高层建筑通风空调系统防火及防烟排烟设计问题研究

高层建筑通风空调系统防火及防烟排烟设计问题研究

邓宫昊

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摘要：通风空调系统，在当前的高层建筑中使用非常普遍。由于通风空调设备运行容易引发火灾事故，特别是系统中的管道，一旦发生火灾事故，则会发生大面积的蔓延。要避免火灾事故的发生，就需要防火和排烟的设计，因此高层建筑中防火排烟设计是十分必要的。

关键词：高层建筑；通风空调；防火；防烟排烟；设计

暖通系统是现代建筑工程的重要构成，不仅能为人们创造舒适宜居的环境，而且有效地完善了建筑的消防系统，并且利用防排烟系统能协助建筑更好地应对火灾等安全事故。所以，一定要认真分析建筑暖通设计中常见问题，明确设计关键点，有针对性地做出改进，整体提升建筑暖通系统建设水平。

1建筑暖通的消防安全与防排烟设计的重要性

暖通系统在现代建筑领域中有广泛的应用，人们给予了暖通安全性较高的重视程度，为确保其效果发挥到最大化，就应不断提升对其设计安全性的要求，以防在后期使用阶段出现异常情况，一方面会降低自身使用效率，另一方面可能对人们生命安全构成威胁。防排烟设计为暖通系统的重点，在建筑发生火灾时防排烟在维护人们生命安全方面发挥重要作用，若想实现有效控制建筑火灾的目的，就一定要保证设计的合理性，立足于建筑实际，认真做好暖通系统各个环节的设计工作，从根本上保证工程建设质量，解除不合理因素，最大限度地提升建筑消防安全水平。

2防火排烟问题分析

2.1防火排烟系统缺乏维护

高层建筑中，针对通风空调系统的配置，运营管理单位通常会忽略防火排烟设计，对其设计也不重视，并且在使用的过程中，也没有进行有效的维护，如果防火排烟系统阀门等设施出现锈蚀等问题，时间一长，这些锈蚀的阀门等设施则不能正常运行，在发生火灾的时候防火防排烟系统将起不到有效作用。

2.2送风口排布位置不合理的问题简述

通常的高层建筑物的防排烟装置的规划设计的过程中，纵向的机械式排烟装置系统的送风口通常为统一的尺寸和规格，一般为百叶窗形式的送风口。与此同时，送风管道的表面平整程度较差，造成不同位置的送风口处的风速及送风量无法形成平衡状态，距风机较近的位置，通常来讲风速比较大，处于送风口的尾端的风速相对比较小，并且可能发生没有空气流动的状况。

2.3机械防烟排烟效果不佳

在设计高层建筑排烟风机位置的过程中，如果风机位置设计不合理，就会影响防烟楼梯间等部分机械的送风效果或者防烟分区的排烟效果。所以，在实际设计的时候，还要计算其位置设计的当值与规范值。

3防火排烟设计的具体措施

3.1应用机电一体化模式的规划设计方案

相关工程技术人员在进行消防安全装置规划设计时，必须和建筑物整体构造形成一体化解决方案，需要把防烟及排烟装置、电气系统、排烟道及排烟窗共同融进二维工程图中，彻底解决建筑物主体框架规划与防烟及排烟装置设计出现衔接不合理的状况。具体解决方案是使用BIM技术针对建筑物实施整体三维虚拟仿真建模，在生成的虚拟三维模型中加入消防安全防烟及排烟装置，并且实行仿真施工作业及校核，保证消防安全排烟系统可以有建筑物整体化的配合，降低设计缺陷产生的概率。

3.2自然通风系统的外窗设计

为保证外窗设计的合理性，要求施工单位一定要严格依照《建筑防排烟系统技术标准》(GB51251—2017)设定的有关规定操作。技术标准内明确规定，建筑独立前室外窗可开启的面积应≥2m2，而对于防烟楼梯间与消防电梯间的合用前室，外窗可开启面积应≥3m2。在具体设计实践中，要给予外窗可开启面积指标较高重视。在设计防排烟系统时，最好不要选择内窗与固定窗作为防烟窗。但在真实的设计情景中，部分建筑暖通的防排烟设计与相关规定要求间存在出入，一些设计人员仅关注窗户的面积，而没有重视测评窗户所属类型的合理性，以致防排烟设计效果欠缺合理性，为建筑暖通系统后期安全运行埋置了诸多安全隐患。比如，某建筑属于高层建筑，总层数为16层，地下、地上分别为1层、15层，其中地上1～2层是商场，3～15层是住宅，建筑高度<50m，故而可以确定其是商住楼。在设计该建筑的防排烟时却存在一些不足，测得防烟楼梯间外窗的可开启面积是1.2m×0.9m=1.35m2，规划设计的外窗面积不存在任何问题，和相关技术规范要求相吻合，但本建筑工程防排烟外窗所属类型不达标，主要是因在设计活动中，没有考虑到相邻建筑的防火间距指标，所以决定选用甲级防火窗，自然排烟形式。尽管甲级防火窗的防火性能较强，但在发生建筑火灾时该类防火窗不能整体被开启。为应对以上设计层面上存在的问题，推荐加设机械加压送风系统，以保证建筑楼梯间的防火设计符合相关规定要求。

3.3防火排烟阀设计

在高层通风空调系统的关键位置安装防火排烟阀，可以有效避免火势蔓延扩大。防火排烟阀比较适合设置在通风空调系统穿越防火分区或者防火隔墙等重点区域的管道及排烟系统中，在高层建筑发生火灾事故的时候，通过关闭阀门，起到防火排烟的作用。在设计防火排烟阀的过程中，需要严格按照国家规定的相关要求和规范来设计。首先，在排烟风机口总管的位置，设置一个温度达到280℃会自动关闭的防火排烟阀，并且这个排烟阀要与排烟风机连接在一起。其次，风管设计也是重要的部分，设计的时候，风管要避免穿越空调机房、防火要求很高的一些重要房间。另外，排烟系统水平风管也不宜穿越防火分区，如果必须穿越防火分区，应该设置温度达到280℃会自动关闭的防火排烟阀，并且在竖穿防火分区的时候，也应该将达到280℃会自动关闭的防火排烟阀安装在竖向风道和排烟支管连接的位置。

3.4强化施工作业品质的监管工作

强化相关工程技术人员的施工作业品质的监管工作也是提升防烟及排烟装置功能的重要措施。相关消防施工企业需要挑选具备消防安全系统施工规划资质的专业企业实施防烟及排烟装置的设计及安装，相关质量监管部门必须监督好防烟及排烟装置安装作业每一个技术环节的把控，重点强化消防安全系统的规划设计、施工作业监管及整个消防工程项目结束验收的管理强度，保证整个消防安全工程的品质符合相关法律法规的要求。

3.5机械加压送风系统的设计

在设计机械加压送风系统时，推荐使用由不燃性材料制造而成的管道送风，并确保其内壁光滑，严禁使用土建风道。若使用的送风管道属于金属类管道，设计风速尽量≤20m/s;若选用由非金属材料制得的送风管道，则设计风速≤15m/s，且送风管道厚度一定要符合相关规范要求，施工单位应予以如上几点问题一定重视。在安设管道时，也需要确保管道耐火极限的合理性、实用性，比如针对设置于吊顶中的管道，要求其耐火极限要≥30min，而装设在其他位置的管道，要求其耐火极限应≥60min。

结论

在规划设计暖通系统的消防安全过程中，应重点考虑暖通系统的防排烟设计与通风性。防排烟设计目的是在建筑发生火灾时，对广大住户生命财产安全发挥一定的保护作用。在设计防排烟系统时，设计人员要结合建筑工程具体结构特征选用性能优良的阻燃材料，并在实践中不断创新防火设计理念，强化自身的防火设计水平，最大限度地完善建筑消防安全与防排烟设计，进而使建筑住户生命财产安全得到更有效的保障，延长建筑使用寿命。

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