建筑暖通空调防排烟技术分析

2019-03-20刘小慧

城市建设理论研究（电子版） 2019年20期

刘小慧

宁夏工业设计院有限责任公司宁夏银川 750000

暖通空调是为了有效调节室内环境，提高建筑居住、使用舒适度的一种调节系统，作为建筑工程重要的基础设施，有效利用防排烟技术进行优化和改善能够更好的保障建筑的安全性，降低火灾事故的发生率。由于部分设计人员对防排烟技术缺乏足够重视，在设计过程中有不符合设计规程的情况出现，导致建筑暖通空调的防排烟系统达不到规范要求，造成一定的消防安全隐患。因此，在建筑工程整个实施阶段，合理利用暖通空调的防排烟技术对建筑进行优化，提高建筑消防安全系数，保障用户使用安全和居民生活质量。

1 建筑防排烟方式及其作用

建筑防排烟方式的主要内容主要包含防烟和排烟两个方面，其中防烟主要是对建筑中有烟区域进行隔离或者降低烟量，从而保障无烟区域的空气质量。排烟是利用自然或机械的排烟方式将产生的烟气及时排放到建筑体外大气中，防止烟气在建筑内部聚集扩散。主要的防排烟方式有自然排烟、机械排烟和机械防烟。首先，自然排烟主要是创建室内外的自然通风条件从而达到有效排烟的目的，一方面是利用室内外的空气对流将建筑内部产生的烟气排出，另一面，当发生火灾时，室内外由于温差较大，形成的热压差带动空气流通使烟气迅速排出建筑体外。其次，机械排烟的方式是利用排风机等机械设备将建筑内产生的烟气排出。最后，机械防烟是利用机械设备对室内进行送风加压，有效保持疏散通道、疏散楼梯间、消防电梯前室及避难与外部气体的正压值，防止烟气进入这些区域内。

2 影响建筑烟气排放的因素

在目前的高层建筑中普遍安装了相应的排烟系统，目的是为了及时排出发生火灾时所产生的有毒、有害烟气，防止烟气在建筑体内聚集影响用户安全。在实际使用过程中，影响烟气排烟效果的主要因素有以下几个方面：首先，建筑内部因发生火灾导致气温突然上升，与火灾区域外形成明显的气压差，促使火灾迅速蔓延加重灾情。其次，增强的空气对流加速火势增长，而且空气流动方向自下而上，导致火灾烟气自下而上的迅速扩散。然后，建筑排烟装置、天窗安装位置设计过程中没有考虑到自然风向，使烟气无法顺利排出建筑体外。

3 建筑暖通空调防排烟技术现状

3.1 防火阀位置设计不合理

在建筑暖通空调设计过程中，防火阀分为70℃熔断型防火阀与280℃熔断型。70℃熔断型防火阀主要用于通风空调系统中，防火阀设置在防火分区分隔处，目的是防止烟气沿平时的通风、空调管道蔓延到其它的防火分区。280℃熔断型防火阀主要用于排烟系统，当烟气的温度达到280℃以上防火阀熔断关闭，目的是防止火势沿排烟风管蔓延。科学合理的设置防火阀和排烟阀的位置能够提高暖通空调系统防排烟性能，但是目前部分建筑在设计过程中设置的阀门位置存在不合理的现象，严重影响防排烟系统的正常功能。

3.2 地下室、高层建筑及走廊排烟系统存在的问题

地下室是建筑体的主要组成部分，存在消防管道密集，空间封闭的特点，但由于一般地下室人员停留时间较短，在实际建筑工程往往会轻视对地下室暖空调系统的防排烟设计。高层建筑的楼梯间和前室是防排烟的重点区域，但是，目前很多建设单位为了节约建设成本，无视规范要求，将不符合自然排烟条件的楼梯间设置成为自然排烟，大大降低了高层建筑的排烟效果，在发生火灾时无法及时排除烟气，造成严重的消防事故。而且有些排烟口距离安全出口太近，影响安全出口的安全环境。

3.3 不合理的外窗排烟设计

当建筑体选择自然排烟方式进行排烟系统设计时，合理的设计外窗位置对提高排烟效果具有重要的作用。然而，在实际的建筑工程设计过程中，无法结合具体的建筑结构特征对外窗排烟进行科学、合理的设计，导致排烟系统运行效率降低。所以，在设计过程中，应该结合具体的建筑结构特征和要求对外窗进行设计，进而有效提高排烟效果。

3.4 防排烟风机安装、使用问题

在选择机械排烟方式的建筑防排烟系统中，防排烟风机的安装位置和方式具有关键作用。目前，高层建筑大多采用安装防排烟风机的方式进行排烟，是为了快速、有效排除建筑内部烟气，提高高层建筑的消防安全性能。但是，目前部分建筑在安装防排烟风机过程中，选择的位置存在问题，不能有效发挥风机作用，导致建筑内部烟气无法及时通过风机排出建筑体之外。

3.5 无法合理控制加压送风口

建筑排烟的目的是为了满足建筑消防需求，并不是单一的为了快速排出室内烟气，所以在加压送风口和排气风速控制上不能一昧的提高排风速率。设计人员应该结合建筑体具体的结构和不同区域的功能，在满足规范的前提下对加压送风口排烟速率进行合理设定，综合考虑建筑特征制定详细的设计参数，充分发挥排烟系统效果。

4 建筑暖通空调防排烟技术应用

4.1 加强防火阀的设计

合理设计防火阀的位置对提高防排烟系统性能具有重要作用。在设计过程中应该结合建筑体具体结构特征和暖通空调的防排烟规范要求对防火阀的安装位置进行合理选择。在设计图纸上，每一个防火阀都标注清楚熔断温度、是常开阀还是常闭阀门以及动作时的信号连锁等，防止施工时施工人员安装错误。

4.2 针对不同的建筑合理设计排烟系统

地下室、走廊等不同的建筑位置结构特征不同所安装的防排烟系统要求也不同。在设计地下室防排烟系统时，应该结合地下室的功能和具体大小进行设计，选择合适的排烟方式。如果地下室设计为无窗设计还应加装补风系统，以增加室内正压使烟气快速排出。暖通空调防排烟系统对于高层建筑的消防和排烟具有重要作用，在设计过程中必须按照相关的规定进行。因此，在具体设计过程中，选择设计参数时不可以一味的追求设计方便或者节省工程造价而卡规范要求的下线值，应当结合建筑特征和需求选择合理的设计参数，使整体的排烟系统符合建筑物消防需求和使用要求。

4.3 科学设计建筑外窗

自然排烟由于结构简单，因不需要安装固定的设备就能实现排烟功能被广泛应用于现代建筑中，但是自然排烟往往会受到风速、排烟口位置、室内外温差等因素的影响而降低排烟效果。并且，当发生火灾时，会由于烟气中含有大量的可燃性气体与空气接触后燃烧，火势被迅速扩大造成贴壁效应。因此，合理设计建筑外窗的大小和位置，能够有效提高自然排烟效果的同时也能够防止烟气出现贴壁效应。首先，可以根据建筑体的结构特征设置突出装置，当建筑体包含向外突出的走廊可以设置横向突出的天窗，防止烟气贴墙。其次，根据具体的使用要求设计合理的宽高比，使烟气能够顺利通过外窗排除建筑体外的同时防止烟气贴墙。最后，可以安装自动开合窗口，在发生火灾或者检测到室内烟气含量超标时及时开启外窗达到有效排烟的作用。

4.4 机械排烟系统设计

由于现代建筑大多是高层建筑，而且地下室存在面积大且封闭的特点，所以大多采用机械排烟系统进行排烟。机械排烟系统在具体设计过程中，需要根据建筑体结构、面积和消防需求进行设计，其中各防排烟管道通常安装在建筑顶棚位置。为了系统的安全性，一个防排烟系统不应跨越防火分区，目的是为了避免火灾蔓延到其它区域。在本防火分区内排烟风管应尽量简短，合理选择排烟风速，减少排烟阻力损失，使烟气尽快排出室外。排烟口的位置应选择合理，不应选在人员密集的场所，且离补风口的距离要严格遵循规范要求。

4.5 防排烟风机的设置

防排烟风机一般是指用于排除烟气的设备，其不仅可以减小烟雾弹的疏散面积，而且还可以降低烟雾的疏散速度，以确保在最短的时间内建筑物内部人员撤离火灾现场，有效降低人员伤亡和财务损失。实际上，通过对防排烟风机进行科学、合理的设置还可以有效减弱火势，及时排除火灾现场的热量。目前，大多数建筑物，尤其是高层建筑物的疏散走道、疏散楼梯、消防电梯的前室等，都不具备自然排烟条件，故都设置了机械排烟系统，都按规范要求要求设置了防排烟风机。建筑暖通空调防排烟需要严格按照相关规范与标准进行安装和设计，以确保排烟风机的排风量。设计时在选择排烟风机时，排烟风机的风量应在设计值的基础上增加20%的富裕量。