摘要：自然风作为自然生态建筑的重要组成部分，现在已经成为加强自然和人沟通，提升人民群众生活环境和质量的重要手段之一。自然风不仅可以降低能源的消耗量，而且能够使得人和自然更加亲近，因此近年来备受关注和研究。伴随中国社会主义市场经济的进一步深化，人民群众对较高楼层建筑物的消防问题尤为重视，对于消防安全的要求呼声也越来越高，要求既要做到防火防灾，还必须得美化环境，要体现消防设计的人性化。本文首先介绍了建筑通风机消防系统工程实施的必要性和重要性，然后制定了消防系统工程的施工基本技术规范。然后从通风工厂和消防工程两个方面介绍了设计施工基本技术。通风工程方面主要介绍了利用风压、利用热压、风压与热压相结合、机械辅助式等各种方式来实现自然通风、双层维护结构实现通风等五个方面。消防系统工程设计施工技术方面，主要从重视消防系统的完善设计、保障施工质量、制定科学的建筑施工流程、使用新型防火分隔技术等四个方面进行了介绍。最后，文章对建筑通风和消防工程的不足之处和未来发展方向进行了展望，本文所制定的建筑通风及消防系统工程的设计和施工技术对于其他建筑工程的通风和消防系统工程设计及施工具有理论上的指导和实践中的借鉴意义。
关键词：通风和消防系统工程；设计；施工
1 引言
能源和自然环境已经成为人们最为关注的问题之一，现如今随着全球气温的不断升高，人们已经开始逐步意识到保护能源和保护环境的重要性。由于利用自然通风，可以降低能源的消耗量，改善建筑室内环境，因此近年来越来越受到重视。尤其在某些热带区域，其气候炎热潮湿，时常下雨。此种气候特使得通风防热成为建筑设计最为关注的一个环节[1]。自然通风作为一种价格便宜并且比较高效的通风技术，一方面可以实现建筑节能，另一方面可创造健康的居住环境，是实现可持续发展的设计理念的主要表现方式之一，推广意义较大。
2 建筑通风和消防系统工程实施的必要性及设计规范
2.1 实施必要性
近年来随着国家整体经济水平的发展以及各行各业的不断进步，通风技术在各行各业中就显得尤为重要，比如煤矿、核反应室等领域。随着城市化进程的不断加快，高层建筑不断增多，由于高层建筑人口密度较大并且一旦出现安全事故，逃离困难，因此提升高层住宅的消防系统和通风水平就显得尤为重要[2]。
然而在现如今的建筑设计中，对于通风情况的建筑设计比较少，设计人员对于建筑通风往往不够重视，并且很少认识到通风的关键，现如今随着人类对于居住生态环境化程度要求越来越高，作为生态建筑技术中一个非常重要的组成部分，通风技术，尤其是自然和建筑通风技术已经成为一种最为安全经济并且实用与人民生活的一种通风模式[3]。
消防系统工程广义上包含以下几项内容：气体灭火系统、消防给水系统、紧急广播系统、漏电报警系统、火灾自动报警系统、自动喷火灭水系统等一系列的对于起到消防作用的系统工程。消防系统是保障建筑物消防安全和人员疏散的重要安全措施，也是现代建筑最重要的组成部分。我国对于消防工程的研究起步较晚，在相关规范和标准方面远远落后于发达国家[4]。直至20世纪80年代，我国才开始研究相关消防安全设计规范。在发达国家建筑消防系统工程运用比较成熟，例如美国自20世纪初年便开始立法，比我国领先近一个世纪，美国相关设计规范中要求，现代建筑必须设置消防安全设施。
通过对多年来各类灾难的分析发现，火灾占据的比例较大，因此火灾是人们面临的最严重灾难之一。火灾一旦发生，其破坏性是非常大的，尤其在建筑物群众，若没有专门的消防设施来组织其蔓延、缺少明显的逃生标志指导人们逃生、没有可以灭火的消火栓等设备，人类想要在火灾中逃生是非常困难的，这将会给人类造成很大的财产损失，并对人的生命构成严重危害。反之，若火灾现场存在以上逃生和灭火设备，并具备一套完善的消防安全体系，一旦发生火灾，即可牵一发而动全身，全员迅速行动起来，实施灭火行动，这样以来便可减少人员伤亡和最大限度的降低人民群众财产损失[5]。若将建筑必做人体，则消防系统基于相当于人体的免疫系统，为人体提供安全防护。消防工程在人民的生命和财产安全方面，便起到了保护和防卫的作用，因此对建筑行业进行消防系统工程研究是非常重要的，是一项利国利民的大事情。
基于以上背景，本文研究建筑通风和消防系统工程设计与施工技术，为我国建筑通风和消防系统工程设计提供一些理论知识积累和成功实践经验的总结，以总结技术和经验为主，力求为行业内建筑和消防系统工程设计和施工提供一定的借鉴和指导。本文首先分析建筑通风设计施工技术，然后分析消防系统工程设计和施工技术。
3 建筑通风和消防系统工程设计施工技术分析
3.1 建筑通风设计施工技术
（1）基于风压实现自然通风
风压是室内通风的最主要动力之一，若能够充分利用风压来实现建筑物内的自认通风是非常好的一种手段和策略。自然风形成是受到室外风速压差以及外立面通风口的双重作用，另外也可能受到室外温度的影响而形成空气的流动。室内自然风形成的基本原理如下：从本质上讲，风是由于大气压的不一致而产生的一种空气流动，当风碰到建筑物或者障碍物等，其能量会进行转化，比如风会实现动压力和静压力的转化，在背风面上又产生了负压力。因此风一旦经过建筑物就会出现压力差，压力差会促使空气从建筑物的迎风面缺口或者缝隙向室内输送，于此同时室内的空气也会从建筑物的背风面的缝隙或者缺口排除，从而形成了风的自然流动 [6]。因此如果想形成自然风，其建筑物的布局是非常重要的，比如建筑物的朝向和布局对室内外风压的形成是非常重要的。根据空气动力学和地理学知识，若要最大限度地利用风压实现自然通风，应该使得建筑物的朝向与当地夏季的主导风向保持一定的角度，这样更有利于实现自然通风。
（2）利用热压实现自然通风
此种方式的基本原理是利用热空气由于受热而上升的原理，要实现此种通风方式主要是在建筑物的顶部设置排风系统，排风系统此时可以将室内的空气进行排除，并促使外界冷空气进入室内，此种方式一方面可以降低建筑物的基本能耗，还能够为人们的生活提供健康舒适的环境和新鲜的空气，保证工作人员的工作效率和心情舒畅。
（3）风压与热压相结合实现自然通风
风压与热压相结合来实现自然荣丰是为了让室内的通风效率更高，实现较好的通风效果。采取此种方式的主要原因是由于风压和热压相互作用可以弥补单体通风中的不足。主要设计原则应满足院在房间进深较小的位置使用风压直接通风，而房间进深较大的位置则采用热压的方式，满足室内的通风效果。
（4）机械辅助式自然通风
机械辅助式自然通风多用于大型建筑和大型厂房中，这类建筑的主要特点是通风路径较长同时空气流动的阻力很大。这种方式主要是用在自然通风强的建筑中袁利用机械的力量将自然风通入到室内。
（5）双层维护结构
双层围护结构是未来建筑发展中采用的较为广泛的技术之一，也是绿色建筑行业普遍采用的一项先进技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆双层维护结构由双层玻璃或者多层玻璃组成，在两层玻璃之间会有一定空隙又称空气夹层，利用空气夹层和与之相配的百叶窗进行节能设计[7]。例如院冬天这种空气夹层和百叶窗就可以变为太阳能的加热装置，提高建筑外表面温度，这样有利于建筑的保暖曰夏季就能让空气不断地从夹层上部排出，降低室内的温度。
3.2 消防系统工程设计施工技术
在上文讲到的消防系统中要是有两个大的部分组成：其一是火灾自动报警系统，此部分相当于感知中枢系统，在人体中相当于大脑和皮肤，另一部分是联动灭火系统，称作执行系统，此部分相当于人体的四肢。具备了感知和执行系统的消防系统，可以快速发现建筑物内存在的火灾安全隐患，随之便采取相应措施，消除安全隐患[8-10]。因此消防系统在维护建筑物的消防安全维护方面重要作用逐步被凸显出来。
对全国发生的火灾分析可知，大多数火灾主要发生在高层建筑中，并且建筑楼层越高，往往灾害造成的损失越来越大。以上高层建筑火灾事故中，只有三到五成人员伤亡是由火烧直接造成，由于烟可导致人员窒息或中毒死亡，因此大多数伤亡都是由于烟气导致的。因此如何才能在高层建筑火灾发生时，可以及时排除建筑物内烟气，避免烟气进入安全疏散通道，确保建筑物内人员安全疏散和消防人员开展灭火救援工作，降低由于烟气导致的人员伤亡，是房建工程师们一直以来需要急切达成的一项设计目标。
自然排烟、机械排烟和机械防烟现如今是我国高层建筑目前常见的排烟方式。根据相关建筑设计规范规定，高层建筑物内的排烟方式，可采用开启外窗等自然排烟、机械排烟和机械加压式送风。以上三种排烟方式的主要原理如下：
①自然排烟。目前在高层建筑结构设计中，主要有外窗的无组织和竖井排烟形式；自然排烟主要是利用室内外空气的对流作用形成的风压，将可燃物燃烧后的烟气排至大气。
②机械排烟。机械排烟和自然排烟不同，它主要是依据电动设备等外部动力，并将建筑物内的烟气和热量排至大气，从而使得屋内的烟量减少，气压降低，同时外界新鲜空气进入室内；
③机械防烟。机械防烟和机械排烟都是依据外部动力设备才可以进行的一项工作活动。其是利用电动设备向避难所或者疏散路线等空间输送风压，防止烟气进入无烟区。
针对高层建筑，防排烟系统是非常有必要的，在设计过程中应考虑建筑物的基本布局结构形式及其使用特点，从安全角度出发，综合考虑降低项目成本、合理利用空间资源等因素。我国相关建筑设计和高层民用建筑设计规范中，规定了高层建筑物消防系统设计的基本方案，并附一细节技术设计的基本要求，详细内容有以下几个方面：
若建筑物采用自然排烟方式，其建筑结构开创面积应符合以下要求：
（1）消防电梯之间和防烟楼的前室，需开启的外窗面积应该大于2平方米，合用的前室开窗面积应大于3平方米；
（2）靠近外墙的防烟楼梯间，每5层可开启的外窗面积应大于2平方米；
（3）若内走道长度小于60米时，其可开启外窗的面积应不小于走道面积的百分之二；
（4）需排烟的房间，可开启的外窗面积需大于该房间面积的百分之二。
②建筑物内设有机械式排烟的，排烟风机的风量要满足如下规定：1）净空高度大于6m 的不划防烟分区或有一个防烟分区排烟的房间，排烟风机的风量要按照大于60m3（/ h·m2）；2）大于等于两个防烟分区的排烟，排烟风机的风量不应小于120m3（/ h·m2））当高层建筑物裙房的上部采用的是可开启外窗自然排烟时，其消防电梯的前室或合用前室、防烟楼梯及前室应设置局部机械排烟设施，排烟风机的风量要按照大于60m3（/ h·m2）。排烟风机的排气口要设置在靠近顶棚的墙壁或顶棚上。
③设置在顶棚上的排烟口，与周围易燃或可燃物品的距离应大于1m，排烟口要有自动或手动关闭的功能。排烟区内的排烟口，距离最远点的水平距离应≤30m。
④机械排烟系统可采用离心式或排烟轴流式风机，并要保证在280℃的环境温度下，能够持续运行30min。排烟系统的入口处排烟支管，要设置可自动停机的排烟防火阀，排气管的材料要采用不可燃材质。
4 结论
对建筑物进行通风的基本目的是为了给居民提供健康的呼吸环境和良好的居住环境，保证居民生活愉悦，尤其在夏季来临，居民能够度过一个舒适凉爽的夏天。在建筑通风设计过程中若采用自然通风设计的施工方式，一方面可以保障居民的身心健康，还能够节省居民通风所消耗的各种资源，有效的实现了环境的可持续发展。但是目前来看，我国在建筑通风中使用自然通风的普及率不容乐观，与发达国家还具有一定的差距，许多企业为让居民生活更加舒适均采用机械通风方式，造成这种原因也是由于我国的通风设计技术水平有限，因此，为让我国的建筑节能行业可以实现稳步可持续发展，设计人员必须采用科学合理的设计规范，充分发挥自然通风在建筑通风设计中的巨大潜能。近年来随着城镇化发展速度的不断加快，高密集度地方的规模也在增加，越来越的单位开始注重消防系统工程的设计和施工，并且逐渐开始关注消防系统的运行。高层住宅建筑给排水设计已经成为了现阶段最受瞩目的内容之一，由于 高层住宅建筑给消费系统设计已经成为了现阶段最受瞩目的内容之一，由于与其它低层住宅不同，高建筑设计的时候如果仅满足规范要求的同时还需要从全局出发，整体上把握规划设计施工方案，为工程整体质量奠定良好的基础，保证最终施工的合理性与科学性。
参考文献：
[1] 徐浩. 浅析建筑消防工程中防火分隔施工技术[J].科技创新与应用，2013（12）：230-230.
[2] 宋振. 建筑消防工程中防火分隔施工技术研究[J].城市建设理论研究：电子版，2015，5（27）.
[3] 彭发旭. 建筑消防工程中防火分隔施工技术研究[J]. 科技资讯，2015（14）：75-75.
[4] 龚复学. 建筑消防工程中防火分隔施工技术的应用研究[J]. 建材与装饰，2016（29）.
[5] 林增荣. 建筑消防工程防火分隔施工技术研究[J]. 中国科技投资，2017（22）.
[6] 王丹，周赛男. 论建筑设计中的自然通风设计[J]. 建筑建材装饰，2016（11）.
[7] 冯静，张宇. 论建筑设计中的自然通风[J]. 城市建设理论研究：电子版，2012（3）.
[8] 严汉基. 浅谈建筑设计中自然风的利用技术[J]. 中华民居旬刊，2011（5）.
[9] 彭薇. 基于自然风利用的建筑设计研究[J]. 建筑工程技术与设计，2015（14）.
[10] 董海涛，董海波. 浅谈建筑中的自然通风和住宅建筑设计[J]. 中国新技术新产品，2009（15）：171-171.
论文作者:董媛媛
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/7
标签：建筑论文; 自然论文; 建筑物论文; 排烟论文; 风压论文; 消防系统论文; 机械论文; 《建筑模拟》2018年第11期论文;