多层建筑疏散走道及疏散内走道防排烟系统探讨

摘要：介绍了多层建筑中疏散走道及疏散内走道防排烟系统的设计，对其设置防排烟系统的重要性、设置依据、方法、排烟量计算等相关问题加以分析和总结。

关键词：多层建筑、排烟系统、排烟口

前言：

现代化建设的飞速发展，各类建筑拔地而起，但是建筑火灾所带来的危害也不容忽视，特别是大量的建筑火灾实例表明，火灾中的浓烟是造成建筑火灾蔓延及人员伤亡的致命杀手。因此，防排烟系统设计已成为建筑防火设计的重要组成部分，本文介绍了多层建筑疏散走道及疏散内走道的防排烟系统设计的设计要点。

1.疏散走道及疏散内走道防排烟系统的重要性

随着社会的发展，现代建筑内大量采用可燃性的装饰材料及陈设。当发生火灾时，这些可燃物会迅速燃烧，在燃烧过程中释放出大量的热及有毒烟气，这些有毒烟气是致命的，人员在逃生过程中一旦吸入，会导致窒息、中毒致死。另外，高浓度有毒烟气也给救援人员增加了障碍，降低了搜救速度，错过了最佳的救援时机。有时甚至救援未成，反被烟火所困，严重危及救援人员的生命安全。有毒烟气在建筑物内的蔓延规律由起火房间走道楼梯间（等竖向通道），这正与人员的逃生路线相一致。而根据实验观测，人在浓烟中低头掩面的最大行走距离为20～30m，但建筑内的疏散走道及疏散内走道的长度通常大于这个数值。因此合理设置疏散走道及疏散内走道的防排烟系统就成为逃生和救援的关键，同时也说明了疏散走道及疏散内走道设置防排烟系统的重要性。

2.疏散走道及疏散内走道防排烟系统的设置依据及系统形式

2.1疏散走道及疏散内走道防排烟系统的设置依据

建筑根据其使用功能的不同，其内部格局更是千变万化。这一特性也决定了疏散走道及疏散内走道的防排烟系统既有共同的特性，又具有自身的特点。但无论其如何变化，只要根据自身的特点执行其相对应的规范条文，设置选择合理的防排烟措施，满足消防及使用要求，就是一个合理的设计。多层建筑疏散走道及疏散内走道防排烟系统设计执行《建筑设计防火规范》GB50016-2006。其第9.1.3条明确规定：“公共建筑中经常有人停留或可燃物较多，且建筑面积大于300 m2的地上房间；公共建筑中长度大于20m的内走道；及其他建筑中地上长度大于40m的疏散走道应设置排烟设施”。本条规范限定了设置防排烟系统的设置条件。建规中还明确了疏散走道及疏散内走道防排烟系统设计的具体细则，将在下文加以说明。

2.2疏散走道及疏散内走道防排烟系统形式

防排烟系统可分为自然排烟与机械排烟两种形式：自然排烟是利用建筑内气体流动的特性，采用靠外墙上的可开启外窗或高侧窗、天窗、敞开阳台与凹廊或专用排烟口、竖井等将烟气排除；机械排烟是利用消防高温排烟风机把着火区域产生的高温烟气通过排烟口强制排至室外。

自然排烟与机械排烟系统优缺点：①自然排烟系统：结构简单、经济，不需要电源及专用设备，且烟气温度升高时排烟效果也不下降，具有投资少、管理维护简单等优点。缺点是此排烟系统是利用热压原理进行排烟，此压力较小，易受天气变化的影响，故可靠性不高；②机械排烟系统：当排烟系统启动时，能使排烟区域形成较高的负压，将烟气排至室外，并能有效的控制烟气向非排烟区域蔓延，不受天气变化的影响，具有性能稳定，可靠性高等优点。缺点是增加了初期投资，及日常管理、设备维护等费用，当纵向设有风道时，在一定程度上影响了建筑当层的竟空高度，其竖向风道占用了少量的建筑面积。

在设计中应根据工程的自身特点，比较其经济合理性，选择最佳的防排烟系统形式。

3.自然排烟口净面积及机械排烟量的计算

3.1自然排烟系统：当工程中采用自然排烟系统时，应对其自然排烟口净面积进行计算，核对其是否满足规范要求。其计算方法按建规第9.2.1.4条：“其他场所，宜取该场所建筑面积的2%～5%”。

3.2机械排烟系统：当工程中采用机械排烟系统时，机械排烟系统的最小排烟量计算应按建规第9.4.5条计算，其计算又分

为两种情况：当排烟系统负担1个防烟分区时单位排烟量为60m3/（h・m2）；当排烟系统负担2个及2个以上防烟分区时单位排烟量为120m3/（h・m2），并应按最大的防烟分区面积确定。在设计中，排烟风机的选择可根据实际工程中的需求选择消防专用风机或双速风机。但均应满足排烟量要求，在选择风机时，通过计算可以得出排烟系统的最小排烟量，但不能按这个最小排烟量去选择风机。据建规9.4.8条排烟风机的全压应满足排烟系统最不利环路的要求，其排烟量应考虑10%～20%的漏风量。既所选排烟风机风量=最小排烟量*〔1+（10%～20%）〕。

4.自然排烟口与机械排烟口的设置

4.1自然排烟系统排烟口的设置，据建规9.2.4条，在自然排烟系统中，为了便于排除烟气，排烟窗宜设置在屋顶上或靠近顶板的外墙上方。并且在建筑中用于自然排烟的排烟口通常是处于关闭状态，火灾时，自然排烟口应能急时开启，因此自然排烟应设有方便开启的装置，开启方式可分为手动和自动两种方式。当采用自动开启方式时，其控制必须与消控中心联动，火灾时由消控中心控制其开启。另外烟气的自然流动受较多因素的影响，为能有效的排除烟气，排烟口距房间最远点的水平距离不应大于30m。在设计时，为减少室外风压对自然排烟的影响，提高排烟系统的效果，排烟口应尽可能设置与建筑型体一致的挡风措施，并应根据空间高度与室内的火灾荷载情况尽量缩短排烟距离。内走道及房间还应尽量设置2个及2个以上且朝向不同的排烟口。

4.2机械排烟系统排烟口的设置，据建规9.4.6条，在机械排烟系统中，排烟口或排烟放火阀应按防烟分区设置。并与排烟风机联动，当任一排烟口或排烟放火阀开启时，排烟风机应能自行启动，确保排烟系统的正常运行，将室内烟气排至室外。机械排烟口的设置位置及距离要求与自然排烟口的要求相类似。机械排烟口应设置在顶棚或靠近顶棚的墙面上。同时防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离同样不能应超越30m。另外排烟口的风速不宜大于10m/s，因过大会过多的吸入周围空气，使排出的烟气中空气的比例增大，影响实际的排烟效果。

5. 疏散走道及疏散内走道防排烟系统形式的选择

疏散走道及疏散内走道防排烟系统的设计中，应结合工程的的自身特点，选择合理的防排烟系统是设计的重点，以下结合事例加以说明：

例1：如下图示1所示，①当L1+L2≤60m时，本工程可采用自然排烟系统，利用走廊两侧的可开启外窗进行自然排烟；②当L1+L2＞60m时，本工程应采用机械排烟系统，在走道内设置机械排烟口，其排烟口间距不应大于60m，且排烟口距房间最远点的水平距离不应大于30m。③当L1+L2＞60m时，也可采用自然排烟系统，但应在走道中部打开一个房间作为自然排烟口，并且自然排烟口的间距不应大于60m。这种方式一般不可取，表面看其采用了自然排烟系统，节省了初期投资，但其浪费了大量的建筑面积。还有在入住投入使用以后，一些消防意识差的使用方会将其封死，作为房间使用。一旦发生火灾，后果不堪设想。

图示1

例2：如下图示2所示，①当L1≤30m、L2≤20m、L3≤30m时，走道L1、L3可利用可开启外窗采用自然排烟，走道L2可不设机械排烟系统。②当L1＞30m、L2＞20m、L3＞30m时，走道L1、L2、L3应设置机械排烟系统，其排烟口间距不应大于60m，且排烟口距房间最远点的水平距离不应大于30m。③在某些建筑中会根据其使用功能的不同，将走道分割成很多功能段。以L2段为例，当其被分割为若干段时，其是否设机械排烟系统，应该看L2段的总长度是否超过20m，而不应考虑L2中的某一段是否超过20m。

图示2

在多层建筑防排烟系统的设计中，笔者认为应提高医院、养老院、幼儿园等建筑的防排烟系统设计标准，应尽量采用性能稳定，可靠性高的机械排烟系统。即使采用自然排烟系统，其自然排烟口的开启方式应采用自动方式，如防火排烟窗。

6.结语

建筑防排烟系统设计是一个严肃的话题，一但设计不当，可能造成灾难性的后果。以上是笔者结合自身的设计经验，针对多层建筑疏散走道及疏散内走道防排烟系统设计总结的一些设计要点及看法，供大家分享。目前建筑防排烟设计的理论较多，至今尚无一种被广泛接受的权威理论，且实际工程中建筑的类别、使用功能、结构布局、建筑内的火灾荷载与分布、形态等均存在多样化的可变因素，防排烟系统设计还需要不断的进行探讨和完善。现在我们设计工作者应严格执行现行设计规范，并应利用一些较成熟的消防安全工程技术辅助进行设计。

参考文献：

〔1〕《建筑设计防火规范》GB50016-2006。

〔2〕《全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调・动力》2009年版。

〔3〕《民用建筑工程设计常见问题分析及图示-暖通空调及动力专业》05SK604。

〔4〕《实用供热空调设计手册》第二版。