探析高层建筑防排烟系统设计中的常见问题论文_陈锋

探析高层建筑防排烟系统设计中的常见问题论文_陈锋

近几年伴随着经济技术的发展,人们生活质量的提高,高层建筑特别是高层住宅建筑数量大幅增长。由于高层民用建筑内人员数量多,疏散距离长,装修标准高,发生火灾时产生的烟气多,烟气对灭火行动、人员疏散的影响更为突出。所以加强高层民用建筑的防排烟系统设计,确保人员顺利疏散、安全撤离,为火灾扑救创造有利条件是高层建筑消防中的重要环节,一方面可以控制火灾时烟气的流向并及时排出,另一方面也方便消防救援工作的展开。科学合理的设计高层建筑的防排烟设施,最大程度发挥它的性能作用,是当今必须解决的问题,也是人们的要求所在。

一、高层建筑的自身特点及火灾的危险性

高层建筑火灾危险性主要表现在以下几个方面

1、火灾蔓延迅速

高层建筑通常由于其各项复杂功能的需要,内部常设有较多的电梯井、楼梯间、电缆井、排气道、管道井等竖向井道。这些井道一般贯穿若干或整个楼层,如果在设计时没有考虑有效的防火分隔措施或对防火分区措施处理不好,发生火灾时,这些井道将会产生烟囱效应,抽拔烟火成为火势迅速蔓延的途径。

2、扑救难度大

高层建筑的高度高,给消防员快速进入着火楼层扑救带来了困难,再加上受到消防设施所能到达的高度条件限制,往往不能及时的营救被困人员,也耽误了最佳的灭火救援时机,再者高层建筑一般来说其内部功能复杂,设备种类繁多,易燃物质多,火势蔓延迅速,极易造成群死群伤的情况。因此给消防扑救工作的开展增加了不小的难度。

3、人员疏散困难

高层建筑中人员数量多、安全疏散距离远,火灾时主要靠防烟楼梯间进行疏散容易出现拥挤情况。发生火灾时烟气和火势竖向蔓延快,高温浓烟还会对人的心理、生理造成强烈的刺激,形成恐慌,在这种环境条件下,人们往往会失去理智,争先恐后的涌向疏散通道,极易发生踩踏等二次事故。火灾时,由于普通电梯停止使用,安全疏散主要靠防烟楼梯间进行,如果防烟楼梯间不能有效地防止烟火侵人,因高层建筑的烟囱效应烟气会很快灌满整个防烟楼梯间,从而严重阻碍人们的安全疏散,威胁人们的生命安全。

二、高层建筑防排烟设计中应注意的常见问题

1、防排烟系统设计的场所或部位

建筑防排烟设计的场所或部位应根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)8.5.1~8.5.4 的规定进行设置。特别注意,规范指出:当建筑高度大于 50m 的公共建筑、厂房、仓库和建筑高度大于 100m 的住宅建筑,其防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室应采用机械防烟设施。因这些高层建筑受到风压和热压的影响较大,光靠建筑本身的采光通风基本起不到防止烟气进一步扩散到安全区域的作用,故不能采用自然排烟方式。

2、地上、地下共用楼梯间的加压送风系统设计

高层建筑地下楼梯间是地下室人员火灾时迅速安全疏散的主要消防通道,疏散楼梯间及消防电梯前室将地下室与地面连通。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆地上、地下部分同一位置的防烟楼梯间需要设置机械加压送风系统时,加压送风系统宜分别设置;若只设置一个系统合用风道时,风量应叠加,且均应满足地上、地下加压送风系统的要求,防止机械加压送风量不足而危及地下室疏散通道安全。合用前室或前室的加压送风系统不管地上、地下是否共用,加压送风系统设计不受影响,系统形式保持不变。

3、加压送风系统和系统风口设计

(1)就目前的高层建筑特别是高层住宅建筑中,普遍采用剪刀梯,剪刀梯的加压送风量应按照两个楼梯间的风量计算,可合用一个加压系统也可以分别设置两个加压系统,当合用一个系统时风量应该叠加,但送风口应分别设置。当层数超过 32 层或建筑高度超过 100m 时,加压送风系统及风量应分段进行设计。值得注意的是《住宅建筑规范》(GB50368-2005)第 9.1.6 条指出,在住宅建筑中,当有一层或若干层的层高超过 3m 时,应按规范要进行层数折算。在确定系统加压送风量时,应按折算累加后的层数进行计算而不是实际负担的层数。

(2)关于加压送风口的形式、控制及开启方式现行规范没有明确规定,但就目前认识已基本趋于一致:即防烟楼梯间一般采用自锤式百叶风口,每 2~3 层设置一个,前室或合用前室则通常采用常闭型送风口,每层设置一个;当负担层数为 3~19 层时,发生火灾时,开启着火层及其上一层共两层加压送风口,当负担层数为 20~32 层时,发生火灾时,开启着火层及其上、下相邻两共三层的加压送风口。设计加压送风口时,应考虑百叶的遮挡,按风口的有效面积进行风速计算,风口的风速不宜大于 7m/s。在加压送风系统设计时,送风口风速越大,送风均匀性越好,而送风道的风速越小,送风均匀性越好,设计时应注意。

4、防排烟系统风道设计

就目前高层建筑的防排烟系统中的风道普遍采用混凝土井道,笔者认为不应使用混凝土和砖砌风井作为高层建筑防排烟系统的风道,因砖砌风井漏风量大,而且内表面抹灰困难,阻力系数大,虽然现行规范还允许使用混凝土风井,但混凝土风井的阻力系数也较大,高层建筑中的防排烟风道一般贯穿整个楼层,风道长,系统阻力损失大,不利于系统风量及压力的保证。在即将实行的《建筑防排烟系统技术标准》(GB51251)中也明确规定了机械加压、排烟系统应采用管道进行,且不应采用土建风井。

5、自然排烟外窗设计

(1)自然排烟的外窗应设置在屋顶或外墙上方。当设置在外墙上方时,应尽量靠近楼层顶面,自然排烟外窗的底标高不宜小于室内净高的 1/2,并设置方便开启的装置。在有的设计中往往忽视室内净高 1/2 以上才是自然排烟外窗的有效面积,在与建筑专业配合设计时应加以注意。

(2)在净高小于 12m 的中庭和层高较高的房间中采用可开启外窗或高位侧窗进行自然排烟的系统中,常常有未设置自然排烟外窗手动开启装置的情况,由于自然排烟外窗较高,火灾时人法快速有效的直接打开,不利于自然排烟效果,故还应设置与火灾自动报警系统联动或由其他电动设施控制启闭的装置。同时自动排烟外窗附近应设置便于操作的手动开启装置,以保证自然排烟的效果和可靠性。自然排烟的可开启外窗的有效面积,不应包括固定窗的面积和推拉窗开启时另一半的面积。

结束语:高层建筑的建设正在跟上社会经济发展的步伐,对于一个城市的发展和建设有着非凡的意义。高层建筑中的防排烟技术是今后暖通专业设计中值得深入探讨和研究的课题,从设计、审查、施工到竣工验收等的一系列工作环节中,应严格按相关规范执行。随着科学技术的不断发展和进步,相信会有更节能、更安全,更实用的防排烟技术出台,更好的保障人们的生命和财产安全。

参考文献:

[1] 陆耀庆主编 . 实用供热空调设计手册(第二版). 北京:中国建筑工业出版社,2008.

论文作者:陈锋

论文发表刊物:《红地产》2017年9月

论文发表时间:2018/9/3

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