山东省建筑设计研究院泰安建筑设计所 山东泰安 271000
摘要：随着经济的迅猛发展，城市用地日趋紧张，超高层建筑不断兴建，建筑高度已渐渐超出登高消防车的有效扑救范围，超高层建筑火灾事故也呈明显上升趋势。详细介绍超高层综合办公楼防排烟系统设计过程，注意事项等进行了阐述，供设计参考。
关键词：超高层；综合办公楼；防排烟；系统设计
引言
随着建筑业的蓬勃发展，超高层综合办公楼在建筑工程中的比例不断增加，在缓解城市用地紧张的同时，有效地提高了城市空间利用率，同时，给人们的工作提供较好的环境。超高层办公综合楼容纳人员较多，如防排烟系统设计不合理，一旦发生火灾，往往造成较大的人员伤亡，因此，做好防排烟系统设计，避免火灾发生时烟气进入疏散通道，可为办公人员的快速疏散以及消防人员的扑救作业争取时间，是当前建筑工程设计工作的重点。
1防排烟系统设计
1.1工程防排烟系统分析
假设该工程中地下室和裙楼共同使用11个剪刀梯作为疏散楼梯，在首层出口位置楼梯被分割开来，形成两个梯段。前室与消防电梯不共用，加大楼梯加压系统的送风量，前室并不送风。地下和地上梯段的加压送风系统共用，但为分开控制联动。楼梯间送风口为全自动多叶送风口，电动控制。另外，为将楼梯间风压控制在合理水平，在对楼梯前室不送风的基础上，在前室和楼梯间设计余压阀。考虑到A、B塔的第21层为避难层，两塔的防烟楼梯转换设置在避难层。同时，楼梯间转换门被合用前室加压风井遮挡，因此，风井也应同时进行转换。结合该工程两塔的实际情况，在21层位置分段防烟楼梯，形成两个送风系统。在21层位置A、B两塔的合用前室进行分开。同时，使用两个前室加压送风系统，如此，不仅提高了前室与楼梯间加压系统的安全性，也很好地解决了合用前室风井位置转换问题。
1.2工程防排烟系统设计
工程防排烟系统包括机械排烟系统、自然排烟系统，因此，设计中应引起足够的重视，保证两个排烟系统的合理设计。
一方面，机械排烟系统的设计。机械排烟系统指借助排烟风机作用，将产生的烟气强行抽走，防止被保护区域的烟气浓度过高。机械排烟系统构成复杂，主要由排烟出口、排烟风机、排烟道、排烟口等部分构成，其能弥补自然排烟系统的不足，排烟效果显著。针对该工程，对机械排烟系统作如下设计：地下室设备房走道长度超过20m时，设置与设备房排放系统共用的机械排烟系统。排烟过程中的补风由送风系统承担，以方便设备、管道的布置，实现节省空间的目的。A塔走道、裙楼餐厅包间等场所，设计竖向排烟井，并将风机设置在屋面实现排烟操作。考虑到A塔中面积超过100m2的房间，没有可开启的外窗，因此，将其纳入到走道排烟系统之中。设计时进行精密的计算，除减少所用设备数量外，还应将风管高度控制在合理水平，在条件允许的情况下，尽量降低风管高度。考虑到裙楼中有商场、餐厅等大空间区域，因此，均设计机械排烟系统。因4层为避难层，考虑将排烟风机设置在该楼层。同时，因1～3层中庭高度较高，超过12m，因此，设置机械排烟系统，排烟口设计在中庭顶部的合理位置，为保证火灾时能够及时将产生的烟气排走，排烟量换气次数按照6次/h进行计算。另外，地下室中的排烟系统和日常通风系统共用，采用双速风机。在进行防火分区的基础上，对防烟分区进行划分，不同区域的排烟系统相互独立。地下室一层中设计可直接对外的车道，可自然进行补风。其他各层设置专门的机械排风系统，按照60%系统排烟量计算补风量。
另一方面，自然排烟系统的设计。自然排烟指利用凹廊、阳台、可开启的外窗进行排烟。B塔中各层走道可开启外窗面积达到3%走道面积，符合相关规范要求，因此，可应用自然排烟。第一层大堂中庭设计电动侧高窗，因开窗面积超过规范要求，因此也进行自然排烟。另外，其他满足规范要求的房间也考虑进行自然排烟。该工程中的所有避难层均为开敞式，外墙百叶有两个方向，且百叶面积达到5%地面面积，可使用自然排烟方式。
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2防排烟系统设计注意事项
2.1防排烟系统应可靠
为防止烟气侵入，对火区以外的区域进行加压，确保其维持一定的正压，应保证系统加压送风量满足要求该工程中采用土建风道内衬镀锌风管方式，不仅降低了风机压头，而且加压系统更为可靠。同时，在竖向排烟系统中也采用同样的做法，在减小风管阻力的基础上，保证排烟风机选取的合理性。
2.2自然排烟系统面积应合理
与机械排风系统相比，自然排烟系统具有操作简单、经济性好等优点，在设计工作中如满足规范要求可考虑自然排风。在高层建筑工程中，排烟净面积和开窗角度、窗的类型有着密切关系。同时，相关规范中对外墙排烟窗的净面积进行明确规定：
1、当采用开窗角大于 70°的悬窗时，其面积应按窗的面积计算；当开窗角小于 70°时，其面积应按窗最大开启时的水平投影面积计算；
2、当采用开窗角大于 70°的平开窗时，其面积应按窗的面积计算；当开窗角小于 70°时，其面积应按窗最大开启时的竖向投影面积计算；
3、当采用推拉窗时，其面积应按开启的最大窗口面积计算；
4、当采用百叶窗时，其面积应按窗的有效开口面积计算；
5、当平推窗设置在顶部时，其面积可按窗的 1/2 周长与平推距离乘积计算，且不应大于窗面积；
6、当平推窗设置在外墙时，其面积可按窗的 1/4 周长与平推距离乘积计算，且不应大于窗面积。
因此，设计时应严格按照规范要求进行设计。实际工作中，部分设计人员计算不认真，仅是简单地将数据给建筑施工人员，建筑施工人员对开窗角度、窗类型把握不准，会导致部分排烟窗面积无法满足要求，给排烟效果造成较大不良影响，因此，在超高层建筑中，一方面要求设计人员严格按照规范要求进行计算。另一方面，与建筑施工人员进行充分的沟通、交流，保证排烟窗面积的合理性。
2.3加压与排烟系统应合理分段
针对建筑中的送风系统竖向分段，常将避难层作为分段界限。消防电梯合用前室或前室按照规范要求进行分段，如条件允许也应分段对应的防烟楼间。同时，设计人员应充分分析分段加压相关规范要求，认真考虑建筑施工人员分段楼梯间的原因，在保证加压送风系统正常运行的基础上，保证楼梯间安全性。另外，避难层位置防烟楼梯间布置错位时，应注重设置独立的前室。同时，设置专门的加压风机。计算风量时应注重考虑前室、楼梯间加压要求，使用流速法、压差法校核加压参数，选择其中的最大值。针对竖向排烟系统，为保证排烟的可靠性与安全性，应考虑在避难层位置分段设置。
结语
防排烟系统是超高层综合办公楼设计工作的重点，关系着建筑工程的消防安全，因此，应引起设计单位的高度重视，结合建筑工程功能及结构设计实际，进行充分的论证与研究，采取合理措施，保证防排烟系统的合理性与科学性。本文通过研究得出以下结论：
1.超高层综合办公楼防排烟系统设计涉及的专业知识较多，要求设计人员与建设方做好充分的沟通，充分了解建筑工程功能及意图，严格按照规范要求进行设计。
2.设计前组织设计人员做好充分的技术交底工作，使设计人员熟悉各规范内容以及设计工作的重点，保证各项参数计算的准确、合理，为施工工作的顺利进行做好铺垫。
3.该工程设计中设计人员根据实际情况，对机械排烟系统、自然排烟系统进行设计，认真把握设计工作中的注意事项，充分考虑工程各结构实际情况，对相关参数进行计算，结果顺利通过验收小组验收，圆满完成设计工作。
参考文献：
［1］《建筑防烟排烟系统技术标准》GB 51251-2017［M］
［2］全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调·动力2009
［3］陆耀庆.实用供热空调设计手册（第2版）［M］.北京：中国建筑工业出版社，2013
论文作者:吕婷
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/3
标签：排烟论文; 系统论文; 面积论文; 楼梯间论文; 自然论文; 风管论文; 机械论文; 《建筑模拟》2019年第3期论文;