空开关)、柴油发电机房等设备用房无可燃物或可燃物甚少，除非与值班室合建，一般也无人经常停留，因此，不需要设置排烟设施。正因为如此《人民防空工程设计防火规范》(以下简称《人防规范》)第4.1.4条[2]规定，水泵房、污水泵房等无可燃物的房间，其面积可不计入防火分区的面积之内。上海地标《民用建筑防排烟技术规程》第4.1.2条[6]明确地将机电用房列为“可不设排烟系统”的部位。(2)按《人防规范》[2]解释，溜冰馆的冰场、游泳馆的游泳池、射击馆的靶道区和保龄球馆的球道区等无可燃物或无人员停留，自行车库属于戊类物品库，摩托车库属于丁类物品库(4.1.3条)。对比《建规》的规定，可见这些部位(除非面积过大)也可不设置排烟设施。(3)按《建规》8.3.9条[1]规定，重要且火灾危险性较大的机房和贵重设备室、珍藏室、档案库等设气体灭火系统。气体灭火系统的工作机理就是在有限的空间内，喷放灭火剂窒息灭火。因此，应严格落实《气体灭火系统设计规范》第3.2.9条和6.0.4条[7]的要求，实现各阀门灭火前的自动关闭控制以及灭火后的通风清洁换气，不必画蛇添足。

(三)补风口与排烟口的设置问题

地下建筑密闭性较强，为了保证正常的排烟效果，一般应设置补风。补风口与排烟口的设置是一个重要问题。通常存在的问题是：(1)补风口、排烟口贴邻布置；(2)排烟口设置在安全出口正上方，与安全出口无距离；(3)风口尺寸按连接风管尺寸计算，导致有效面积不足。采取的对策为：(1)补风口可设置在本防烟分区内，也可设置在其他防烟分区内，当补风口与排烟口设置在同一防烟分区内时，补风口应设在储烟仓下沿以下，且补风口应与储烟仓、排烟口保持尽可能大的间距，这样才不会扰动烟气，也不会使冷热气流对撞，造成烟气的混流；(2)补风口与排烟口水平距离不应小于5 m；(3)排烟口的大小不应简单按连接风管的管径确定，应当按有效通风面积计算确定；(4)所有设于外墙或地面竖井上的补、排烟口都应按《建筑工程设计文件编制深度规定》4.7.5条[8]的要求，明确标注尺寸和安装高度。

(四)排烟风机房设置问题

为保证排烟风机在排烟工作条件下，能正常连续运行30 min，防止风机直接被火焰威胁，就必须有一个安全的空间放置排烟风机。当条件受到限制时，也应有防火保护。通常存在的问题是：风机吊装，入口设排烟防火阀但无机房。采取的对策为：排烟风机应设置在专用机房内，该房间应采用耐火极限不低于2.0 h的隔墙和1.5 h的楼板及甲级防火门与其他部位隔开。

(五)防火阀或排烟防火阀设置使用问题

防火阀一般安装在通风、空调系统的送、回风管路上，平时呈开启状态，火灾时当管道内气体温度达到70 ℃时，易熔片熔断，阀门在扭簧力作用下自动关闭，起隔烟阻火作用。排烟防火阀一般安装在排烟系统管路上，平时呈关闭状态，火灾时手动或电动开启，起排烟作用，当排烟管道内烟气温度达到280 ℃时关闭。通常存在的问题是：(1)防火阀或排烟防火阀远离防火墙安装；(2)“裸装”的通风空调设备前/后设置多余的防火阀；(3)住宅厨房、卫生间排风支管重复设置防火阀。采取的对策为：(1)防火阀或排烟防火阀应按《建规》10.3.14条[1]的要求，靠近防火分隔处设置，“距墙表面不应大于200 mm”，确有困难时，上述风阀与防火分隔之间的风管应采取隔热防火措施；(2)防火阀的设置应按《建规》9.3.13条[1]的规定执行；(3)排风竖井，排风支管上不需要重复设置防火阀。

五、结束语

防排烟系统设计是地下建筑消防设计的重中之重，其可靠性、合理性关乎人身安全。因此，笔者认为防烟、排烟消防设计必须完整、准确地执行现行有关的国家标准规范。对于新生、边缘问题的处理，更应综合权衡，慎之又慎。

[1] GB 50016-2014，建筑设计防火规范[S].

[2] GB 50098-2009，人民防空工程设计防火规范[S].

[3] GB 50067-97,汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S].

[4] GB 50019-2003,采暖通风与空气调节设计规范[S].

[5] 全国民用建筑工程设计技术措施/暖通空调动力(2009年版)[Z].

[6] DGJ 08-88-2000,民用建筑防排烟技术规程[S].

[7] GB 50370-2005,气体灭火系统设计规范[S].

[8] 建筑工程设计文件编制深度规定(2008年版)[Z].

(责任编辑 李 蕾)

Discussion on the Frequent Problems and Countermeasures of Smoke Management System in Underground Construction

XIAO E

(BaoshanDistrictMunicipalFireBrigade,Shanghai201900,China)

This essay, in connection with the characteristics of the underground construction, analyses the importance of the smoke prevention and exhaustion system in the fire, and thereby, further discusses the design and the frequent problems of this system, and then puts forward the countermeasures.

underground construction; fire protection; smoke management system

2015-06-26

肖娥(1983— )，女，湖北石首人，助理工程师。

D631.6

A

1008-2077(2015)08-0066-03