新防排烟技术在物流建筑中的应用问题探究

曹国寻，乔荣明

（国贸工程设计院，北京 100037）

1 引言

随着我国物流业的快速发展，物流建筑占工业建筑的比重也越来越大。所以做好物流建筑的设计工作显得尤为重要。按照新防排烟规范1.0.2 条对于有特殊用途或特殊要求的工业与民用建筑，当专业标准有特别规定的，可从其规定。物流规范具有自己独立的消防以及排烟章节，因此进行物流建筑设计时，多直接使用物流规范。但新防排烟规范是我国第一个内容全面、体系科学合理、具有较强可操作性的建筑防烟排烟系统技术标准【1】，因此自新防排烟规范的实施以后，物流建筑的设计在技术可行的情况下也应尽可能参照执行。本文通过比较2 本规范相关条文，指出在防烟分区的划分、挡烟垂壁的设置原则、自然排烟窗面积计算以及自然排烟窗开启方式方面存在诸多矛盾，且物流规范缺少自然排烟窗有效面积的概念以及设置机械排烟时，建筑面积S＞2 000m2排烟量计算方法，而新防排烟规范可以很好地补充这块空白。本文重点围绕以上内容展开阐述，并给出合理的设计建议。对今后物流建筑的防排烟设计提供参考。

2 防烟分区

根据物流规范15.7.5 条，当物流建筑净高大于6m 时，可不划分防烟分区。本条是延续了旧版的GB 50016—2006《建筑设计防火规范》9.4.1 条。而新防排烟规范4.2.4 条对于空间净高大于6m，最大允许防烟分区面积为2 000m2，且单个防烟分区长边最大允许长度为60m，具有自然对流条件时，不应大于75m。当空间净高大于9m 时，防烟分区之间可不设置挡烟设施。

新防排烟规范相比物流规范加强了防烟分区的划分【2，3】，物流建筑的特点是均属于高大空间，空间净高一般均大于9m。新防排烟规范强调对于高大空间虽然不用设置挡烟垂壁，但还是需要划分防烟分区。笔者认为，划分防烟分区可以使烟气的控制范围得以明确，每个防烟分区都需要考虑设置排烟设施，以更有利于排烟设置的均匀性以及合理性。但对于建筑净高在6～9m 的物流建筑，如果按新防排烟规范设置挡烟垂壁，土建以及施工较为烦琐，且不经济。因此，笔者建议物流建筑设计层高尽可能大于9m，而对层高小于或等于9m 的情况，依然可考虑采用物流规范规避设置挡烟垂壁的做法，但在设置排烟设置时应考虑设置的均匀性。

3 自然排烟及机械排烟

由于自然排烟方式本身从造价以及安装成本上就要优于机械排烟，对于单层或者多层的物流建筑不会影响排烟效果，因此，物流规范15.7.2 条以及新防排烟规范第4.1.1 条均主张优先采用自然排烟系统。但对自然排烟窗面积计算方法、自然排烟窗开启方式及有效面积确定存在较大差异，下面会重点说明。对于机械排烟，在排烟量计算方面，将说明物流规范欠缺内容，以及如何用新防排烟规范进行补充。

3.1 自然排烟窗面积计算

物流规范15.7.2 条以开启方式和区域类型2 个维度对开窗的面积要求做出规定。（1）采用自动开启方式时，作业区、存储区的排烟面积应分别不小于排烟区建筑面积的2%、4%；（2）采用手动开启方式时，作业区、存储区的排烟面积应分别不小于排烟区建筑面积的3%、6%。

对最小开窗面积要求可简化为公式（1）：

式中，Ak为所需最小开窗面积，m2；a 为系数（自动开启方式作业区2%，存储区4%；手动开启作业区3%，存储区6%）；A 为排烟区建筑面积，m2。

从简化后的计算公式可以看出，所需最小开窗面积是排烟区建筑面积的单值函数。

新防排烟规范4.6.3 条规定层高大于6m 工业建筑的计算排烟量计算表（表4.6.3），其中，给出仓库的排烟量刚好适用于层高大于6m 的物流建筑。通过计算表格可以根据公式（2）计算出采用自然排烟时，最小开窗面积要求：

式中，Q 为排烟量 m3/h；V 为允许的风速，m/s。

将式（1）、式（2）一同求解，可以得到排烟区建筑面积与排烟量关系：

实际工程设计中，当实际排烟区建筑面积A＞Aj（计算的排烟区建筑面积，定义为临界建筑面积），则说明采用物流规范计算出的最小开窗面积Akw＞Akx（新防排烟规范计算出来的最小开窗面积）。相反，当 A＜Aj时，则 Akw＜Akx。当 A=Aj时，则 Akw=Akx。这个结论非常重要，因为在工程设计时，这些必须开启的窗户均在高处，且不易被人力打开，因此常采用电动窗。要求的最小开窗面积越小，虽不利于排烟，但在规范允许的条件下即保证安全的条件下，可以减少不必要的开窗面积，从而最大限度地控制造价，使工程项目更加可行合理。因此，通过上述结论可以看出，在排烟区建筑面积一定的情况下，采用物流规范计算所需最小开窗面积的方法不一定都是合理的。特别是对于物流建筑这种单层建筑面积较大的仓库，往往采用新防排烟规范进行计算更加合理。

通过图1 和图2，笔者根据不同情况，分别给出临界建筑面积取值。

根据图1、图2 可以判断出，在计算最小开窗面积时采用哪个规范更为合理。当已知的排烟区建筑面积在对应条件的曲线上方时，采用新防排烟规范计算所需最小开窗面积方法较为合理，反之亦然。因此在建筑设计时，在不超过单个防烟分区建筑面积要求的同时，应尽可能提高单个防烟分区的建筑面积，这样既可以采用新防排烟规范进行设计，又可以经济有效地利用物流建筑的空间，符合物流建筑的建设初衷。

图1 物流建筑无喷洒临界建筑面积

图2 物流建筑有喷洒临界建筑面积

3.2 自然排烟窗开启方式及有效面积

物流规范15.7.4 条规定，高侧窗自然排烟时，应采用下悬外开的开启方式，并未给出有效面积概念。但新防排烟规范4.3.5 条规定，悬窗均可以作为自然排烟口，并未限制必须使用下悬窗，并给出了具体计算有效窗面积的方法。在实际的工程中，下悬窗使用其实很少见，而且开启状态下容易漏雨，不易于兼顾正常通风时使用。因此，笔者认为新防排烟规范给出的内容更细致、更合理，是在原有规范基础上的一种优化的算法。建议在设计物流建筑时，对于窗户的开启方式不一定要限制采用下悬窗，同时应严格计算有效窗面积作为自然排烟窗面积。

3.3 机械排烟

物流规范15.7.6 条规定，仅给出了建筑面积S≤500m2以及500m2＜S≤2 000m2建筑房间的排烟量计算方法，对于S＞2 000m2情况并未说明，不够全面。因此，对于S＞2 000m2的情况，笔者建议采用新防排烟规范4.6.3 条及4.6.4 条作为补充较为合适。

4 结语

本文结合物流规范以及新防排烟规范，通过条文对比的方式，提出防烟分区的划分应尽可能参照新防排烟规范进行划分，物流建筑设计高度应尽可能大于9m。对于确有需要设计高度在6～9m 的物流建筑，也可使用物流规范规避设置挡烟垂壁的设计思路。同时对于自然排烟，笔者通过理论分析提出了临界建筑面积的概念，通过临界建筑面积可以有效判断采用哪个规范计算最小开窗面积能达到更少、更经济的效果，并建议在不超过单个防烟分区建筑面积要求的情况下，应尽可能地提高单个防烟分区的建筑面积的设计思路。对于自然排烟窗开启方式及有效面积的规定，指出物流规范的不足，建议在设计物流建筑时，对于窗户的开启方式不一定要限制采用下悬窗，同时应严格计算窗户的有效面积以作为自然排烟窗面积。对于机械排烟时，建筑面积S＞2 000m2排烟量计算方法，原物流规范无相关论述，而新防排烟规范很好地补充这一空白，设计时建议参照新防排烟规范执行。