基于新规范地下走道排烟系统设计的几点思考

贾祥钦 刘乃玲 鲁锦川 李文娟

1 河南博维建筑规划设计有限公司

2 山东建筑大学热能工程学院

3 河南省城乡建筑设计院有限公司

4 河南甲元建筑设计有限公司

《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017（以下简称《标准》）于2018 年08 月01 日实施，之前地下走道（本文只考虑住宅地下储藏间）的排烟系统设计依据主要有《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005）版，《建筑设计防火规范》以下简称《建规》），《人民防空工程设计防火规范》等。在《标准》实施之前，走道排烟系统设计基本参考上述规范，其排烟系统上大同小异。《标准》是目前国内第一部建筑防排烟专用标准（除地方标准外），《标准》内容丰富，从术语、系统设计、系统控制、系统施工、系统调试等方面做了规定。由于个人对规范相关条文理解不同，工程实践走道排烟系统的设计存在较大的差异。通过对目前几个常见的走道排烟系统分析，从系统的几个方面及对规范条文的疑问展开讨论，提出若干不成熟的看法或建议。

1 常见的排烟系统

地下走道排烟系统设计时，首先了解其相关设计依据，《建筑设计防火规范》（2018 版）条文8.5.3 要求建筑内长度大于20 m 的疏散走道应设排烟设施[1]。走道是火灾发生时联系着火房间与竖向疏散通道的重要通道。另外，地下室相对于地上通风、采光条件差，疏散困难，其排烟设计至关重要。《建筑设计防火规范》第8.5.4 条规定地下室建筑面积大于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。工程设计中常见的地下走道长度都超过了20 m，同时地下建筑面积大于200 m2，但大多数每个储藏间面积小于50 m2，所以地下走道或者地下室需要设计排烟设施。

走道内一般无可燃物，其烟气主要来自于发生火灾的房间，规范要求对走道设计排烟设施，是为了给人员疏散提供一个安全的疏散通道。既然火灾烟气主要在储藏室，那么排烟设施应考虑房间排烟。对于需要设置机械排烟的房间，当其面积小于50 m2时，可以通过疏散走道进行排烟[2]，其原因《标准》条文说明也作了详细的阐述。

基于以上分析了地下走道及房间的火灾机理，走道排烟设计系统目前出现了几种常见的做法（详见图1～4 所示），现对这些排烟系统分析要点，找到不足之处，加以改善，使走道排烟系统更近合理、安全、经济。

图1 走道排烟系统1

图2 走道排烟系统2

需要说明的是：图1～4 排烟系统，本文对系统的表示做了简要处理，但未改变原设计意图，阀门编号对应的名称是原设计系统的命名，部分风口、风管规格没有表示。

图3 走道排烟系统3

图4 走道排烟系统4

2 排风、烟系统合用

图1～4 排烟系统，都采用了平时排风、排烟系统合用，不仅能节省投资，还可以避免排烟风机如单独设置造成的长期闲置，存在故障而不能及时发现。然而对于排风、烟合用系统，有些设计人员提出，排风、烟合用系统符合《标准》第4.4.5 条，即排烟风机及排风风机合用风机房，机房内需增设自动喷水灭火系统。

其实，从《标准》第4.4.5 条文解释中，不难发现规范要求宜设置专用排烟机房，主要是为排烟风机的电机散热提供较大的空间，避免因为合用风机房其他通风空调风机占用太多空间，不便于电机散热。图1～4排风、烟合用系统，风机房内只有一台排烟风机，也可以看做专用排烟风机房，故无需再增设喷淋系统。

3 防烟分区划分

《建规》表5.3.1 规定地下或半地下室防火分区最大允许面积为500 m2，当设置自动灭火系统时，其面积可增大1.0 倍。防烟分区是在防火分区的基础划分的，设置防烟分区的目的是将烟气控制在着火区所在空间范围内，并限制烟气向其他防烟分区蔓延。《标准》第4.2.4 条对防烟分区也作了阐述，防烟分区过大或过小都不利于烟气的控制，面积过大（或长边过长）烟气水平射流过程中会诱导卷吸周围大量冷空气，使得烟气过早下沉，不利于对烟气的控制，也会影响机械排烟效果。如果防烟分区面积划分过小，会使发生着火区域储烟仓储烟能力变弱，使烟气过早蔓延至相邻防烟分区，结果同样对人员安全疏散造成不好的影响。

《标准》第4.2 章节对防烟分区的划分作了较详细的规定，要求划分防烟分区不仅仅像《标准》实施以前一样，主要考虑面积指标不超过规范要求即可。如今《标准》要求防烟分区划分要同时考虑空间净高，长边最大允许长度，及储烟仓厚度等，这些参数一定程度上大大提高了设计人员的能动性。

大部分地下储藏室空间净高H≤3.0 m，根据《标准》表4.2.4，当走道宽度大于2.5 m 时，防烟分区长边最大长度为24 m，这点特别需要设计人员注意。地下储藏室走道宽度大于2.5 m 并不多见，但有时建筑专业在布置时会遇见走道与入口大堂的合并，造成走道局部宽度大于2.5 m。针对上述情况，目前浙江省发布了《＜浙江省消防技术规范难点问题操作技术指南＞建筑防烟排烟系统补充技术要求》文件，文件第20 条对防烟分区长度做了更细的规定。考虑到文件适用区域，目前在其它区域的工程设计中，建议在走道防烟分区长边最大长度还是执行《标准》表4.2.4 的要求。

设计人员往往考虑到风管规格较大，如果向外延伸较多，会出现各专业管线重叠，造成走道净高不满足要求。结果造成图3 所示：排烟系统3 防烟分区面积的布置大小不均，防烟分区1 面积过小，防烟分区2 面积过大。然而，防烟分区1 区域发生火灾的几率较小，而作为一个防烟分区面积又较小，储烟能力弱，真正发生火灾时而不能发挥应有的作用。为避免发生上述情况，各专业设计负责人可在初步设计阶段，理清各专业管线路由，一定程度上可避免严重交叉，在实际工程设计中已得到印证。

4 排烟量计算

计算防烟分区排烟量，首先计算防烟分区面积，对于地下走道防烟分区面积的计算上，近些年一直争议较大[3]，常有以下几种处理方法：

1）按走道面积及与其连接的最大房间面积之和。

2）按走道面积及与其连接的最大未设防火门的房间面积之和。

3）按走道面积及与其连接的所有房间面积之和。

对于方法2，实际工程中曾见过地下储藏室房间门均为防火门，此做法可能是为了使得走道面积减小，计算排烟量小，从而减小风机，风管和风口规格。排烟设计时往往根据单点火灾机理，建议采用方法1 计算防烟分区面积。通过分析排烟系统1-4，计算排烟量时仍部分沿用以往的计算思路，用走道防烟分区面积乘以60 m3/h 所得数值与15000 m3/h（净高≤6.0 m）比较取大值。

《标准》第4.4.12 及4.6.3 条已明确当仅在走道设置排烟口时，走道排烟量可按13000 m3/h 直接取值。对于排烟系统3 划分了两个防烟分区，系统计算排烟量可按两个防烟分区排烟之和计算，取26000 m3/h。目前这种计算方法，可能考虑到消防设计要偏于安全可靠，在工程实践中还不常见。

5 防火阀及排烟口

目前常用防火阀基本分类主要依据来自《建筑设计防火规范》，《建筑通风和排烟系统用防火阀门》（以下简称《防火阀门》）及图集《建筑防排烟系统设计和设备附件选用与安装》（以下简称《附件选用与安装》）。《建筑设计防火规范》表18 对防火阀及排烟防火阀进行了基本分类并详细介绍了阀门的用途。

防火阀门从用途上可分为：防火类，防烟类，排烟类。从功能可划分为：防火阀（具有温度熔断功能），防烟防火阀（具有靠感烟火灾探测器控制动作及温度熔断功能），防火调节阀（具有温度熔断功能及无级调节）。防烟类阀门常用于防烟楼梯间前室或合用前室内的加压送风口。排烟类阀门根据使用位置划分为：排烟阀（用于排烟系统风管上），排烟防火阀（排烟风机吸入口或排烟支管上），排烟口（用于排烟房间内）。

然而《防火阀门》把防火阀门仅分成了三类：1）防火阀；2）排烟防火阀；3）排烟阀；接着表1 和表2 从阀门控制方式及功能上对防火阀门进行了较为详细说明，工程实践中可根据这些功能及控制方式进行组合，选择合适的阀门使其满足使用要求即可。《防火阀门》定义简单明了，从定义中可以看出只有防火阀和排烟防火阀具有温感器，且平时呈开启状态。排烟阀常安装在排烟系统端部（烟气吸入口），并指出排烟阀经过装饰处理后就成为工程上常见的排烟口。《防火阀门》表1 特别注明排烟阀无温感器控制装置，规范第6.5条和第7.6 实验方法也证明了这一点，实验方法仅介绍了防火阀及排烟防火阀的温感器。从而可知工程设计中常用的排烟口其实不具备280 ℃熔断关闭功能，排烟口还应具备手动和电动开启功能。《附件选用与安装》明示排烟口及板式排烟口无温感器控制装置，但同时又介绍了多叶排烟口及远控多叶排烟口，其具有温感器控制装置，让人不得其解。《附件选用与安装》中带温感器的多叶排烟口，可以用排烟口+排烟防火组合代替，既符合规范要求，工程实践中也不难实现。

现分析图中4 个排烟系统所用的防火阀门有：1）排烟防火阀；2）防烟防火调节阀；3）280 ℃防烟防火阀；4）防烟防火阀。

图1 系统排烟支管上设置有常闭多叶排烟口（但设计人员同时备注其具有280 ℃熔断功能），同时在支管上又设置排烟防火阀，应属于重复设置阀门。平时排风支路设防烟防火调节阀，设计计算时排风口规格已符合风机排风量要求，其实无调节风量需要，设置防烟防火阀即可。

图2 为排风、烟合用一个系统，排风口兼并火灾时排烟口。该系统未满足《标准》5.2.2 条及5.2.3 条要求。考虑到使用实际情况，地下室排风机日常很少开启运行，一旦发生火灾，该系统就丧失了排烟口应具有的火灾报警系统自动开启及连锁开启排烟风机和补风机的功能。相关的条文说明对此也有介绍：设置消防控制室的汽车库排烟系统应用联动控制的排烟口或排烟风机[4]，该条文虽然是针对汽车库防火排烟，但地下储藏室排烟系统设计时也可借鉴。

图3 系统排烟机房隔墙处设置有防烟防火阀，风机入口立风管上设排烟防火阀（具有与排烟风机连锁功能）。此排烟系统首先机房隔墙处的防烟防火阀设置不妥，因为防烟防火阀动作温度为70 ℃，如系统正在排烟，火灾前期烟气温度常常会高于70 ℃，烟气温度还未至280 ℃防烟防火阀已关闭，排烟系统无法运行，从而影响疏散。对于图3 系统建议排烟机房隔墙处设排烟防火阀（与排烟风机连锁），取消风机入口立风管上的排烟防火阀。另外，工程设计制图中应注明排烟阀或排烟口手动开启装置的位置。

对于排烟口《标准》第4.6.14 规定了单个排烟口最大允许排烟量，其出发点与《高层民用建筑设计防火规范》规定的排烟口最大风速为10 m/s 一样，都是为了避免排烟口排烟时由于吸入烟量过大出现空洞，造成烟气底部的新鲜冷空气被吸入，降低实际排烟量。为减少工程设计计算工作量，《标准》附录B 列举了常规的单个排烟口最大允许排烟量，可根据实际工程需要，直接查表即可。应用附录B 表格时需注意，表格中“-”的意思是对于净高≤3.0 m 的场合，最小清晰高度不宜小于2.0 m。净高≥6.0 m 的场合，设计烟层厚度不应小于净高的10%。

地下储藏室走道一个防烟分区排烟量如按13000 m3/h，净高按H=2.9 m，查附录B，单个排烟口最大排烟量约为2400 m3/h，需6 个排烟口。但规范并未对每个排烟口的距离做出要求，以至于出现图4 排烟系统，四个排烟口边缘间距较小。假设极端条件下，四个排烟口之间间距为0，该情况下可把四个排烟口看作一个整体，这样又回到了一个排烟口最大允许排烟量的问题。针对此种情况，有些地方部门出台了相关的解释及规定。排烟口之间的间距可参考2019 年04月浙江省消防救援总队与浙江省住房和城乡建设厅联合下发的应急浙消[2019]72 号文件，其相关条文要求：一个防烟分区内机械排烟口边缘最小距离Smin应满足：

式中：Smin为排烟口边缘最小距离，m；Ve为一个排烟口的排烟量，m3/s。

6 结论

地下储藏室走道排烟与排风合用系统，如果排风机房内仅有一台风机，不应算作合用风机房，机房内无需因此增设自动喷水灭火系统。划分防烟分区应根据《标准》表4.2.4 的要求，合理均匀划分防烟分区，不应使得防烟分区过小或过大。计算排烟量可根据《标准》第4.4.12 及4.6.3.4 条直接选取。常用的排烟阀及排烟口没有温感器控制装置，如需要求具有防火功能时，可使用排烟阀（排烟口）和排烟防火阀进行组合。选取排烟口规格及数量时，应计算或者根据《标准》附录B 得出单个排烟口最大允许排烟量，同时应考虑排烟口边缘之间的距离。