关于暖通消防设计的探讨

钟阳

摘要：从暖通设计的角度来讲，消防设计应当属暖通设计中的最关键要素。暖通消防设计应当严格遵照现行的建筑设计防火规范和建筑防烟排烟系统技术标准执行。消防设计关乎生命，设计人员应当从思想上对其重视起来。消防对于暖通而言，主要包含防烟和排烟两部分。本文将结合实际工程对防烟及排烟在实际设计工作中的设计方法、计算进行探讨，并提出一些个人看法。

关键词：防烟设计;排烟设计;注意事项;计算

1 引言

在暖通设计中，消防设计为其中最重要的一个环节。笔者多年来从事设计工作，总结了一些该方面的设计经验及常见问题，本文将通过结合工程实例进行相关讲解，并希望与同行们进行探讨。

2 浅析防烟与排烟及其分类

首先，先简单说明防烟与排烟的区别。顾名思义，防烟是火灾发生时为了保证该区域人员安全、阻止烟气进入;排烟是火灾发生时产生大量烟气，为保证该区域人员安全将烟气排出。

防烟分为自然防烟和机械防烟，自然防烟主要是通过可开启外窗将室外空气直接引进而实现;机械防烟是通过风机将室外空气强制引进而实现。设置防烟的区域主要是：防烟楼梯间及其前室;消防电梯前室或合用前室;避难走道的前室、避难层（间）;不具备自然防烟条件的封闭楼梯间。

排煙分为自然排烟和机械排烟，自然排烟主要是通过可开启外窗将室内烟气自然排出而实现;机械排烟是通过风机将室内烟气强制排出而实现。设置排烟的区域主要是：设置在一、二、三层房间面积大于100平米的歌舞游艺放映娱乐场所，设置在四层及以上、地下或半地下的歌舞游艺放映娱乐场所;中庭;公共建筑内建筑面积大于100平米且经常有人停留的地上房间;公共建筑内建筑面积大于300平米且可燃物较多的地上房间;建筑内长度大于20米的疏散走道;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平米或一个房间建筑面积大于50平米，且经常有人停留或可燃物较多的房间。

3 防烟与排烟设计的一些常见注意事项

（1）应优先考虑自然防烟方式。

（2）建筑高度超过50m的公共建筑和超过100m的住宅需要采用机械加压方式，这里需要注意的是，自然防烟方式不可用。

（3）超过100m的建筑应分段独立设置机械加压送风系统。

（4）新建项目楼梯间的加压送风系统应该地上、地下分别独立设置，要尽量避免地上、地下楼梯间合用加压送风系统的情况;前室可以地上、地下合用加压送风系统。

（5）剪刀楼梯要分别独立设置加压送风系统。

（6）加压送风竖井要在土建竖井内安装金属风道（老规范对此不做要求）。

（7）设置防烟系统的楼梯间顶部要设置不小于1㎡的固定窗或者可开启外窗（老规范对此不做要求）。

（8）加压送风机需要设置在机房内（老规范对此不做要求）。

（9）加压送风系统的风量计算方法和取值较之前有所不同，即计算公式不同以及最终取值为计算值乘以1.2的系数（老规范对此不做要求）。

（10）应优先考虑自然排烟方式。

（11）同一防烟分区应采用同一种排烟方式。

（12）防烟分区的划分需要注意。新规（GB51251-2017）对防烟分区的划分做了明确的要求，其对防烟分区的长边做了明确的限制，老规范没有明确要求过这个事情。这个和老规范有着较大的差别，此处需要特别留意。需要补充说明的一点是，此条不适用于车库防烟分区的划分，车库设计依旧遵循GB50067相关规定执行。

（13）挡烟垂壁的设置要求需要注意。新规（GB51251-2017）对挡烟垂壁的设置高度重新做了要求。采用自然排烟时，挡烟垂壁的高度不应小于空间净高的20%，采用机械排烟时，挡烟垂壁的高度不应小于空间净高的10%。老规范对于挡烟垂壁的要求只要大于500mm即可。新规的要求会直接影响设置挡烟垂壁的具体形式，新规的执行对于原先可以设置固定挡烟垂壁的一些地方就不再那么适用了，需要考虑采用电动挡烟垂壁。这一点上，新、老规范差别较大，需要特别注意。

（14）清晰高度的问题需要注意。新规提出了清晰高度的定义，并做了相关规定。该问题最主要的直接影响是自然排烟的设置要求。老规范对于自然排烟的可开启外窗只有面积要求，没有具体位置和高度的要求，新规执行以后，不仅对可开启外窗的面积有要求，还对其位置、高度有了要求，即对可开启外窗的有效计算面积做了要求，只有在清晰高度以上的面积才可视作外窗排烟的有效面积。这对于暖通和建筑来说都是不小的改变，这直接影响到暖通排烟系统的设置形式和建筑外窗的设置形式。在设计自然排烟提条件时，暖通提给建筑的条件不能再按照以前只提面积了，还需要提给建筑清晰高度，并且提醒建筑专业按照新规要求核实外窗用于排烟的有效面积。按照新规校核自然排烟时，由于受到清晰高度及建筑立面效果的限制，有些原本采用老规范可以实现的自然排烟按照新规可能就无法实现了。此类问题需要特别注意。

（15）排烟量的计算方法和取值以及不同功能区域的排烟量要求和算法相较老规范做了巨大调整，需要特别注意，具体详见规范。

（16）排烟补风布置相较老规范有所调整，主要是对补风口的设置位置有所限制，新规要求补风口要设置在储烟仓以下，老规范对此是不做要求的。这点差别需要特别留意。

（17）排烟、补风竖井要在土建竖井内安装金属风道（老规范对此不做要求）。

（18）排烟、补风机需要设置在机房内（老规范对此不做要求）。

（19）计算结果乘以1.2作为最后选型风量（老规范对此不做要求）。

以上所列各项虽未能全面阐述防烟、排烟的全部要求，及由于新、老规范差异引起的注意事项，但上述所列为防烟、排烟设计中常规且基本的一些需要注意的地方，未详尽处请参看相关规范。

4 工程实例

结合上述，引用2个工程实例并提出一些看法。

4.1住宅地下合用前室加压送风

工程概况：宁河区一中片地块二定向安置经济适用房项目的9#住宅楼，位于天津市宁河区。地上17层，地下1层，总建筑面积6374.54平米。

在本工程中，地上、地下楼梯间和地上合用前室均采用自然防烟（自然通风），仅地下合用前室没有自然通风条件，故采用机械加压送风系统。

该合用前室加压送风量计算采用新规3.4.5-2，3.4.6，3.4.8中公式进行计算。

合用前室的机械加压送风量：

这里需要详细说明一下，本实例只有地下一层，且仅地下一层的合用前室设置机械加压送风系统，且合用前室的加压送风采用常闭风口，所以设计疏散门开启的楼层数量取1。特别需要注意的是，规范里说的前室N1取3指的是常规情况下，地上多层采用机械加压送风系统或地下多层采用机械加压送风系统以及地上、地下多层合用机械加压送风系统的情况。对于地下仅有1层或2层的合用前室、前室，且仅有地下合用前室、前室设置机械加压送风的情况并不适用。规范里虽然没有具体针对此种情况给出明确说明，但是从实际去推理和理解可以得出对于此种情况的结论：就是此种情况下，N1应该根据實际设置楼层数去取值。

本实例中，只有地下一层加压送风，故L3=0 （L3为什么等于0，在此对该情况做如下分析及说明：首先，L3叫做未开启的常闭送风阀的漏风总量，本例中加压送风口只有地下一层设置且仅有一个，不存在其他多余的送风口，所以也就没有未开启常闭送风口的漏风量;其次，从另一个角度考虑，N3叫做漏风阀门的数量，其后又补充说前室采用常闭风口取N3=楼层数-3，本例中合用前室加压送风的楼层数只有1层，按上述所说用这个楼层数1再减去3得到的是负数，这个结果显然是不合理的，并且该情况不存在漏风阀门，所以也就不存在漏风量。虽然规范对于类似上述情况没有给出明确说法，但是由上述可以分析出：对于前室加压送风对应楼层数小于等于3层的，L3的取值均为0。）

综上，本例中合用前室的加压送风量Ls=L1=2.82 m?/s（10152m?/h），另外，新规要求在计算结果的基础上再乘以1.2倍，故最后取值为10152x1.2=12182 m3/h。

从上述计算公式和计算方法可以看出，新、老规范对于计算加压送风风量方面存在着巨大的差异，因此对于设计师来说，特别是设计经验相对丰富的老设计师而言，做设计时一定要特别注意，千万不要再用老方法处理防烟问题。

4.2中庭排烟

工程概况：该工程为雄安高质量建设试验区（生活）项目的3#综合展示楼，位于河北省雄安新区容东片区。地上两层，建筑面积852.44㎡，地下一层，建筑面积1384.41㎡。

在本工程中，中庭采用自然排烟，中庭周围区域不是回廊而是办公及展示区，并且中庭周围区域同样采用自然排烟，中庭地面积64㎡。根据以上条件，结合新规有两种计算该中庭排烟量和自然排烟窗面积的方法。

计算方法一：

该中庭符合新规（GB51251-2017）4.6.5.1（中庭周围场所设有排烟系统时，中庭采用机械排烟系统的，中庭排烟量应按周围场所防烟分区中最大排烟量的2倍数值计算，且不小于107000m?/h;中庭采用自然排烟系统时，应按上述排烟量和自然排烟窗（口）的风速不大于0.5m/s计算有效开窗面积）条中所述情况。则该中庭的排烟量为：

计算方法二：

该中庭符合新规4.6.5.1条中所述情况。但根据4.6.5.2的条文解释（当公共建筑中庭周围场所均设置自然排烟的，可开启窗的排烟较简便，基本可以保证正常，只需考虑中庭自身火灾的烟量，因此对这种情况的中庭规定其排烟量应根据工程条件和使用需要对应表4.6.7中的热释放速率按本标准第4.6.7条～第4.6.14条的规定计算确定），中庭排烟量需根据新规4.6.7～4.6.14条进行计算。

由此可见，上述两种计算方法从规范上来讲都是可行的，但是两种计算方法得出的结果差异很明显，这就会导致设计结果和最后施工成果的截然不同。本项目采用第二种计算结果。这里笔者想表达的观点是，作为设计，设计的图纸不仅要满足规范还要考虑设计的优化性，在满足规范的前提下尽可能的使设计成果达到最优。这样也可以为工程节省造价，减少不必要的浪费。当然，设计想做到最优并不容易，这离不开对规范的全面学习和理解。笔者认为作为设计不管是否能做到最优，但脑子里要有这样的意识。

回过头来，我们再看一下老规范关于中庭排烟的规定，中庭采用自然排烟时，自然排烟开口的有效面积≥地面面积的5%，该项目中庭地面积为64㎡，由此可以得出自然排烟开口有效面积为：64x5%=3.2㎡。

由上述结果可以看出，对于中庭自然排烟，新、老规范不管从计算方法还是计算结果来看都存在巨大差异。故设计时需要特别注意。

5 结语

通过上述内容可以了解到，防烟、排烟设计对于暖通专业至关重要。由于新规（GB51251-2017）的实施，再加上新、老规范对于防烟、排烟的设计和要求上存在的巨大差异，暖通设计师要对此引起足够的重视。特别是对于经验相对丰富的老设计师，面对新项目时切忌再采用老思路、老方法去考虑和处理防、排烟问题。

参考文献：

[1] GB 50016-2014.建筑设计防火规范（2018年版）[S].北京：中国计划出版社，2018：121-122.

[2] GB 51251-2017.建筑防烟排烟系统技术标准[S].北京：中国计划出版社，2018：7-29.

[3] 住房和城乡建设部工程质量安全监管司.全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调·动力（2009年版）[S].北京：中国建筑标准设计研究院，2009：67-74.