刍议大空间建筑的防烟排烟设计

刍议大空间建筑的防烟排烟设计

张安民

国家能源集团铜陵发电有限公司 安徽 铜陵 244000

摘 要：随着我国城市化水平越来越高，我国城市居民对城市建筑的要求也越来越严格，大空间建筑逐渐增多。大空间建筑普遍具有结构复杂、空间体量大、建筑耗时长等特点，这些特点决定了大空间建筑的防烟排烟难度，相比于小空间建筑来说，大空间建筑的防烟排烟更加困难。同时，大空间建筑容纳的人员较多，一旦发生火灾，如果没有合理的防烟排烟通道，则会给建筑内人员的生命安全带来一定的威胁。本文首先对大空间建筑的类型与防火特点进行简要阐述，而后根据大空间建筑的防火特点分析其防烟排烟设计。

关键词：大空间建筑；类型；防火特点；防烟排烟设计

火灾发生时会快速消耗空气当中的氧气，并释放出大量的二氧化碳等气体，如果处于一个密闭的空间内，由于火带来的烟尘当中通常都包含多种有毒或有害物质，对人体的生命安全具有较大的危害性，在火灾发生后，导致人们死亡的重要因素就是烟气中毒与烟气窒息，尤其是在大空间建筑当中。通过合理设计大空间建筑的防烟排烟工程，可以尽量减少在火灾发生后的烟气，并且能够阻止烟气往无烟区扩散。随着社会经济不断发展，大空间建筑的需求量越来越高，大空间建筑的不断增加会给火灾防治带来一定的困难，本文主要分析大空间建筑的防烟排烟设计。

1. 大空间建筑结构的类型

1. 扁平类

扁平类大空间建筑具有高度低、横向距离长的特点，通常该建筑物的高度不会超过6米，例如大型商场、地下车库等建筑物，这类建筑物就具有高度较低的特点。在扁平类大空间建筑当中，如果发生火灾，因火灾出现的烟气会通过浮力作用上升，而后在撞击到顶棚或者地面之后形成射流，烟气在上空不断蔓延，由于扁平类大空间建筑的横向距离较长，且上空的空气流通性较好，因此烟气会以较快的速度不断扩散，并不具备较为明显的烟气层分层情况。

2. 竖直类

竖直类大空间建筑与扁平类大空间建筑相反，具有高度较高、横向距离较短、空间体量较大的建筑，通常该建筑物的高度在20米左右，例如车站、大型车间等，相比于扁平类大空间建筑，竖直类大空间建筑的空气流动性较差^[1]。在这一大空间建筑当中，如果发生火灾，则烟气会不断上升到建筑顶部，且具有较强的纳热、蓄烟的能力，在建筑底部则能够维持一段时间的低温、低烟状态，具备明显的烟气层分层情况。

3. 中庭类

中庭类大空间建筑属于扁平类与竖直类的复合形态，通常在中庭类大空间建筑当中具有多个或者一个封顶大型空间，即为中庭空间，例如大型酒店、商场等建筑物。在这一大空间建筑当中，如果发生火灾，则烟气会蔓延到中庭四周与建筑物楼层相连的通道中，在一定的时间内具备烟气层分层情况。

二、大空间建筑的防火特点

（一）无法有效设置分隔防火防烟

要想有效控制烟气扩散，就必须在大空间建筑物内设置相应的防火防烟分区，但是在大空间建筑工程设计时，往往会追求宽敞、通透的效果，同时由于大空间建筑工程使用功能的限制，不能按照传统的防火防烟分区进行分隔工作。

2. 不能及时发现火灾

目前在大空间建筑当中使用到的火灾探测器是普通的火灾探测技术，这一探测技术通常是以烟气浓度或者温度作为信号，一旦烟气浓度或温度超过预期值就会发出警报并喷射出水量，以达到灭火的目的，且大多数都属于顶棚安装。但是在大空间建筑当中发生火灾时，在空气稀释的作用下，火灾所产生的烟气在达到上空时，其浓度往往触发不了火灾探测器，因此无法发挥其基本作用。

2. 喷水灭火装置无法发挥应用的作用

对于大空间建筑来说，常规的喷水灭火装置由于水量有限，且顶棚距离底部较远，有限的水量无法到达燃烧物的表面，因此并没有达到有效的灭火作用。

2. 人员疏散相对困难

大空间建筑在使用期间，通常人员较为密集，如在大型商场中，每日人流量较大，同时商户活动较为频繁，这类人员往往没有组织。当大空间建筑发生火灾时，人们可能会由于不了解场所的出口盲目追逐，给正常疏散人员带来一定的困难。

2. 火灾隐患多

通常在大空间建筑使用期间对进出人员并不会有较大的限制，且大空间建筑的使用功能具有多样化的特点，内部有较多的电气设备，用电量相对较大，如果由于电气设备故障引发火灾，内部也具有较多可燃物助长火灾蔓延，进一步加大了火灾发生概率，同时也给灭火带来一定的困难。

三、大空间建筑的防烟排烟设计

（一）建筑空间结构

对大空间建筑进行合理的防烟排烟设计的目的就是防止或限制失火层与失火区域当中的烟气蔓延到无烟区，为人员的安全撤离提供一定的时间，尽可能的减少火灾对人员的生命威胁，保证人员与财产的安全。不同的建筑空间结构在发生火灾时其烟气蔓延、分布情况也有所不同，因此其应用的防烟排烟方法也不同^[2]。针对扁平类大空间建筑：由于该大空间建筑并不具备较为明显的烟气层分层情况，且没有特定的密闭空间，因此烟气会迅速向无烟区蔓延，在这一类的大空间建筑当中并不适用于填充式的排烟方法，可以使用机械排烟方法，并在这一阶段尽量疏散人群；针对竖直类大空间建筑：可以选择自然排烟方法联合填充式排烟方法，这一联合排烟方法具有较高的安全性与稳定性，有较好的排烟效果；针对中庭类大空间建筑：可以设置火灾蔓延通道，由于在该类大空间建筑物当中存在的密闭空间较多，在一些特定的空间当中设置机械加压送风排烟，能够为疏散建筑内人员争取宝贵的时间。

2. 大空间建筑的地理位置

大空间建筑的地理位置与其防烟排烟具有一定的关联，互相之间的相互作用也是防烟排烟设计中的重要考虑因素。如果大空间建筑外的自然环境中，空气流动性较差，则在进行大空间建筑的防烟排烟设计过程中，就要充分考虑到烟气与冷空气之间的温度差，能否利用这一因素达到有效的防烟排烟效果，从而尽量避免单独使用自然排烟的方法。如果大空间建筑的自然环境为气候多变地区，则需要平衡使用多种防烟排烟设计方法，在全年的气候交替过程中，需要根据气候的变化使用不同的防烟排烟方法。

2. 建筑空间用途

根据大空间建筑的使用功能不同，其防烟排烟设计方法也有一定的差异性。以商业综合体的大空间建筑为例：该大空间建筑的使用功能主要是商业活动，因此人员较为密集，建筑物内人员流动性较大，因此如果发生火灾，会给人员疏散带来一定的难度。在设计防烟排烟方法时就要充分考虑这一点，尽可能的提升烟气排放速率，为人员疏散提供一定的时间，保证人员安全。而对于工厂、车间等大空间建筑，由于用电设备比较多，则在防烟排烟设计过程中还要考虑到大空间建筑内的安全性，避免由于用电设备受到火灾影响引起爆炸事故，因此主要应用的排烟设计为填充式防烟排烟设计。

2. 安全疏散系统

对于大空间建筑内人员来说，疏散楼梯是最主要的避难通道，也是老、弱、病、残、孕等弱势群体的救援通道，更可能是消防人员的灭火攻击通道，具有重要的作用。就目前的情况来看，大空间建筑的防烟楼梯井与前室的余压值与当前的情况并不相符，机械加压送风的作用在于当浓烟进入楼梯井后，疏散楼梯就会失去其作用，因此必须要考虑到送风管道的气密性与材质。

结束语：

综上所述，大空间建筑随着时代的不断发展而越来越多，火灾对于大空间建筑而言属于毁灭性的打击，为了做好火灾发生后的防烟排烟设计，必须要综合考虑到大空间建筑的用途、地理位置以及空间结构等因素，避免由于防烟排烟设计不合理造成人员伤亡。

参考文献：

[1]朱凯宏,郝春义.大空间建筑的防排烟性能化设计探讨[J].中国标准化,2018(24):36-37.

[2]熊哲林.大空间建筑防排烟设计方法[J].住宅与房地产,2018(21):132.