1、1对若干建筑防排烟设计问题的探讨与建议摘要：本文从国家现行建筑设计常用防火规范的防排烟相关条文出发，结合实际工程经验，探讨了防排烟设计中常见的几个问题，包括穿越变形缝处两侧的防火阀如何设置；机械加压送风防烟管道穿过防火墙处防火阀的设置；排烟风机负担多个防烟分区排烟时排烟量的计算、风管风口尺寸的计算；汽车库排烟方式的选择等问题，提出了自己的理解和有针对性的建议。 防排烟防火阀 加压送风 汽车库 中图分类号：S762.3+3 文献标识码：A 0 引言 随着我国城市化进程的不断加快，建筑设计中防排烟问题受到越来越多的重视，国家颁布了建筑设计防火规范 GB5006-2006 （以下简称建规 ） 、 高
2、层民用建筑设计防火规范 GB50045-95 （以下简称高规 ）、 人民防空工程设计防火规范 GB50098-2009 （以下简称空规 ） 、 汽车库、修车库、停车场设计防火规范 GB50067-97 （以下简称库规 ）等相关防火规范。本文结合笔者在工程设计贯彻防火规范过程中遇到的几个值得进一步探讨和研究的问题，对防火规范中有关的防排烟条文谈谈个人的理解，并提出一些建议，不妥之处恳请各位同行专家批评指正。1 风管穿越变形缝处防火阀的设置 2关于风管穿越建筑变形缝处防火阀的设置问题，在工程设计中，主要存在两种观点和做法：一是只要通风管道穿越变形缝，就在变形缝两侧的通管道上各设一个防火阀；另一种观
3、点是只有在变形缝两侧同时为防火分区边界时才在变形缝两侧的通风管道上设防火阀。 所谓变形缝， 民用建筑设计通则 GB 50352-2005第 2025 条定义：“为防止建筑物在外界因素作用下，结构内部产生附加变形和应力，导致建筑物开裂、碰撞甚至破坏而预留的构造缝，包括伸缩缝、沉降缝和抗震缝” 。在建筑物使用过程中变形缝存在水平和竖直沉降变形破坏的可能，从而导致穿越变形缝处的通风管道的破坏，火灾就可能在变形缝处竖直或水平方向蔓延。 高规第 8534 条规定，通风、空气调节系统的风管道穿越变形缝处的两侧应设防火阀。条文说明指出：“第 8534 款的规定是为有效阻隔火势、保证防火阀的可靠性而提出的必要
4、措施” 。并附有通风管道穿越变形缝两侧设置防火阀的示意图(双墙式)。根据高规 ，只要通风管道穿越变形缝，就应在变形缝两侧的通风管道上各设一个防火阀。 建规第 103124 条规定，穿越防火分隔处的变形缝两侧的通风、空气调节系统的风管上应设置防火阀。此条较高规增加了“防火分隔处”的限定词，条文说明对防火分隔处做了解释：“主要防止防火分区或不同防火单元之间的火灾蔓延。在某些情况下，必须穿过防火墙或耐火墙体时，应在穿越处设防烟防火阀，此防烟防火阀一般依靠感烟探测器控制动作，用电讯号通过电磁铁等装置关闭，同时它还具3有温度熔断器自动关闭以及手动关闭的功能” 。根据建规 ，是否需要在穿越变形缝的通风管道
5、两侧设置防火阀要根据通风管道是否穿越“防火分隔”来定。 可见建规较高规更严密、具体，但两者的规定并不十分确切。笔者认为风管穿越变形缝处是防火分区或防火单元分界，就应该设置防火阀；在同一防火分区或防火单元内就不需要设置防火阀，因为即使设置了防火阀也不能阻止火灾蔓延。 高规第 553 条规定：“变形缝构造基层应采用不燃烧材料” 。因为“高层建筑的变形缝因抗震等需要留得较宽，火灾发生时，有很强的拔火作用” 。正常使用的建筑物，由于变形缝构造基层采用了不燃材料，即使发生火灾也不会竖直蔓延；而一旦变形缝受到破坏，火灾时就可能波及其他楼层。因此可根据变形缝的构造情况对此问题作出判断：（1）变形缝两侧有防火
6、隔墙，则在两侧均设防火阀。因为一侧发生火灾，由于防火阀的隔断，不会在竖直或水平方向波及其他防火分区。 （2）变形缝一侧有防火隔墙，则在有隔墙的一侧设防火阀。因为如果有防火隔墙的一侧发生火灾，由于防火阀的隔断，火灾就不会在竖直或水平方向蔓延至其他防火分区；而如果发生火灾的是没有防火隔墙的一侧，即使在这一侧设置防火阀也起不了火灾垂直方向的蔓延；水平方向上则由于另外一侧防火阀的隔断能够阻止火灾的蔓延。 （3）变形缝两侧无防火隔墙，则两侧均不设防火阀。因为变形缝两侧相通，无论设置防火阀与否，火灾发生时，水平方向都阻止不了火灾蔓延；如果变形缝受到破坏，垂直方向也阻止不了火灾蔓延。另外，上述三种情况的通风
7、管道，均需在穿越变形缝处采用柔性防火软管，以4减少变形缝处产生的变形对通风管道的破坏作用。上述规定是针对“通风、空气调节系统的风管道” ，对于排烟管道穿越变形缝处的情况也应设置防火阀（280） ，设置原则与通风、空气调节系统的风管道相同。 2 机械加压送风防烟风管穿过防火墙处防火阀的设置 建规和高规均明确了通风、空调系统中的防火阀的设置问题，对而于机械加压送风防烟风管穿过防火墙处防火阀的设置问题，均没有做出相关条文规定。而空规第 6.5.4 条做出了规定， “机械加压送风防烟管道和排烟管道不宜穿过防火墙。当需要穿过时，过墙处应符合下列规定：1 防烟管道应设置温度大于 70时能自动关闭的防火阀；
8、2 排烟管道应设置温度大于 280时能自动关闭的防火阀。 ”它修订了原规范人民防空工程设计防火规范 （GB50098-98） （2001 年版）第6.5.4.1 条“机械加压送风防烟、排烟管道不宜穿过防火墙。当需要穿过时，过墙处应设置烟气温度大于 280时能自动关闭的防火阀。 ”的条文，将 280修改为 70。 建筑设备专业技术措施 （2009 年版） （北京市建筑设计研究院编）第 18.3.10 条则规定：“当机械加压送风管道穿越有火灾危险的房间或走道进入楼梯间或前室，或穿越其它防火墙时，应在防火墙处设置 280关闭的防火阀” ，原因是当机械加压送风管道经有火灾危险的房间或走道，进入楼梯间或
9、前室，或穿越其他防火墙，如不设防火阀会破坏防火分隔。如设置防火阀处的房间等发生火灾时，70的防火阀有可能在温度较低的烟气大量发生时受热关闭，影响楼梯间或前室防烟。设置 280防火阀即可保证防烟，又能在烟气之后火焰猛烈燃烧时隔断火焰，保证楼梯间或前室的安全。 5笔者分析认为对于机械加压送风防烟风管来说，管道内输送的是火灾初期的常温新鲜空气，防火阀熔断器不应很快熔断而影响火灾时正压送风的作用，当加压送风管道穿越的房间或走道发生火灾，加压送风管道内的空气温度会急剧升高，为了确保人员安全疏散，设置 70关闭的防火阀更为合理。如果设置了 280的防火阀，则会因为机械加压送风防烟管道上防火阀的熔断时间会迟
10、于排烟管道上防火阀（280）的动作而造成不安全因素。而且，如果机械加压送风的空气温度在高于 70时仍在运行的话，可能会对室内人员安全造成威胁。所以机械加压送风防烟风管穿过防火分隔处应设防火阀，如不设防火阀会破坏防火分隔，防火阀的温度设置为 70更为合理一些。 3 排烟风机负担两个及以上防烟分区排烟时排烟量、风管、风口尺寸的计算 该问题涉及下列规范条文：高规第 8.1.5 条：“机械排烟的风速，采用金属风道时，不应大于 20m/s；采用内表面光滑的混凝土等非金属材料风道时，不应大于 15m/s。排烟口的风速不宜大于 10m/s”。第 8.4.2条：“设置机械排烟设施的部位，其排烟风机的风量应符合
11、下列规定：（1）担负一个防烟分区排烟或净空高度大于 6.00m 的不划防烟分区的房间时，应按每平方米面积不小于 60m3/h 计算。(2)担负两个或两个以上防烟分区排烟时，应按最大防烟分区面积每平方米不小于 120m3/h 计算” 。第 8.4.8 条：“机械排烟系统中，当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能自行启动” 。 建规 （第 9.1.6 条、第 9.4.5 条、第 9.4.6 条）和空规 （第 6.3.1 条、第 6.4.3 条、第 6.4.5 条、第 6.5.1 条）也有6类似的规定， 空规和前两个规范的区别是排烟系统担负三个或三个以上防烟分区排烟时，按最大防烟分区面积每平方米不
12、小于 120m3/h 计算。 根据高规和建规以上的规定，如果一个排烟系统担负两个或两个以上防烟分区排烟时，并且每个防烟分区内的排烟量按照每平方米面积不小于 60m3/h 计算，担负两个或两个以上防烟分区排烟的风管的尺寸，按照最大防烟分区面积每平方米不小于 120m3/h 计算，一旦火灾发生，如果发生的地点是排烟系统中较小的防烟分区，该防烟分区内的排烟口将连锁启动排烟风机排烟，排烟风机的风量则是根据该排烟系统最大防烟分区面积每平方米不小于 120m3/h 并考虑漏风系数来确定（建规第 9.4.8 条规定，排烟风机的排烟量应考虑 10%20%的漏风量, 高规第 8.4.12 条也规定排烟量应增加漏
13、风系数） 。如此，该防烟分区内的风口和风管风速将会远远超过规范所规定的风速限定值。排烟口风速过大会过多地吸入周围空气，使排出的烟气中空气所占的比例增大，影响实际的排烟效果。 对于此问题，设计人员在划分防烟分区时，可尽量使同一个排烟系统中的各个防烟分区的面积大致一样，这样会使每个防烟分区的排烟量、排烟管和排烟口尺寸接近，但这种方法由于建筑功能房间面积相差很大等因素的限制往往不能做到。即使设计中各个防烟分区的面积做到了一致，在某个防烟分区火灾发生时，该防烟分区的风量和风速也会达到该支管排烟计算时的两倍，很容易就会超过规范规定的风速最大值。工程中的另外一种做法是放大所有排烟支管和排烟口的尺寸，按照最
14、大防烟7分区的面积每平方米不小于 120m3/h 计算排烟量、风管和风口尺寸，并控制排烟支管和排烟口的风速不超过限定值。这种方法理论上可以满足防火规范的规定要求，但也会增加管材，而且实际工程中会由于排烟风管尺寸较大影响建筑净高而往往不可实现。所以防火规范应该更加明确排烟系统中风管和风口的控制风速和系统排烟量的计算方法，以便设计人员更科学合理地执行。 4 汽车库排烟方式的选择 库规第 8.2.1 条规定， “面积超过 2000m2 的地下汽车库应设置机械排烟系统” 。 此处条文将车库面积作为地下汽车库是否设置机械排烟系统的唯一指标，但规范第 3.0.1 条中车库的防火分类不是以车库面积而是以停车
15、辆数作为划分依据的，而且后面章节中建筑、给水、电气的消防设施设置均根据车库防火分类来设置。所以笔者认为此条规定有失偏颇，地下汽车库是否设置机械排烟系统的前提条件中加入防火分类这一因素似乎更为合理。 其次，本规范对其他类型的汽车库的排烟问题没有做任何规定，如:工程中常会遇到坡地上的车库有一半埋在地下，另一半是敞开的“半地下车库”,以及规范中有定义的敞开式汽车库。这类车库是否就不需要考虑排烟设施了呢？另外，对于面积不超过 2000m2 的地下汽车库，是否可以完全不考虑排烟设施，或者需要自然排烟？当面积超过 2000m2 时，如果具备充分的自然排烟条件是否仍然需要设置机械排烟设施？笔者认为将自然排烟
16、也作为汽车库排烟设施的可选方式之一更为合理，对于具备8自然排烟条件的车库可以采用自然排烟，节约资源，节省投资；对于不具备自然排烟条件的汽车库，无论面积是否超过 2000m2，均需设置机械排烟系统。自然排烟的条件可参照高规和建规的相关条文和说明来考虑，自然排烟口的面积和距该防烟分区最远点的水平距离应满足一定要求。 建规第 9.2.2 条和高规第 8.2.2 条对设置自然排烟设施的场所的自然排烟口的净面积都有相关的要求，如对一般房间自然排烟口净面积不小于房间建筑面积的 2%5。根据高规第 8.1.3 条文说明“据火灾实地观测，人在浓烟中低头掩鼻最大通行的距离为2030m。 ”，因此高规和建规均有对
17、机械排烟口据最远点的水平距离不超过 30m 的规定， 建规第 9.2.4 条对自然排烟口距该防烟分区最远点的水平距离也做了不应超过 30m 的规定。汽车库排烟也可借以参考，当车库开窗面积合适，满足自然排烟，并且自然排烟距离满足要求的情况下可以采用自然排烟；否则应该设置机械排烟系统。所以，笔者认为综合考虑汽车库面积、是否满足自然排烟等多方面因素来判断汽车库是否需要设置机械排烟系统更为合理。 5 结语 本文所探讨的有关建筑防排烟设计的问题，由于规范条文的相关规定不是很明确，导致实际工程应用中不同设计单位或人员理解不一，甚至因死扣规范出现一些不合理的设计而留下建筑消防安全隐患。防排烟设计中防火规范的
18、作用重大，本文旨在通过对几个防排烟问题的探讨，抛砖引玉，希望引起相关部门和人员的关注、探讨和研究，及时对规范进行修订完善，使之能够更好地指导设计工作。另一方面，设计人员应9充分理解掌握国家现行规范，经济合理地运用现代消防技术，并针对具体工程仔细分析其客观工程特性，明确相关规范条文的适用性，合理解决设计中容易出现偏差或疏忽的问题，以达到建筑消防立足自救，安全可靠之目的。 参考文献： 1 建筑设计防火规范 GB5006-2006S 2 高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95（2005 年版）S 3 人民防空工程设计防火规范 GB50098-2009S 4 汽车库、修车库、停车场设计防火规范 GB50067-97 S 5 民用建筑设计通则 GB50352-2005S 6 建筑设备专业技术措施（2009 年版） （北京市建筑设计研究院编）
