某复杂空间排烟系统设计

宋晋 虞杰 张智信 肖龙洋 姜淏予

1 浙江工业大学工程设计集团有限公司

2 杭州电子科技大学自动化学院

目前公共建筑有较多大空间建筑的形态设计[1]。GB51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》[2（]以下简称《防排烟标准》）实 施前，暖 通设计师关于防排烟设计主要参考建筑设计防火规范（GB 50016-2006）及 高层民用建筑设计防火规范（GB 50045-95），相 关计算与现行规范差异较大[3-6]，关 于复杂空间案例的防排烟设计的介绍较少，本 文将结合威宁某中学项目中的行政楼与图书馆作为工程实例，详 细介绍该工程中的典型复杂空间建筑的防排烟设计方案，介 绍在保证建筑设计方案不变情况下，如何有效设计防排烟系统。图 1为学校整体鸟瞰图。

图1 学校整体鸟瞰图

1 行政楼防排烟系统

1.1 建筑简介

行政楼占地面积8598.56 m2，见 图2，内 部设有舞台及池座，两 空间高度不同且池座中的座位沿舞台至后侧高度逐渐升高，即 净高逐渐减小，由 15.4 m 过渡至4.8 m。行政楼北侧为门厅与休息厅，门 厅局部跨越两层。行政楼西侧有一通高空间走道，见 图 3，走 道为实现建筑空间的视线跨越与延展，每层未设楼板隔断，见 图4。舞 台南侧还有休息厅、服 装间、道 具存放处等辅助用房间，空 间结构非常复杂。

图2 行政楼平面图

图3 行政楼侧面通高走道模型

图4 行政楼侧面通高走道内部

1.2 防烟分区划分

对于该建筑，将门厅处的多层空间逐块分隔，其中 2 层与 3 层共用烟道引至建筑最高处进行机械排烟。门厅另外用烟道引至建筑最高处进行机械排烟。

将舞台与池座分别作为独立防烟分区进行机械排烟，其中池座按照最高处座位来计算清晰高度，按照整体空间计算机械排烟量。

所有排烟风机均设于建筑东侧外部楼梯上部，不影响整体建筑造型。

行政楼侧面走道主要为观赏用，尽 管也为高大空间，但 由于敞开口面积较多，且 不是疏散用走道，故 按照高大空间自然排烟对其进行设计。

1.3 排烟设计

根据《防排烟标准》[2]，最 小清晰高度应该按下式计算：

式中：Hq为最小清晰高度；H'对于单层空间，取 排烟空间的建筑净高度，对 于多层空间，则 取最高疏散楼层的层高。

储烟仓高度当采用自然排烟方式时，储 烟仓的厚度不应小于空间净高的20%，且 不应小于500 mm。当采用机械排烟方式时，不应小于空间净高的 10%，且不应小于 500 mm。同时储烟仓底部应高于最小清晰高度。

根据《防排烟标准》[2]，排 烟量计算应符合下列规定：建 筑空间的净高小于或等于 6 m 的场所，其 排烟量则应该按不小于 60 m3/ (h·m2) 计算，且 取值不小于15000 m3，或 设置有效面积不小于该房间建筑面积2%的自然排烟口。净高大于6 m 的场所其每个防烟分区排烟量应根据场所内的热释放速率及标准规定的计算方法计算确定，且 不小于采用查表线性插值法计算所得的数值。

经计算结果如表1。

表1 行政楼排烟系统设计风量

2-5 及3-5 均为休息厅空间，且 排烟量不大，故 考虑合并为同一排烟系统，根 据《防排烟标准》[7]，当 一个排烟系统担负多个防烟分区排烟时，对 于建筑空间净高为 6 m 及以下的场所，应 按同一防火分区中任意两个相邻防烟分区的排烟量之和的最大值进行计算。

门厅处由于空间多层交错，笔 者设计时考虑下层空间烟气不能影响上部空间，在设计防烟分区1-4 储烟仓时综合考虑 1-4 及 2-5 两空间的储烟仓要求高度，并 充分考虑两空间之间挡烟垂壁对于无火灾情况时人视线的遮挡，最 终确定了挡烟垂壁为1.5 m。图5为门厅处防烟分区划分与排烟设计。

图5 门厅处防烟分区划分与排烟设计

舞台与池座之间存在建筑墙作为挡烟垂壁，不 再另设。舞台最小清晰高度按照大空间的净高及最高层座位的实际净高计算得到的最小清晰高度取最高考虑，保 证储烟仓的底高度高于最高座位处人的最小清晰高度要求。图 6 为舞台池座排烟设计。

图6 舞台池座排烟设计

所有排烟机房置于整体建筑东侧外廊楼梯的上部，位 于建筑最高处且不影响建筑整体设计。补风机房设于建筑西北角及西南角，其 中西北角补风机房西侧为楼梯，北 侧为外廊，东 侧为声控室，南 侧为池座空间，均 不能够进行补风，为 此将此补风机房顶部抬高至高于池座顶板，从上部取室外空气进行补风。图7为排烟机房及补风机房设计。

图7 机房设计

建筑西侧大空间走廊，由 于其并未做疏散用，故 将在走廊与主体建筑所有联通的地方均使用玻璃门进行分隔，保 证空间的独立。

此走廊上下并无楼板分隔，烟气能够从1 层直通4 层至上部排出。此走廊两端均无遮挡，西侧为装饰墙，开 口较少。东 侧在内部庭院部分每层均有开口。顶 部部分有开口，部 分封闭，为 满足排烟要求，在 4 层楼梯处将东侧墙取消。图8 为通高走道烟气流动示意。

图8 通高走道烟气流动示意

此通高走廊若算作多层空间，然 而各层之间并无隔板分隔。若算作中庭，然 而上部空间能够有人站立。若算作走道，并 非是单层走道，每 层烟气能够互通，故 此空间定义较难，且 此类通高空间在《防排烟标准》[2]中并无明确定义，笔 者在设计中按照走廊、中 庭、其 他建筑对此空间进行分别计算后取大值来保证设计的准确性。

此走道面积为344 m2，净 高19.5 m，最 小清晰高度3.55 m。

根据相同的条件，采 用不同空间的计算方法来计算自然排烟口面积，计 算结果如表2 所示。

表2 通高走道排烟系统设计

根据以上计算结果，取 自然排烟口面积为116.39 m2，在 不影响建筑造型的情况下，在 走道的东侧加开排烟口，保 证此空间的自然排烟。

3 结语

《防排烟标准》[2]实施后，与 旧规相比，防 排烟设计有较大变化，在 许多细节计算上都有要求，有 利于设计出更加合理的防排烟施工方案，对 有效减少火灾引起的危害有指导意义。

但暖通设计师在实际设计中，相 较于旧规会遇到较多难以确定的问题。尤其在公共建筑中，复 杂空间是经常采用建筑设计方法，本 文借助工程实例，基 于现行防排烟规范，对 某中学建筑的复杂空间的防排烟设计进行了详细介绍。