地下空间项目防排烟设计分析

摘要：本文对地下空间项目防排烟设计的几个基本问题，结合实践经验，进行深入分析和讨论。

关键词：地下空间 防排烟 设计 分析

随着经济的发展及城市化进程加快，城市地面可开发土地资源逐渐减少，近年来，全国各地开发的地下空间项目呈数量不断增多、规模也不断增大的趋势，如2012年仅浙江省就准备同时开工建23个地下空间项目，如广州珠江新城核心区地下空间项目其总建筑面积达到44万m2。这些地下空间项目功能多样复杂，从人防工程、地下铁道、大型仓库至现代化装修的地下商场、宾馆、饭店等等。由于地下空间具有封闭性强、通风排烟困难、出入口少、人员疏散难度大等特点，一旦发生火灾其后果将比地面建筑更为严重，因此地下空间项目的防排烟尤为重要，下面从几个方面分析论述防排烟设计应注意的几个问题：

1、合理划分防烟分区

烟气是火灾中造成人员伤亡的主要原因，为了在火灾时将烟气控制在一定范围内并提高排烟口的排烟效果，防烟分区的划分非常重要。地下空间项目因其自身特性，在设计时更应注重合理划分防排烟分区，一般应遵循以下划分原则：

（1）防排烟分区不得跨越防火分区。

（2）每个防排烟分区所占据的建筑面积不应超过500m2。

（3）一般按每个楼层划分防烟分区。一个楼层可以包括一个以上的防烟分区。不允许跨越不同的层次分区。

（4）对有特殊用途的场所，应单独划分防排烟分区。

根据以上原则可将建筑物划分成许多防排烟区域，各区之间用隔墙、楼板以及防火门或防烟阀加以分隔。划分方法有如下几种：

（1）按面积分。《建筑设计防火规范》（GB50016-2006，以下简称《建规》）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95，以下简称《高规》）及《人民防空工程设计防火规范》（GB50098-2009，以下简称《防规》）对每个防烟分区建筑面积的规定是一致的，不宜大于500m2（顶棚高度达6m以上不受限制）。使用同一套排烟设备的防烟分区面积要尽量相同。

（2）按用途分。以使用性质为原则设间隔墙。要注意贮存有大量可燃物和危险物的房间及经营房间、多数人集会的房间、使用明火的房间、防灾中心和其它防灾重要的房间的防烟设计。

（3）按方向分。一般在同一层沿水平方向按面积划分防烟区，再沿垂直方向划分排烟区。

（4）按疏散计划分。在火灾时主要疏散路线和假设疏散走廊等的疏散区，为确保一定的排烟量，宜单独设置排烟设备。

2、排烟量的计算

对于机械排烟量的计算，《建规》及《高规》的规定是一致的：担负一个防烟分区排烟或净空高度大于6m的不划防烟分区的房间时，应按每平方米面积不小于60m3/h计算（单台风机最小排烟量不应小于7200m3/h）；担负两个或两个以上防烟分区排烟时，应按最大防烟分区面积每平方米不小于120m3/h计算。《防规》对排烟量的相应规定与建规、高规也基本相同，唯一不同的是对于担负两个防烟分区的其排烟量按该部分面积每平方米不小于60m3/h计算。

在防排烟系统设计过程中，对于只担负一个防烟分区排烟的系统排烟量的确定，计算方法比较简单，大家的理解和设计都没有什么难度：

机械排烟量（Q）=防烟分区的面积（S）×60m3/h·m2

因此，理论上担负一个防烟分区机械排烟风机的风量不会超过500m2×60m3/h·m2=30000m3。

然而在进行担负多个防烟分区排烟的排烟风量设计时，有些设计人员的计算方法就会有偏差，主要由于建规、高规条文中的字面意思出现了歧义：这里的“最大防烟分区面积”有的理解为“整个防烟分区的最大面积”，有的理解为“多个防烟分区中最大的一个防烟分区面积”。2009年修订的《防规》，其条文及条文解释对这个问题进行了明确，即按其中最大防烟分区面积计算。参考《防规》精神，结合实际工程，笔者认为担负多个防烟分区排烟时其机械排烟量（Q）=多个防烟分区中最大的一个防烟分区面积（S）×120m3/h·m2，这是比较合理且经济的。值得注意的是，这里计算取值120m3/h是考虑这个排烟系统连接的防烟分区多、系统大、管线长、漏风点多的特点，为确保着火防烟分区的排烟量（仍为每平方米60m3/h）而特意在选择风机和风管时加大计算风量的一种保险措施。

3、防排烟方式的选择

防排烟方式有自然排烟和机械排烟。自然排烟方式可借助垂直通风井、排烟竖井等垂直通道进行排烟。一般情况下，地下建筑不单独采用自然排烟方式。在所有防排烟方式中，全面通风排烟方式是保证防排烟奏效的最佳方式，所以地下建筑宜采用全面通风排烟的方式。为取得较好的通风效果，排烟和进气必须形成良好的对流。

单通道地下建筑的全面通风排烟，送风机出口的送风管应伸入到远离地下建筑出入口的尽头下部，排烟机的吸入口则应设置在地下建筑出入口内侧上部。这样布置，可形成良好的对流，新鲜空气从里到外驱赶烟气，有利于排烟。多通道地下排烟，一般从一个出入口送风，另一个出入口排烟。送风口应尽量远离排烟口。其余出入口仍可作为自然排烟口。大型复杂的地下建筑，要考虑设专门的疏散通路，将疏散通路设为独立的防排烟分区，采用正压送风防烟方式，确保疏散通路安全无烟。排烟口设在工作区，送风口设在疏散通路内，工作区与疏散通路之间的门应是耐火极限不低于0.9h的防火门。

有些情况，也可采用自然通风，负压机械排烟的方法。排烟机运转，将在地下建筑中形成负压，开后远离排烟口的出口，新鲜空气就会从地面流入地下建筑中，从而达到通风排烟的效果，注意自然进风口应远离机械排烟口。地下建筑采用全面通风排烟方式，大量补入新鲜空气，可大大冲淡烟气的浓度，降低火场温度，有利于疏散和扑救活动的进行。

4、尝试采用新型防排烟设施

为确保地下建筑的防排烟效果，除考虑完善传统的排烟设施，还可考虑使用新型设备。传统的排烟设备有排烟口、排烟风机、排烟风道。由于地下建筑火灾产生的烟气温度较高，为使排烟系统安全运行，须采用耐高温的排烟风机和风道。或在排烟风机入口前的烟道内设置自动喷水冷却装置，降低烟气温度。也可使用耐火温度较低的排烟风机或普通风机。

新型防排烟设施有消烟剂和静电消烟装置等，这些措施和传统的通风换气配合使用，将使防排烟效果更加理想。消烟剂，是一种惰性雾状消烟剂，可用于消除烟气中的毒气，使烟气的毒害性大大降低；静电消烟装置，能使带电的烟粒子经过静电场时实现定向移动，并积聚到电极上后予以消除，可用于消除烟气中的烟粒子，提高可见度，为人员疏散和扑救火灾扫清障碍。

总而言之，在大力开发利用地下空间项目的同时，也要注重做好地下空间的消防设计，合理的设计和完善的防排烟设施，有助于提高地下空间抵御火灾能力，减少和避免不必要的灾难，让地下空间在社会、经济、生活各个方面都发挥更大的作用。

参考文献

[1]GB50016-2006，建筑设计防火规范[S].

[2]GB50045-95（2005年版），高层民用建筑设计防火规范[S].

[3]GB50098-2009，人民防空工程设计防火规范[S].