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[摘 要]近年来随着国民经济的发展以及人口数量的激增，建筑开始向地下方向发展，然而由于位置的复杂性，造成了地下建筑通风排烟困难，因此地下建筑的通风排烟设计越来越引起人类的关注。通过分析地下建筑火灾的严重性和防排烟的重要性，探讨了地下建筑的防排烟设计原则以及防排烟的方式选择，并提出了新型防排烟方式的合理化建议，对于优化地下建筑的通风排烟设计，保证生命和财产安全具有一定的理论和现实意义。
[关键词]地下建筑，通风，排烟
中图分类号：TU96 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）25-0109-01
1 引言
近年来随着我国经济的迅速发展和人口数量的激增，建筑工程开始向地下方向发展。20世纪60年代，我国在兴建了地下人防工程、地下铁道之后，又开始兴建地下车间、地下库房、地下图书馆、地下档案馆、地下广播电台等地下建筑，当今的地下建筑逐渐向着大规模、多功能的方向发展。与地面建筑相比，地下建筑由于存在于岩土体介质中，因此其主要特点是地下建筑总是处在封闭状态，没有与大气直接连通的外窗，其内部连通的孔洞也比较少，多数面积还比较小，因此当火灾来临时地下建筑发生将产生更加更严重的后果，因此如何在有限的空间内，做好地下建筑工程的防火排烟与通风成为现阶段急需解决的关键问题。
2 地下建筑通风排烟设计的必要性
一、烟气危害严重
火灾发生时将在地下建筑空间内产生大量的高温浓烟，由于地下建筑空间的封闭性、空气流通的不顺畅，这些浓烟将会很快充满整个建筑空间，继而导致建筑内部的人员呼吸困难甚至窒息；此外这些浓烟的温度都比较高，而且地下建筑散热缓慢，继而造成地下空间内进行热量积聚，建筑内部的温度急剧上升，最高温度可以达到800～900℃，甚至1000℃以上。这样高的温度不仅会直接伤害人类，而且还会引起燃烧，加剧火灾的危害程度。
二、人群疏散困难
（1）地下建筑的出入口一般都比较少，当火灾发生时，远离出入口的受灾人员的逃跑路程势必会增长，从而加大了其人身安全的危险性，而且有些出入口在发生火灾时逐渐演变成为排烟口，这样高温浓烟的流动方向将与受灾人员的疏散方向一致，一般来说浓烟的流动速度比人的疏散行进速度快的多，因此受灾人员在逃跑的过程中总会受到高温浓烟的危害。
（2）由于没有外窗，地下建筑的采光完全依靠灯光照明，因此当火灾发生且电源被切断的时候，浓黑浓烟会笼罩整个地下建筑，整个空间内漆黑一片。有些现代地下建筑虽然设有事故照明系统，但是在黑色浓烟影响下，人类的视力范围会大大下降，继而影响选择逃避的路径和方向。
（3）由于供气条件不足，当发生火灾时地下建筑空间内会严重缺氧，继而导致建筑内部的人员呼吸困难甚至窒息，据有关火灾伤亡统计，当地下建筑发生火灾时因严重缺氧而死亡的人数约占到总伤亡人数的一半以上，甚至高达85%。
3 地下建筑的通风排烟设计
3.1通风排烟设计的基本原则
鉴于对地下建筑内部烟气危害的严重性（毒性、漆黑、高温）以及人员疏散的困难性，有必要加强地下建筑物的通风排烟设计。一般来说地下建筑的通风排烟设计应该遵循“以防为主，防排结合”的基本原则，具体可以做到以下几点。
（1）地下建筑内非燃化材料的使用。不同于地面建筑，地下建筑空间内的建筑材料比如内部装修材料应使用非燃化材料，空间内部的设施、设备要进行非燃化处理，比如采用非燃材料构造，或者使用阻燃剂进行二次处理。
（2）鉴于地下建筑空间的封闭性和不连通性，因此在进行通风排烟设计时可以进行严格的防烟分区分隔，将着火区域或烟气控制在一定的区域范围内，防止其发生蔓延扩散。
（3）在着火区域和浓烟区域设置机械通风排烟系统进行排烟。
3.2 通风排烟方式的选择
一、自然排烟
一般来说地下建筑的通风排烟不采用自然排烟方式，但是当地下建筑的空间面积比较小，结构构造比较简单，而且重要性比较低时，可以采用窗井自然排烟的方式。通风窗井在结构的布置上，应注意如下两点。
（1）垂直通风井的布置应充分考虑通风和排烟的分隔；
（2）位于同一防排烟分区内的开窗面积和通风窗井的总流通截面积不应小于防排烟分区地面面积的2%。
二、机械防排烟方式的应用
（1）全面通风排烟
在火灾时采用机械排烟和机械消防补风的全面通风排烟的方式，可以形成一个良好的排烟和进风对流循环系统，具有较好的排烟效果，同时由于新鲜空气补入量大，不仅可以大大冲淡烟气的浓度，还会降低了火的温度，改善了火场条件。因此全面通风排烟的方式适用于所有的地下建筑消防设计。
排烟量的确定需根据划分防烟分区的面积计算确定。一般情况下，地下汽车库排烟量按防烟分区内实际净高下容积的6次换气量计；其他用途的地下室，单独一个按防烟分区时，按防烟分区面积×60m3/（h·m2）计，两个以上防烟分区排烟口同时作用时，需按该防火分区内的最大防烟分区面积×120m3/（h·m2）计。消防补风量可按大于机械排烟量的50%设计。
在使用全面通风排烟时，消防补风机的送风风口应尽量远离排烟口，这样设置可以形成良好的对流，有利于排烟，否则对流效果将会非常差，而且还可能形成空气的短路，使刚送入的新鲜空气直接被排烟机排到室外。排煙口距防烟分区内最远点距离不应超过30m，应设置在顶棚或靠近顶棚的墙面上，且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小水平距离不应小于1.5m。设在顶棚上的排烟口，距可燃构件或可燃物的距离不小于1.0m。
（2）负压机械排烟自然补风
对于有些多通道地下建筑可以采用负压机械排烟自然补风方式。为保证空气对流效果并防止空气短路出发，在使用负压机械排烟时应在远离机械排烟口处设置自然进风口，这样在排烟风机运转时，地下建筑空间内部就形成了负压，从而使新鲜空气通过通道、汽车出入口等自然进风口位置流入地下建筑内部，达到通风排烟的目的，自然进风口处风速应在0.5～1.0m/s。
（3）移动式机械排烟
对于一些空间容量不超过500m3的小型地下建筑，可以不设置固定的机械排烟装置，而是采用移动式的机械排烟装置。移动式机械排烟主要包括汽车承载、拖车拖动、手抬便携式等类型，这一方式简单方便，操作性强。
4 新型通风排烟方式
鉴于地下建筑中烟气的严重危害性以及传统通风排烟方式的缺陷，目前在对传统的通风换气的排烟设施的完善的情况下，还发展了很多新型的通风排烟方式。
一、传统的通风换气的排烟设施的完善
全面的机械方式新鲜空气补入量足，通风换气效果好，但也带来了另一个重要问题就是由于补充的新鲜空气含氧量高，能够助燃从而使火势迅速蔓延，甚至引起爆燃，因此为了保证机械通风换气系统运行的可靠性以及地下建筑空间内部的安全，在全面通风排烟原理不变的前提下，使用了可以抵抗高温的高温排烟风机设备，而且还安装了自动喷水冷却装置。
二、新型的防排烟措施的开发应用
在传统的通风排烟系统的基础上，近年来国外还研究开发了一些新型的通风排烟措施，比如使用化学消烟剂、惰性雾状消烟剂以及静电消烟装置，以消除局部区域的浓烟或毒烟，降低烟气的光学浓度，提高能见度，从而为安全疏散和及时扑救创造条件。
5.结束语
随着经济的快速发展，地下建筑的使用功能越来越复杂，而且由于位置的复杂性，地下建筑的通风排烟设计的困难也越来越大。设计人员应在遵守“以防为主，防排结合”这一基本原则的基础上，充分发挥想象力和创造力，努力排除地下建筑通风排烟中的不安全因素，提高控制系统的可靠性，从而保障地下建筑内部人员的生命财产安全。
[关键词]地下建筑，通风，排烟
中图分类号：TU96 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）25-0109-01
1 引言
近年来随着我国经济的迅速发展和人口数量的激增，建筑工程开始向地下方向发展。20世纪60年代，我国在兴建了地下人防工程、地下铁道之后，又开始兴建地下车间、地下库房、地下图书馆、地下档案馆、地下广播电台等地下建筑，当今的地下建筑逐渐向着大规模、多功能的方向发展。与地面建筑相比，地下建筑由于存在于岩土体介质中，因此其主要特点是地下建筑总是处在封闭状态，没有与大气直接连通的外窗，其内部连通的孔洞也比较少，多数面积还比较小，因此当火灾来临时地下建筑发生将产生更加更严重的后果，因此如何在有限的空间内，做好地下建筑工程的防火排烟与通风成为现阶段急需解决的关键问题。
2 地下建筑通风排烟设计的必要性
一、烟气危害严重
火灾发生时将在地下建筑空间内产生大量的高温浓烟，由于地下建筑空间的封闭性、空气流通的不顺畅，这些浓烟将会很快充满整个建筑空间，继而导致建筑内部的人员呼吸困难甚至窒息；此外这些浓烟的温度都比较高，而且地下建筑散热缓慢，继而造成地下空间内进行热量积聚，建筑内部的温度急剧上升，最高温度可以达到800～900℃，甚至1000℃以上。这样高的温度不仅会直接伤害人类，而且还会引起燃烧，加剧火灾的危害程度。
二、人群疏散困难
（1）地下建筑的出入口一般都比较少，当火灾发生时，远离出入口的受灾人员的逃跑路程势必会增长，从而加大了其人身安全的危险性，而且有些出入口在发生火灾时逐渐演变成为排烟口，这样高温浓烟的流动方向将与受灾人员的疏散方向一致，一般来说浓烟的流动速度比人的疏散行进速度快的多，因此受灾人员在逃跑的过程中总会受到高温浓烟的危害。
（2）由于没有外窗，地下建筑的采光完全依靠灯光照明，因此当火灾发生且电源被切断的时候，浓黑浓烟会笼罩整个地下建筑，整个空间内漆黑一片。有些现代地下建筑虽然设有事故照明系统，但是在黑色浓烟影响下，人类的视力范围会大大下降，继而影响选择逃避的路径和方向。
（3）由于供气条件不足，当发生火灾时地下建筑空间内会严重缺氧，继而导致建筑内部的人员呼吸困难甚至窒息，据有关火灾伤亡统计，当地下建筑发生火灾时因严重缺氧而死亡的人数约占到总伤亡人数的一半以上，甚至高达85%。
3 地下建筑的通风排烟设计
3.1通风排烟设计的基本原则
鉴于对地下建筑内部烟气危害的严重性（毒性、漆黑、高温）以及人员疏散的困难性，有必要加强地下建筑物的通风排烟设计。一般来说地下建筑的通风排烟设计应该遵循“以防为主，防排结合”的基本原则，具体可以做到以下几点。
（1）地下建筑内非燃化材料的使用。不同于地面建筑，地下建筑空间内的建筑材料比如内部装修材料应使用非燃化材料，空间内部的设施、设备要进行非燃化处理，比如采用非燃材料构造，或者使用阻燃剂进行二次处理。
（2）鉴于地下建筑空间的封闭性和不连通性，因此在进行通风排烟设计时可以进行严格的防烟分区分隔，将着火区域或烟气控制在一定的区域范围内，防止其发生蔓延扩散。
（3）在着火区域和浓烟区域设置机械通风排烟系统进行排烟。
3.2 通风排烟方式的选择
一、自然排烟
一般来说地下建筑的通风排烟不采用自然排烟方式，但是当地下建筑的空间面积比较小，结构构造比较简单，而且重要性比较低时，可以采用窗井自然排烟的方式。通风窗井在结构的布置上，应注意如下两点。
（1）垂直通风井的布置应充分考虑通风和排烟的分隔；
（2）位于同一防排烟分区内的开窗面积和通风窗井的总流通截面积不应小于防排烟分区地面面积的2%。
二、机械防排烟方式的应用
（1）全面通风排烟
在火灾时采用机械排烟和机械消防补风的全面通风排烟的方式，可以形成一个良好的排烟和进风对流循环系统，具有较好的排烟效果，同时由于新鲜空气补入量大，不仅可以大大冲淡烟气的浓度，还会降低了火的温度，改善了火场条件。因此全面通风排烟的方式适用于所有的地下建筑消防设计。
排烟量的确定需根据划分防烟分区的面积计算确定。一般情况下，地下汽车库排烟量按防烟分区内实际净高下容积的6次换气量计；其他用途的地下室，单独一个按防烟分区时，按防烟分区面积×60m3/（h·m2）计，两个以上防烟分区排烟口同时作用时，需按该防火分区内的最大防烟分区面积×120m3/（h·m2）计。消防补风量可按大于机械排烟量的50%设计。
在使用全面通风排烟时，消防补风机的送风风口应尽量远离排烟口，这样设置可以形成良好的对流，有利于排烟，否则对流效果将会非常差，而且还可能形成空气的短路，使刚送入的新鲜空气直接被排烟机排到室外。排煙口距防烟分区内最远点距离不应超过30m，应设置在顶棚或靠近顶棚的墙面上，且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小水平距离不应小于1.5m。设在顶棚上的排烟口，距可燃构件或可燃物的距离不小于1.0m。
（2）负压机械排烟自然补风
对于有些多通道地下建筑可以采用负压机械排烟自然补风方式。为保证空气对流效果并防止空气短路出发，在使用负压机械排烟时应在远离机械排烟口处设置自然进风口，这样在排烟风机运转时，地下建筑空间内部就形成了负压，从而使新鲜空气通过通道、汽车出入口等自然进风口位置流入地下建筑内部，达到通风排烟的目的，自然进风口处风速应在0.5～1.0m/s。
（3）移动式机械排烟
对于一些空间容量不超过500m3的小型地下建筑，可以不设置固定的机械排烟装置，而是采用移动式的机械排烟装置。移动式机械排烟主要包括汽车承载、拖车拖动、手抬便携式等类型，这一方式简单方便，操作性强。
4 新型通风排烟方式
鉴于地下建筑中烟气的严重危害性以及传统通风排烟方式的缺陷，目前在对传统的通风换气的排烟设施的完善的情况下，还发展了很多新型的通风排烟方式。
一、传统的通风换气的排烟设施的完善
全面的机械方式新鲜空气补入量足，通风换气效果好，但也带来了另一个重要问题就是由于补充的新鲜空气含氧量高，能够助燃从而使火势迅速蔓延，甚至引起爆燃，因此为了保证机械通风换气系统运行的可靠性以及地下建筑空间内部的安全，在全面通风排烟原理不变的前提下，使用了可以抵抗高温的高温排烟风机设备，而且还安装了自动喷水冷却装置。
二、新型的防排烟措施的开发应用
在传统的通风排烟系统的基础上，近年来国外还研究开发了一些新型的通风排烟措施，比如使用化学消烟剂、惰性雾状消烟剂以及静电消烟装置，以消除局部区域的浓烟或毒烟，降低烟气的光学浓度，提高能见度，从而为安全疏散和及时扑救创造条件。
5.结束语
随着经济的快速发展，地下建筑的使用功能越来越复杂，而且由于位置的复杂性，地下建筑的通风排烟设计的困难也越来越大。设计人员应在遵守“以防为主，防排结合”这一基本原则的基础上，充分发挥想象力和创造力，努力排除地下建筑通风排烟中的不安全因素，提高控制系统的可靠性，从而保障地下建筑内部人员的生命财产安全。