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摘要：本文作者结合实际工作经验，主要探讨了通风、空调系统的消防安全设计和高层建筑防排烟系统设计。
关键词：高层建筑；防排烟设计
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
对一幢建筑物来说，应根据建筑物的等级、层数，从整体布局，建筑平面，结构形式及用料上全面考虑防火安全问题，比如合理布置疏散通道，消防电梯，消防楼梯及避难层等。公用设施还要布置安全报警，消防通讯广播，灭火及自动喷洒系统，应急照明及特备电源等。通风空调设计则应考虑通风、空调系统本身的安全及整个建筑物保证人员安全疏散与扑救火灾的防排烟系统。目前在实际工作中尚无统一的做法，某些措施尚有不明确，不易实施的地方。下面就“高层建筑防火设计及新技术”的学习体会结合防火规范谈一点看法，供同行们互相交流学习。
1 关于通风、空调系统的消防安全设计
现代化高层建筑的通风空调管道纵横交错分布于大楼的各个部分，如果处理不好，管网就可能变成串火，助燃的大动脉，因此在设计时必须充分考虑完整的防火安全措施。
1.1 通风、空调系统的设置
1.1.1 根据防火规范要求，系统横向应按防火分区设置，一个系统不宜跨越两个防火分区。必须竖向设置的系统一般不宜超过五层，管道设置防止回流设施或防火阀且各层均设有自动喷水灭火系统时，管道可不受此限制。
1.1.2 空调系统一般不应兼作火灾时的排烟系统，如必须兼用时应设有安全可靠的自动切换阀门及电动密闭门。对于一般排风系统可设计成兼作火灾时的排烟系统，其风量、管道及设备均应满足排烟系统的设计要求。
1.2 系统安全措施
1.2.1 若一个系统需跨越防火分区，在跨越防火墙时，管道必须内设防火阀。穿越伸缩缝或变形缝处，在贴近伸缩缝或变形墙两侧要设防火阀，风管与墙壁间的缝隙必须用非燃材料填充与密封。风管的安装，应牢固不变形。
1.2.2 竖向的新、排风管道应置于管道井内，井壁应用耐火等级不小于1小时的非燃材料，壁上的检修门应为丙级防火门。垂直风管与每层水平风管连接必须在贴近井壁外侧的水平风管上设置防火阀。每隔2～3层的楼板处，管道竖井应用相同耐火等级的非燃材料做防火分隔。
1.2.3 冷冻机房，空调通风机房之墙体结构应为不小于3小时的耐火等级，楼板应为不小于2小时耐火等级，机房门应采用甲级防火门。
2 防排烟系统设计
火灾发生时，由于室内可燃物的不断燃烧产生大量的烟雾和热，使周围空气不断地受热膨胀，实验证明，空气温度每升高1℃，其体积膨胀率1/273倍，在旺燃期间足以使封闭的玻璃门窗破碎，同时由于火灾发生的烟气在建筑物内扩散，必然会侵入非火灾房间与疏散通道，造成火灾现场的人们迟迟脱离不了危险区。防、排烟系统的设计，就是为了防止这样的烟害，而对烟气扩散进行控制。
凡属高层建筑的防、排烟设计，应根据建筑平面、消防楼梯、消防电梯及其前室的布局全面考虑系统的设置。对高层建筑来说，前室是必不可少的，因为前室既是疏散的缓冲地带又是防火的“桥头堡”，同时可减少和防止楼梯竖井的烟囱效应。
2.1 机械正压送风系统
消防楼梯、消防电梯及其前室分开独立设置机械正压送风系统是比较安全合理的，同时也便于管理及控制。
风量计算方法：有压差法和流速法，流速法是根据楼梯及前室防火门开启时按正压方向使整个断面维持一定风速来阻止烟气蔓延的，无论对楼梯及前室均适用，方法简单，意义明确，可作为正压送风的基本计算方法。
2.1.1 断面风速的大小，参照目前各国的规定及作法，可以确定为ｖ=0.7～1.2ｍ／s,并根据门的大小及系统布置情况决定用其上线或下线。
2.1.2 火灾发生时，着火层应立即疏散，其上下两个邻层也必须及时疏散，送风系统的送风量应按同时开启三层门的断面的总面积计算，这也是选择风机风量的依据。对于20层以下的建筑可酌情只计算着火层及其上一层。有人认为楼梯间的底层大门在疏散时也要开启，并维持一定风速，三层以外的其余门缝也应该考虑漏风量附加。许多设计院的同行认为二者均可忽略，因為疏散时底层大门即使开启，但和其它三层门会有一个不同时开启的问题；另外在火灾时几乎全部风量都流入已经开启的三层门或两层门，竖风道内的静压骤然降低，因此未开启门的漏风量会显著减少。
2.2 机械排烟系统
2.2.1 设置部位和排烟量计算
“高规”8.4.1～2条已有明确要求，要说明的是超过32层或建筑高度超过100米的高层建筑，其排烟系统应分段设计。
2.2.2 排烟口的设置
排烟口应设在每层的顶棚或靠近顶棚的墙面上，尽量位于排烟区的中部。设在顶棚上的排烟口，距可燃构件或可燃物的距离不应小于1ｍ。公用区的排烟口，可根据系统实际情况，尽量在排烟区内均匀布置，同一系统排烟口数量不宜太多。
2.3 正压送风、排烟管道及系统控制
2.3.1 管道应保证不变形、不脱落、不漏气、管材最好用薄钢板或镀锌钢板。正压送风的管道钢板厚度可按一般通风管道要求选用，，但要保证其强度及刚度，安装时要密封。排烟管道必须采用不燃材料制作，安装在吊顶内的排烟管道其隔热层应采用不燃材料制作，并应与可燃物保持不小于150㎜的距离。
2.3.2 正压送风管道可置于非燃材料筑成的管井内，不需保温。排烟管道如从一个防火区穿越至另一个防火区时，应对穿越的管道部分进行厚度为25㎜非燃材料保温，如排烟管道设于非燃材料的管井内时，可不保温。穿越防火墙的管道，应采取特殊加固措施，并用非燃材料密封填充其空隙。对垂直管井同样应每隔2～3层在楼板处用相等耐火等级的非燃材料做防火分隔。
2.3.3 系统控制及其它
消防楼梯间的正压送风口为敞开风口无须控制，前室的正压送风口应为电动控制门。风口应能按照计算层数任意开启相邻三层或相邻二层，同时能连续启动正压送风机。
排烟口为平时处于关闭状态的电动排烟门，任意启动一层排烟门均能联锁开启排烟风机。排烟风机前的管道内必须装设熔点为280℃的防火阀，穿越机房楼板、防火墙及风机入口的管道内也应安装，且比阀门必须能联锁关闭排烟风机，排烟风机应保证在280℃时能连续工作30分钟。
有关消防设备应由消防中心统一分区分段分部门集中控制、启动和操作，不宜与报警装置联动或全自动启闭，以免误报引起混乱，送风机、排烟机及电动送风排烟门应有开关反馈信号。
正压送风机可采用轴流风机或中低压离心风机，风机位置应根据供电条件、风量分配均衡等条件确定，其吸风口应设在非燃或不受火、烟气污染的区域。为防意外，风机入口应设烟感元件与风机联锁。排烟系统排出的烟气注意不要造成新的灾情，所有防火阀均应考虑检修及更换方便。
3 结束语
随着高层建筑的发展，建筑火灾中的防排烟问题已日益为人们所重视，国内外多次建筑火灾的统计表明，烟和毒气的作用，是火灾中引起伤亡的重要因素之一，特别是各种塑料以及其它化工材料广泛用作建筑装饰材料，这种材料虽然轻质、美观、施工方便，但都为易燃材料。一旦发生火灾，便产生大量烟和毒气，使火场中能见度降低，并使人窒息，中毒致死。所以防排烟是关系到国家财产和人民生命安全的大问题。
参考文献：
[1] 供暖通风设计手册 陆耀庆 主编
[2] 高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（2005年版）
[3] 2009全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调•动力
关键词：高层建筑；防排烟设计
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
对一幢建筑物来说，应根据建筑物的等级、层数，从整体布局，建筑平面，结构形式及用料上全面考虑防火安全问题，比如合理布置疏散通道，消防电梯，消防楼梯及避难层等。公用设施还要布置安全报警，消防通讯广播，灭火及自动喷洒系统，应急照明及特备电源等。通风空调设计则应考虑通风、空调系统本身的安全及整个建筑物保证人员安全疏散与扑救火灾的防排烟系统。目前在实际工作中尚无统一的做法，某些措施尚有不明确，不易实施的地方。下面就“高层建筑防火设计及新技术”的学习体会结合防火规范谈一点看法，供同行们互相交流学习。
1 关于通风、空调系统的消防安全设计
现代化高层建筑的通风空调管道纵横交错分布于大楼的各个部分，如果处理不好，管网就可能变成串火，助燃的大动脉，因此在设计时必须充分考虑完整的防火安全措施。
1.1 通风、空调系统的设置
1.1.1 根据防火规范要求，系统横向应按防火分区设置，一个系统不宜跨越两个防火分区。必须竖向设置的系统一般不宜超过五层，管道设置防止回流设施或防火阀且各层均设有自动喷水灭火系统时，管道可不受此限制。
1.1.2 空调系统一般不应兼作火灾时的排烟系统，如必须兼用时应设有安全可靠的自动切换阀门及电动密闭门。对于一般排风系统可设计成兼作火灾时的排烟系统，其风量、管道及设备均应满足排烟系统的设计要求。
1.2 系统安全措施
1.2.1 若一个系统需跨越防火分区，在跨越防火墙时，管道必须内设防火阀。穿越伸缩缝或变形缝处，在贴近伸缩缝或变形墙两侧要设防火阀，风管与墙壁间的缝隙必须用非燃材料填充与密封。风管的安装，应牢固不变形。
1.2.2 竖向的新、排风管道应置于管道井内，井壁应用耐火等级不小于1小时的非燃材料，壁上的检修门应为丙级防火门。垂直风管与每层水平风管连接必须在贴近井壁外侧的水平风管上设置防火阀。每隔2～3层的楼板处，管道竖井应用相同耐火等级的非燃材料做防火分隔。
1.2.3 冷冻机房，空调通风机房之墙体结构应为不小于3小时的耐火等级，楼板应为不小于2小时耐火等级，机房门应采用甲级防火门。
2 防排烟系统设计
火灾发生时，由于室内可燃物的不断燃烧产生大量的烟雾和热，使周围空气不断地受热膨胀，实验证明，空气温度每升高1℃，其体积膨胀率1/273倍，在旺燃期间足以使封闭的玻璃门窗破碎，同时由于火灾发生的烟气在建筑物内扩散，必然会侵入非火灾房间与疏散通道，造成火灾现场的人们迟迟脱离不了危险区。防、排烟系统的设计，就是为了防止这样的烟害，而对烟气扩散进行控制。
凡属高层建筑的防、排烟设计，应根据建筑平面、消防楼梯、消防电梯及其前室的布局全面考虑系统的设置。对高层建筑来说，前室是必不可少的，因为前室既是疏散的缓冲地带又是防火的“桥头堡”，同时可减少和防止楼梯竖井的烟囱效应。
2.1 机械正压送风系统
消防楼梯、消防电梯及其前室分开独立设置机械正压送风系统是比较安全合理的，同时也便于管理及控制。
风量计算方法：有压差法和流速法，流速法是根据楼梯及前室防火门开启时按正压方向使整个断面维持一定风速来阻止烟气蔓延的，无论对楼梯及前室均适用，方法简单，意义明确，可作为正压送风的基本计算方法。
2.1.1 断面风速的大小，参照目前各国的规定及作法，可以确定为ｖ=0.7～1.2ｍ／s,并根据门的大小及系统布置情况决定用其上线或下线。
2.1.2 火灾发生时，着火层应立即疏散，其上下两个邻层也必须及时疏散，送风系统的送风量应按同时开启三层门的断面的总面积计算，这也是选择风机风量的依据。对于20层以下的建筑可酌情只计算着火层及其上一层。有人认为楼梯间的底层大门在疏散时也要开启，并维持一定风速，三层以外的其余门缝也应该考虑漏风量附加。许多设计院的同行认为二者均可忽略，因為疏散时底层大门即使开启，但和其它三层门会有一个不同时开启的问题；另外在火灾时几乎全部风量都流入已经开启的三层门或两层门，竖风道内的静压骤然降低，因此未开启门的漏风量会显著减少。
2.2 机械排烟系统
2.2.1 设置部位和排烟量计算
“高规”8.4.1～2条已有明确要求，要说明的是超过32层或建筑高度超过100米的高层建筑，其排烟系统应分段设计。
2.2.2 排烟口的设置
排烟口应设在每层的顶棚或靠近顶棚的墙面上，尽量位于排烟区的中部。设在顶棚上的排烟口，距可燃构件或可燃物的距离不应小于1ｍ。公用区的排烟口，可根据系统实际情况，尽量在排烟区内均匀布置，同一系统排烟口数量不宜太多。
2.3 正压送风、排烟管道及系统控制
2.3.1 管道应保证不变形、不脱落、不漏气、管材最好用薄钢板或镀锌钢板。正压送风的管道钢板厚度可按一般通风管道要求选用，，但要保证其强度及刚度，安装时要密封。排烟管道必须采用不燃材料制作，安装在吊顶内的排烟管道其隔热层应采用不燃材料制作，并应与可燃物保持不小于150㎜的距离。
2.3.2 正压送风管道可置于非燃材料筑成的管井内，不需保温。排烟管道如从一个防火区穿越至另一个防火区时，应对穿越的管道部分进行厚度为25㎜非燃材料保温，如排烟管道设于非燃材料的管井内时，可不保温。穿越防火墙的管道，应采取特殊加固措施，并用非燃材料密封填充其空隙。对垂直管井同样应每隔2～3层在楼板处用相等耐火等级的非燃材料做防火分隔。
2.3.3 系统控制及其它
消防楼梯间的正压送风口为敞开风口无须控制，前室的正压送风口应为电动控制门。风口应能按照计算层数任意开启相邻三层或相邻二层，同时能连续启动正压送风机。
排烟口为平时处于关闭状态的电动排烟门，任意启动一层排烟门均能联锁开启排烟风机。排烟风机前的管道内必须装设熔点为280℃的防火阀，穿越机房楼板、防火墙及风机入口的管道内也应安装，且比阀门必须能联锁关闭排烟风机，排烟风机应保证在280℃时能连续工作30分钟。
有关消防设备应由消防中心统一分区分段分部门集中控制、启动和操作，不宜与报警装置联动或全自动启闭，以免误报引起混乱，送风机、排烟机及电动送风排烟门应有开关反馈信号。
正压送风机可采用轴流风机或中低压离心风机，风机位置应根据供电条件、风量分配均衡等条件确定，其吸风口应设在非燃或不受火、烟气污染的区域。为防意外，风机入口应设烟感元件与风机联锁。排烟系统排出的烟气注意不要造成新的灾情，所有防火阀均应考虑检修及更换方便。
3 结束语
随着高层建筑的发展，建筑火灾中的防排烟问题已日益为人们所重视，国内外多次建筑火灾的统计表明，烟和毒气的作用，是火灾中引起伤亡的重要因素之一，特别是各种塑料以及其它化工材料广泛用作建筑装饰材料，这种材料虽然轻质、美观、施工方便，但都为易燃材料。一旦发生火灾，便产生大量烟和毒气，使火场中能见度降低，并使人窒息，中毒致死。所以防排烟是关系到国家财产和人民生命安全的大问题。
参考文献：
[1] 供暖通风设计手册 陆耀庆 主编
[2] 高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（2005年版）
[3] 2009全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调•动力