结合自身多年的现场消防工程质量监督、质量检测工作实践经验,地下汽车库排烟系统实际运行效果总体来说不容乐观,普遍存在排烟口抽力不足的情况。现从系统设计方面出发,针对高层建筑地下汽车库抽力不足现象,提出了几点粗浅见解,还望同行同事及专家多多支持和指教。
1设计参数依据
根据新颁布实施的GB50067-97《汽车库、修车库、停车库设计防火规范》①以下简称《新车库规》第8.2.1条“面积超过2000m2的地下汽车库应设置机械排烟系统。机械排烟系统可与人防、卫生等排气通风系统合用。”、第8.2.2条“设有机械排烟系统的汽车库,其每个防火分区的建筑面积不宜超过2000m2”、第8.2.4条“排烟风机的排烟量按换气次数不小于6次/h计算确定。”中规定,对照GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》②中相关规定,得出结论如下:地下汽车库应设排烟系统的条件从200m2放松至2000,防烟分区从500m2扩大到2000m2,排烟量从60m3/m2•h或120m3/m2•h减少到6h-1。
2排烟形式选用
显然,《新车库规》的颁布实施,为规范地下汽车库通风排烟系统采用共用系统奠定了基础。从节约投资出发,确定采用平时排风与火灾时排烟系统合用形式,补风采用由车道自然补风方式。总结几年来的现场实际检测经验,从保证排烟实际运行效果出发,建议采用如下排烟系统合用方式(详见图1)。
该系统排风口和排烟口分别设置,每个防烟分区布置一个排烟口。火灾发生时,报警主机接到火警信号后,发出控制信号,指令火灾发生区排烟支风管处排烟阀打开,进行排烟,同时电动关闭所有排风支管上70℃防火阀;当排烟支管处排烟阀温度达280℃时,熔断关闭;当排烟风机入口处排烟阀达280℃时,熔断关闭,同时联锁排烟风机关闭,停止排烟。该系统联动关系较为简单,排烟口布置合理,便于集中排烟,有效控制烟气的蔓延,排烟效果相对较好,系统初投资相对偏低,其不足之处就是风管系统相对较为复杂。
3防烟分区形象划分
根据《新车库规》规定,防烟分区面积扩大至2000m2(实际设计中以1000m2作为一个防烟分区较为合理),一般在建筑结构设计中已经考虑了防火分隔,一般一个防火分区面积在1000~2000m2之间,也就是说,事实上一个防火分区就相当于一个防烟分区。从挡烟角度(挡烟垂壁高度500~800mm)划分防烟分区,并没在任何实际意义,但从实现排烟效果要求方面,可以人为的把一个大的防烟分区内进行细分。因为火灾一般都是从局部火灾发生开始的,如何及时排除局部范围内产生的高温热烟气,控制烟气大范围蔓延,是排烟效果好坏的关键所在,所以进行合理的防烟分区形象划分显得尤为必要。所谓形象划分,就是人为的把一个防火分区合理的划分为若干小的排烟区域。根据《消防科学与技术》(2003年1月第1期)中模拟地下建筑物实体火灾现场测试数据分析结论,建议防烟分区形象划分以300~400m2为宜。
4排烟口排烟风量确定
本文所述排烟口排烟风量指的是防烟分区形象划分区域内的排烟量,即为该区域所有排烟口排烟量之和。排烟量越大,排烟效果越好,从经济实用性出发,排烟量以72m3/m2•h为适宜,但排烟量低于30m3/m2•h时,排烟效果较差。
5排烟口设置间距
根据文献[2],烟气水平方向流动速度在0.3~0.6m/s,一般火灾发生后,排烟系统在1min内启动进行排烟,由此可见,火灾发生至排烟运行开始排烟这段时间,烟气蔓延水平距离在18~36m之间,考虑地下建筑物烟气水平蔓延速度相对较慢的特点,建议任意相邻排烟口间距以20m为宜。
6排烟风量确定
根据上述分析可知,排烟系统排烟风量实际就是防烟分区形象划分区域内排烟量,所以系统排烟量为21600~28800m3/h。根据文献[2],排烟风量按6次/h计算确定,假设地下汽车库层高为3.0m,通过反算每个排烟系统负担的区域以1200~1600m2为适宜。实际设计中,系统排烟风量=防烟分区实际面积(m2)×车库层高(m)×换气次数(取6次/h)
7排烟风机选型
文献①颁布实施后,系统排风量和排烟量相近,对应管路阻力也相差无几。考虑到平时排风系统常年运行,从经济节能角度、长远利益出发,建议选用与普通风机工况相近、动力性能良好、压头适中(比普通风机压头略高)、高效、低噪、平时排风与火灾时排烟均适合的混流式风机。
另外,由于风机随着输送介质温度的提高,其风压呈下降趋势,通常样本上的参数是在标准大气压、20℃空气温度下测定,如介质条件发生变化,应按下列公式④修正风机风压:
分析式(1)可知,在排烟工况下风机压头要小于样本提供的压头。现取排烟工况为标准大气压条件下,排出烟气温度为100℃,则应配备标准大气条件下风机压头为Ho=1.27H的排烟风机。
8结语
关键词 防排烟;自然排烟;机械排烟;排烟系统;送风系统
0 前言
提起火灾危害,人们常说烧死多少人,事实上,这种说法是片面的,很多遇难者并非死于火, 而是死于有毒有害的烟气。烟气是火灾时夺魂索命的第一杀手! 国内外大量火灾实例的统计数字说明, 火灾的伤亡者中大多数是热烟气所导致,火灾总死亡人数中, 受烟害直接致死的占三分之一到三分之二,被火烧死的人中多数也是先受到热、烟和毒而晕倒的。在火灾现场, 我们经常会见到既没有烧伤又无压伤而死亡的人员, 据火灾后对尸体检验, 发现真正的死亡原因是受热烟气中毒窒息,因此研究和掌握火灾现场中烟气的一些规律对于建筑防烟、排烟和在火灾发生后进行合理的避险是有必要的。
1 烟气的生成原理
固体物质燃烧时物质本身发热,通常物质受热后将在燃烧物质的附近释放出挥发性可燃气体,由于这些可燃气体的燃烧以致在火的上方形成一个带有高温烟气的火柱,这是由于它的比重比四周冷空气低,结果使四周的冷空气与它混合在一起形成一个上升的气流。
这部分混合空气将供给燃烧物质分解燃烧时所需要的氧气,并将产生火焰。但是由于火舌卷流的温度并不是很高,氧气在其中的混合不够充分,因而使物质燃烧不完全,将产生弥散的固体微粒,这种形式的烟灰是烟的一个组成部分。在火焰顶部上升的高温气体柱中总是含有比可燃气体燃烧时所需更多的空气,而这部分剩余空气是相当热的,并且它的燃烧时所产生的热烟充分混合,从而构成烟的一个主要组成部分。
2 防排烟系统设计及存在问题
根据烟气的特性,防排烟系统分为自然排烟与机械防排烟两种方式,也是目前各国建筑设计中均认可和采用的方式,国内外有关规范中均有明确规定,在实际工程中普遍应用。
2.1 自然排烟
按照高层民用建筑设计防火规范中的要求, 对于建筑高度不超过50m的一类公共建筑和建筑高度不超过l00m的民宅, 最好设置自然排烟系统。自然排烟是一种建造经济节能、设置简单、容易操作、维护也十分方便的排烟系统。但是, 一些使用自然排烟系统的工程在设计、施工过程中不能按规范进行, 导致了工程完工之后, 所建设的自然排烟设施并不能达到要求或不具备根本排烟作用, 具体的来说, 问题主要表现在如下几个方面:
( 1) 自然排烟窗的位置设置不当: 从排烟的效果方面考虑, 烟气密度一般小于空气密度,火宅时烟气上升,排烟窗应该尽量设置在靠近屋墙上部的位置。但是,现在在相当数量的工程中,可能是出于外墙美观,甚至仅仅为了工程建设的方便,自然排烟窗并不是设置在墙上部的, 而设置在了中部甚至下部,非常不利于自然排烟。
( 2) 自然排烟窗的开窗面积不符合规范: 《高规》对采用自然排烟部位的开窗面积均有明确的规定, 但由于部分设计人员未按规范要求进行认真计算, 将固定窗或将推拉窗的面积全部计算在排烟窗面积之内,导致部分工程排烟窗面积达不到规范要求, 直接影响排烟效果。
( 3) 排烟窗的安装高度较高或者缺少便于开启的装置:按相关规范要求, 排烟窗的开启装置应该以便利和快速为设计基准。但在一些建筑的设计中, 排烟窗的设置高度较高、开启困难, 这一点也相当不利于火灾情况下人员的自救。
2.2 机械防排烟
2.2.1 在机械防烟设施方面, 设计和建造时容易出现送风道截面尺寸过小, 送风口尺寸、正压送风系统余压值达不到规范要求的现象, 这些现象会直接导致送风口实际送风量严重不足, 开启门洞处风速近似于零的情况, 造成这个问题的原因相对复杂, 下面我们来具体分析:
( 1) 风机选型不当: 按规范要求, 防烟楼梯间及前室、消防电梯前室及合用前室的机械加压送风量应由计算确定, 当计算值和规范规定的值不一致时, 应取两者中较大值。有少数设计者因忽略这一点而直接按规范给定的值确定送风量, 就有可能会导致所选用的风机风量偏小, 不能满足要求。
( 2) 送风道设计阻力大导致风压损失: 在实际工程验收时, 有时会发现送风口尺寸以及所选用的风机风量和风压均能满足设计规定, 但送风口实测风速却很小, 或是离风机较近的风速很大, 但稍远一些的风口却没有风现象, 这种情况显然是难以满足设计要求的。究其原因, 一般都是由于送风竖井的施工达不到标准, 漏风严重所导致的。出现这些问题的工程, 有相当多的一部分送风道的尺寸偏小,砖、混凝土风道内壁粗糙未用水泥砂浆抹平整, 管道连接不严实, 常闭风口关闭不严密,
( 3) 重复设置自然排烟系统与正压送风系统。有的工程在机械防烟部位同时又采用了自然排烟, 导致火灾情况下,机械加压送风系统与自然排烟窗同时开启时, 防烟楼梯间难以形成正压, 达不到防烟效果。
2.2.2 《高规》8.4.1.2节中规定:面积超过100m2,且经常有人停留或可燃物较多的地上无窗房间或设固定窗的房间应设机械排烟。如何正确把握这一条,在理解上有一定的难度。因为在具体的工程中,从实际功能出发,有些活动窗与固定窗很难界定。如现代商场建筑中,很多是设全玻璃幕墙或大面积的落地式的玻璃窗。这些幕墙或玻璃窗部分固定,部分可以活动(手动开启部分一般在高端)。活动部分平时一般是关闭的,它属于设活动外窗,但平时关闭且开启不便的情况。这种建筑物在发生火灾时大家一般都忙于疏散,无暇顾及开窗,即使想开窗也很难进行操作。笔者认为这类情况的可开窗应作成电动窗,在方便操作的地方设置电动窗开关,否则应作为固定窗来对待,按规范应设机械排烟系统,而实际设计中这类工程一般不设机械排烟系统,这就留下了安全隐患。有些同行认为设固定窗的情况,因为在失火时也可通过击碎玻璃窗进行排烟。
2.2.3 防烟分区概念的明确
防烟分区较防火分区而言, 在建筑消防设计中往往不被重视,事实上,防烟分区是烟气控制的基础手段,是为有利于建筑物内人员安全疏散和有组织排烟而采取的技术措施,主要依靠挡烟垂壁(帘),挡烟梁(墙)等形式来实现,在具体防烟分区的划分, 挡烟手段的确定在设地下车库排烟设计中设计人员中存在误识,在以往的无吊顶的商(市)场,将500mm 梁作为挡烟措施, 事实上这样的划分方法往往是不成立的,第一未形成有效的烟气围挡,蓄烟空间,第二排烟口往往低于梁底,故与有效的烟气控制及排放相去甚远, 注定该排烟系统是不可靠的, 排烟口须设于有效蓄烟高度内, 这是控制烟气扩散的基本点。设计应设置固定挡烟垂壁, 其下端高度至少与排烟管底部齐平。挡烟垂壁应采用非燃材料制作, 如钢板, 夹丝玻璃、钢化玻璃等固定挡烟板或活动的挡烟垂壁(帘),当建筑物净空较低时,宜采用活动式挡烟垂壁(帘)。活动挡烟垂壁(帘)应由感烟控测器控制,或与排烟口联动,或受消控中心控制,同时应能就地手控,挡烟垂壁落下时,其下端距地面的高度应大于1.8m,以免影响人员疏散。当吊顶为非燃材料时,挡烟垂壁紧贴吊顶便可,而吊顶为格栅吊顶时, 则挡烟垂壁应穿过吊顶面并紧贴非燃烧体楼板或顶板,此外由规范理解,净空大于6m 的房间,不考虑采用防烟分区的手段。值得注意的是, 防烟分区的划定由暖通专业完成, 而具体施工要求须由建筑设计图纸体现, 同时建筑电器专业亦应予以配套,此环节往往出现设计脱节情况,故建议防火分区、防烟分区的划分均需在各相关专业图纸上均予以描述。
2.2.4 担负多个防烟分区排烟系统设计中风口开启问题
按《高规》8.4.2.2节规定,担负一个防烟分区的排烟量按每平米60m3/h来计算,担负两个或两个以上的防烟分区排烟时应按最大防烟分区面积每平米不小于120m3/h计算排烟量。一般对于担负多个防烟分区的系统,设计时每个防烟分区设置电动风口或设置电磁防火阀,有些同行在设计时按火灾时开启两个防烟分区风口考虑,即开启着火分区风口及相邻一个风口,而相邻一个风口究竟是哪一个难以把握,笔者认为对于担负多个防烟分区的排烟系统应按只开启一个防烟分区风口去考虑,因为未发生火灾的防烟分区根本没必要排烟,同时只开起一个防烟分区这样也是着火分区排烟量增加,更有利于疏散,减缓烟气蔓延。
2.2.5 防火阀问题
《建规》9.3.10节和《高规》8.5.3节均对通风和空气调节系统的送、排风管设置防火阀问题进行了规定,并且说明该阀的动作温度为70℃。这在一般系统中不存在问题,但在用于机械排烟,机械补风的排烟系统中就出现了矛盾。排烟系统一般在排烟风机入口设280℃的排烟防火阀,也就是说排烟系统的动作温度应为280℃,而送风系统的动作温度为70℃,可能出现的一种现象就是:火灾排烟时在某处温度超过70℃,70℃防火阀关闭,送风系统关闭,而排烟系统此时依然运行,这就不满足排烟时需要送风的规定。所以笔者认为在送风系统设置送风机房时,设置动作温度为70℃的防火阀,将防火阀设置于风机房内侧;对于送风系统未设置送风机房时,可考虑在排烟送风系统上的防火阀的动作温度为280℃。
结语
防排烟设计是建筑消防设计中较复杂的环节,也是建筑保护人员安全系统的重要一部分,一套科学合理的建筑防排烟系统,能够在火灾时发挥巨大的作用,为火宅时人员疏散提供宝贵的时间,目前防排烟系统的研究在不断地深入, 作为设计人员在充分掌握理解规范要求的同时,也应了解目前防排烟技术的发展情况,针对具体工程应仔细分析其客观特性, 检查规范符合性和设计细节诸多容易出现偏差或遗漏的问题, 实现安全可靠的设计目的。
参考文献:
[ 1 ] 赵国凌等. 防排烟工程[M ]. 天津科技翻译出版公司, 1991.
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[ 6 ] 陆耀庆.通风设计手册.北京:中国建筑工业出版社.2007
关键词:建筑自然排烟
Abstract: In this paper, through the construction of natural draft, briefly explained the application of the smoke control system in a natural draft.Key words: building natural draft
中图分类号:K826.1 文献标识码:A 文章编号:
一、建筑中防排烟系统的重要性
据火灾统计显示:火灾死亡人数中被烟熏死的人数占比例可高达78.9%,而被火烧死的人中,多数也是闲中毒窒息然后被火烧死,由此看来建筑中设置防排烟系统是非常重要的。一个设计优良的排烟系统,可以在火灾发生时排出80%的热量,从而是火灾温度大大降低,为人们的安全撤离赢取宝贵的时间。
根据计算得知,在发生火灾时,如果烟气的流动在没有任何阻挡时一分钟就可上升到几十层高的大楼,这远远超过了人的疏散速度。而楼梯间是烟气上升的主要空间,同时楼梯间也是人们安全疏散的主要通道。所以楼梯间的防排烟系统是极其重要的。防烟、排烟的主要目的是将火灾产生的大量有毒烟气及时有效地予以排除,并且阻止有毒气体像防烟分区以外扩散,并确保建筑物内人员的顺利疏散,为消防队员创造有利扑救条件,因此防排烟是进行安全疏散的必要手段。当今建筑主要用的防排烟系统有以下两种方式:自然排烟系统、机械排烟系统,下面将主要介绍一下自然排烟系统。
二、自然排烟系统
1、自然排烟式的简介
根据相关资料表明一些发达国家,在建筑的防烟楼梯间仍采用自然排烟式,因为自然排烟式是一种简易、经济的排烟方式。根据我国目前的经济发展水平和技术管理水平来看,自然排烟式是符合我国现今经济社会水平的一种简易的排烟方式。
自然排烟式:既可作为排烟设施也可作为防烟设施。自然排烟方式即是非机械排烟方式,它是把烟气通过一种自然的方式排放到室外的一种排烟方式,自然排烟方式主要依靠火灾形成的一种热流浮力和外界风力的原理工作的。其本质是实施内外的冷热气流形成对流运动。
自然排烟方式又可分为两种方式(1)在阳台或建筑的凹廊又或者是在外墙上安置外窗进行自然排烟。此方法适用范围极其广泛,另外,不需要专门的设备并且不耗费能源,非常环保节约与建筑物本身结合自然,并且美观。但其有明显的缺点,那就是易受自然界影响,尤其是受风向或是风速的影响较大,所以此排烟效果存在着不稳定因素。(2)竖井排烟方式俗称“烟囱”排烟。此方式所需投资的设备也非常简单,也是主要依靠自然的力量,不需要耗费能源。但是竖井排烟一般需占用较大空间,所以给设计的布置带来了很多的困难,适用范围相对来说非常的有限,且排烟效果不是很好,所以一般在建筑设计时鲜少被采用。
2、自然排烟式的形成条件
(1)是由风力引起的压力作用。(2)是由排烟口的高度差和室内外的温度差引起的浮力作用。这两个条件都可单独或同时形成自然排烟。所以建筑师在给建筑设计自然排烟系统时,必须考虑建筑物所在地的常年风向以及各季度平均的风力指数,根据风向、风力设置排烟窗口的最佳位置,以便在未来可能发生火灾时起到积极有效的作用。
3、自然排烟方式的优点和缺点
优点:(1)最显而易见的是在平时可当作通风换气的窗口。(2)自然排烟方式所需投入资金少,并且维护起来方便、费用低廉。(3)它不需要专门的排烟设施和外部动力,简单、易操作。
缺点:(1)由于易受风向、风速及周围温度等的影响,它的排烟效果不是非常稳定。(2)并且火灾过大是有可能通过排烟口蔓延到邻近的建筑物上,所以存在着一定的危险性。(3)对建筑物的防雨、隔音、美观等结构上有一些特殊的要求。
每一种排烟方式都有其必然的优点和缺点,这就要求设计师要具备优秀的资源配置能力,是自然排烟方式与其他排烟方式完美的配合起来,而这或多者共同工作,使建筑物的防排烟措施更加有效,从而使人民的生命财产安全得到有力的保障。
4、自然排烟方式的使用范围
自然排烟方式的使用范围相对来说非常广泛。一般适用于低于五十米的公共见诸和低于一百米的居住建筑,主要依靠防烟楼梯及其前室。此外,在高层建筑或进驻无高度超过32米的情况下自然排烟方式只能适用于部分区域。例如:有单面外窗口的走廊(长度要小于三十米),或是有两面外窗口的走廊(长度要小于六十米),在此时存放可燃物较多的房间或是居民需要停留的厅室(面积一般要超过100平方米)等。同时在建筑设计时对自然排烟口的面积一般也有一些规定,例如:(1)消防电梯间的前室、防烟楼梯间的前室外窗的面积不应小于3平米。(2)需要排烟的外窗的面积不应小于房间总面积的2%.(3)防烟楼梯间应每五层内外窗的面积之和不应小于2平米。(4)净高度小于十二米的中庭,他的外窗面积不应小于中厅面积的5%。
5、自然排烟系统与火灾自动报警系统的联动
自然排烟系统与火灾自动报警系统的联动,可以给予建筑物双重的保护。设计师们应按建筑物的实际情况,来科学合理的设置火灾自动报警系统,是火灾自动报警系统配合其他防火措施给予人们有力的保障。
三、自然排烟与机机械排烟系统
机械排烟方式有可细分为三种形式:(1)机械正压排烟式(2)机械负压排烟式(3)全面通风排烟式。
机械排烟是一般利用排烟机把有毒气体排放到室外。其根本作用是能及时有效的排除烟气。为人们的安全疏散争取宝贵的时间。
自然排烟是与机械排烟是各有利弊,其实,在当代各类建筑中防排烟系统的应用并不是单一的一种形式,而是运用多种方式进行有效的配置来进行防排烟。这种综合的防排烟访法得效果事实证明更有效。对建筑物和人民的生命财产安全起到了很好的保护。
总结:火,不仅为人们带来了光明与温暖,同时也为人类社会的进步和发展起到了巨大的促进作用。但是火又时刻存在着危险,当人们对火失去了控制,它又会给人类带来巨大的灾难甚至是灭亡,所以我们要合理的利用火,用科学的方法去抗御火灾。随着经济、科学技术水平的不断发展,在不久的将来防、排烟系统会更加完善。
参考文献:王汉青《通风工程》机械工业出版社2007
徐志胜、姜学鹏《防排烟工程》机械工业出版社2011
赵国岭《防排烟工程》1991
公安部消防局《建筑消防设施工程技术》新华出版社
《采暖与通风设计手册》中国建筑工业出版社1973
《火灾自动报警系统设计规范》中国计划出版社2000
《建筑设计防火规范》GB 50016-2006
1建筑防排烟系统设计常见问题
1.1自然排烟1.1.1自然排烟窗结构形式和设置位置不合理。部分建筑专业设计人员将排烟窗设计成不能正常开启的固定窗,或将窗上部做成固定窗,下部做成可开启的排烟窗,这都对排烟窗的排烟功能造成影响。另外,考虑到自然排烟效果,排烟窗应当尽可能设置在靠近墙的上部,然而根据相关建筑统计分析发现,大量建筑的排烟窗都安置在下部,离吊顶、吊板的位置较远,这也会对排烟功能造成影响。1.1.2自然排烟的可开启外窗设计不规范。根据相关规定,靠外墙的防烟楼梯间在五层范围内应该有不小于2m2的可开启外窗总面积,而且必须采用可开启的外窗窗子型式,避免使用防火窗、内窗、外门、固定窗等。然而在建筑消防审核中发现大量建筑对于排烟窗的型式和开启面积设计不规范。如某高37m、12层的二类商业建筑,该楼防烟楼梯间每层按照0.72m2的防烟面积设计外窗,虽然其开窗面积在规定范围内,但其采用的是不可开启的甲级防火窗,这对于自然排烟是非常不利的。改进中应当要求设计人员在楼梯间安置相应的机械加压送风设施,或是将固定窗改为开启窗。[2]1.2机械防烟1.2.1忽视对避难层独立机械加压送风系统的设置。部分设计人员对于避难层独立机械加压送风系统的设计考虑不周,另有部分人员将机械排烟系统设置在封闭避难层,这存在很大的安全隐患。当发生火灾时,人员在避难层的封闭空间里要保证不受到烟气的侵害,因此要在避难层设置独立的机械加压送风系统。如果避难层内设置的机械排烟系统,就会使避难层内部形成较大的负压值,会造成避难层空间内涌入大量燃烧烟气,这对于人员安全是非常不利的。如某高103m、地上28层、地下5层的五星级饭店,在相关的消防审核中发现该楼的避难层仅在前室和转换防烟楼梯间设置机械正压送风系统,未在封闭避难层设置独立的机械加压送风系统。1.2.2未合理设置加压送风机风量。部分设计人员误认为风机送风量越大越有较好的防烟效果,另有设计人员未按照正确送风量公式计算,随意设计送风量值,这不利于送风机的防烟效果。在送风机送风量计算中,应当考虑风道漏风系数,风量计算公式为:L=f(f*v*n),f是指前室防火门断面积,n是指着火时的开门数量,v是指门洞风速,通常设置在0.8~1.5m/s的范围内,L是指风量。当f、n一定是,如果单纯使L增大,便会使v增加,当v超过1.5m/s时,就会造成前室与走道间的疏散门难以开启,这会给人员疏散带来困难。如在一栋19层的一类高层综合建筑中,其设计人员直接将风机送风量按照规范设定值的两倍设计成44000m3/h,而根据实际公式计算只需要27500m3/h,另外考虑到竖井漏风系数为1.5,因此应当将设计值固定在33000m3/h,其设计值超过准确值的35%,这必然会引起疏散门开启困难。[3]1.2.3送风机风量计算中为考虑竖井漏风系数。根据相关消防规定,在进行通风机选择时,要及时掌握设备和放到的漏风量,通常风管漏风率应当控制在10%左右。在工程实践中发现,土建竖井的漏风率应当控制在20%以上。如果在加压送风机选择时忽视漏风系数的影响,在消防前室、防烟楼梯间前室等部位就不能获得充足的送风量。如某高层建筑在防烟楼梯间安装有机械加压送风机,其采用土建竖井作为竖风道,设计风机送风量为43800m3/h,而如果考虑竖井漏风率20%,其防烟楼梯间所拥有的送风量只有39818m3/h,不符合防烟楼梯间的送风要求。1.3机械排烟1.3.1排烟口设置不符合烟气流动规律。通常情况下排烟口应当设置在靠墙的顶棚或上部,而部分工程项目在排烟口设置中没有严格掌控安装位置,经常将其设置在墙下部,这在发生火灾时排烟系统很难完成有效地排烟。另外,如果排烟口安装位置不当导致的排烟与人员疏散方向一致时更会造成更加恶劣的后果。1.3.2未对排烟设施位置进行严格设计。根据相关消防规定,缺乏直接自然通风、长度距离超过20m的走廊和存在自然通风、但长度距离超过60m的走廊内要设置相应的机械排烟系统。而部分设计人员严重忽视此消防技术规范。如某17层建筑工程,1层为仓库用房,2层为农贸市场,3、4层为大型超市,5~7层为办公用楼,8~17层为居住区,属于一类高层综合建筑,该楼设计人员却忽视对超市、办公走廊和超过100m2的房间内的机械排烟系统的安装,这给楼层的消防安全埋下严重隐患。1.3.3排烟量不符合排烟要求。排烟量不符合要求的重要表现就是排烟量小,甚至部分排烟设施无法起到排烟作用。引起此种问题的原因主要是部分工程未按照有关要求选用双速风机,还有部分建筑单位选用了功率较小的风机,因此导致风机排风量小、风速较慢。
2结束语
建筑防排烟系统的设计是建筑工程设计中的重要组成部分,其直接关系到建筑工程的安全使用和消防质量。因此,设计人员应当根据防排烟系统设计相关规范,针对设计中经常出现的问题采取恰当处理措施,以不断提高防排烟系统设计的经济性、合理性和安全性。
作者:张国威 单位:深圳机械院建筑设计有限公司
关键词:烟雾控制 防排烟 火灾模型 清晰高度 排烟量 系统 1 引言
上海科技馆工程位于开发中的浦东世纪广场南侧,以"天地、生命、智慧、创造、未来"为主题,充分反映"人、科技、自然"三者关系,寓教娱乐为一体,是具科普教育、旅游休闲、科技交流等功能的新型科技中心。
主体建筑面积约88000m2,呈半圆弧螺旋上升状,总高度从12m逐渐上升至48m,地下一层、地上四层。
科技馆内分布有展示厅、博物馆、活动场所等区域。由于这些场所往往是面积大高度高,甚至有些空间连成一体,给消防防排烟设计带来极大的困难。防火分区防烟分区面积的划分、防排烟系统的确定、烟气控制的分析等一系列问题需要解决。
图1 总平面
2 防火、防烟分区的划分
有效可靠的消防防排烟控制系统对于人身安全和财产十分重要。有效的消防设施通过对着火区域的烟雾控制,使人们赢得更多时间在火灾中撤离,同时为人们安全撤出建筑物提供清晰的可见层,为专业消防人员的进入及配合来火提供方便。由于建筑的特点,展示和活动场所、公共聚集区是一个巨大的连通空间不易分割,因此烟雾往往能够散布整个空间,从火层升起的烟雾会散布在高层空间,这时可通过有效的防烟措施,限制烟雾在高层空间的传播,也可将设计的消防排烟量和烟雾产生量大致相当,那么在人们头顶上方就能保持一个一定高度无烟的清晰可见层。
设计当时我国消防规范及消防防排烟控制理论相对滞后,不能完全适应科技馆工程,主要表现为防火分区、防烟分区分割较小,缺乏成熟的消防防排烟理论,过小的分区划分会导致消防排烟系统的繁杂,同时也无法满足布展的需要。为此在设计中结合工程的实际,参照国外的有关规范,并取得上海消防局的支持和指导,为消防防排烟设计提供了充分的设计依据。从目前来看设计和已颁布的民用建筑防排烟技术规程基本一致。
关键词:防排烟系统;民用建筑
防排烟系统设施是高层民用建筑保障人民生命财产安全不可缺少的消防安全设施,但由于我国尚未出台关于防排烟系统方面的设计、施工和验收规范或标准,暖通设计人员主要依据《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑设计防火规范》(GB 50016―2006)中关于防排烟系统的相关规定进行设计。部分设计、施工人员对防排烟设施的结构、作用、性能缺乏了解,对国家规范标准理解不够透彻,往往导致在设计、施工中出现防排烟系统设施配置被忽略或有配置而功能不全等现象。
1 防排烟系统存在的主要问题
防排烟系统主要包括防烟楼梯间及前室、消防电梯前室、合用前室、避难层(间)等场所设置的防烟设施;一定规模的厂房、仓库、歌舞娱乐放映游艺场所、地下室、内走道、中庭、无窗或设有固定窗房间等部位设置的排烟设施,防烟分区之间的挡烟垂壁等。笔者在参与工程验收时发现建成工程中的防排烟系统往往存在如下问题:
1.1自然排烟设施达不到排烟要求
自然排烟是一种经济、简单、易操作、维护管理方便的排烟方式,但由于部分工程在设计、施工过程中不按规范要求进行,往往导致工程竣工后,自然排烟设施达不到或不具备排烟作用,主要存在以下几个方面:
(1)自然排烟窗的位置设置不当。从自然排烟效果考虑,排烟窗应尽量靠近墙的上部设置,目前有相当数量的自然排烟窗不是设置在墙的上部,而是下部,距顶板、吊顶的距离较大,不利于自然排烟。
(2)自然排烟窗的开窗面积达不到规范要求。《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑设计防火规范》(GB 50016―2006)对采用自然排烟部位的开窗面积均有明确规定,但由于部分设计人员未按规范要求进行认真计算,或将固定窗的面积计算在排烟窗面积之内,导致部分工程自然排烟开窗面积达不到规范要求,直接影响排烟效果。
(3)自然排烟窗的结构形式不合理。有的把排烟窗做成不可开启的固定窗,有的将窗的上部做成固定窗,把可开启的排烟窗设在窗的下部,严重影响排烟功能和效果。
(4)安装高度较高的排烟窗缺少便于于开启的操作机构。按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95第8.2.4条、《建筑设计防火规范》(GB 50016―2006)第9.2.4条要求,排烟窗应有便于开启的装置,但有些安装高度较高,开启困难的排烟窗均未安装开启操作装置,不利火灾情况下排烟窗的开启。
1.2机械防烟设施达不到防烟要求
送风道界面尺寸过小,送风口尺寸、正压送风系统余压值达不到规范要求的现象在工程中相当普遍,往往出现送风口实际送风量严重不足,部分正压送风系统最不利点开启门洞处风速近似于零等现象,造成这种现象的原因比较复杂,主要有以下几个方面:
(1)风机选型不当。按规范要求,防烟楼梯间及前室、消防电梯间前室及合用前室的机械加压送风量,应由计算确定,当计算值和规范规定的值不一致时,应按两者中较大值确定。而有的设计者往往不经过计算直接按规范给定的值确定,导致选用的风机风量、风压偏小,不能满足要求;
(2)送风道阻力过大,风压损失严重。在实际工程验收时,往往发现送风口的尺寸、以及选用的风机风量和风压能够满足规范要求,但实测其送风口风速却很小;离风机较近的送风口风速偏大、较远送风口无风等现象,难以满足产生余压和门洞风速的要求。究其原因是由于风管竖井施工质量差,漏风严重。有相当多的工程因送风道尺寸偏小、施工中混凝土风道内壁未作处理,管道连接不严实,常闭风口关闭不严密,漏风十分严重,导致送风口的风速、风量达不到规范要求。
(3)正压送风系统与自然排烟设施重复设置。对于建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑,按《高规》要求,宜设置机械加压送风系统,有的工程在上述部位同时又采用了自然排烟,导致火灾情况下,机械加压送风系统与自然排烟窗同时开启时,防烟楼梯间难以形成正压,不能满足防烟楼梯间余压的要求,达不到防烟效果。
(4)合用正压送风系统未设计压差调节装置。按《高规》GB50045-95第8.3.6条要求,机械加压送风的防烟楼梯间和合用前室,宜分别独立设置送风系统,当必须共用一个系统时,应在通向合用前室的支风管上设置压差自动调节装置。目前很多设计的合用正压送风系统没有设计压差调节装置,无法形成楼梯间的余压值高于前室。
(5)送风口设置不符合要求。有的竖向防排烟系统的送风口采用固定百叶窗式常开风口,风口规格尺寸基本一致,造成各层送风口的风量风速严重不平衡,离风机较远的送风口的风量不足,甚至末端的送风口的风速、风量接近于零。
(6)送风机进风口位置设置不当。有的工程中把送风机设在地下室中,其风机的进风口直接从地下室取风,致使地下室内造成严重负压,同时送风量严重不足。
(7)应设机械防烟设施的部位未按规范要求设置。带裙房的高层民用建筑防烟楼梯间及前室,消防电梯间前室或合用前室,当裙房以上部分利用可开启外窗进行自然排烟,裙房部分不具备自然排烟条件时,其前室或合用前室未按规范要求设置正压送风系统。
1.3机械排烟设施达不到排烟要求
(1)排烟量达不到规范要求。在验收中往往发现排烟系统在最不利点排烟口风量、排烟口的风速甚至接近于零,有的设计采用通风与机械排烟合用系统,但施工中未按设计要求选用双速风机;有的建设单位不按设计的风机型号订货,购买功率规格较小的风机,导致风机风量严重不足。有的施工单位甚至取消了竖井连接吊顶风口的风管,利用吊顶闷顶空间代替风管,也往往造成风管风口风速接近于零。
(2)排烟口的布置不符合烟气流动规律。排烟口应尽量是指在顶棚上或靠近墙的上部设置,目前有相当数量的排烟口不是设置在墙的上部,而是下部,距顶板、吊顶的距离较大,不利于排烟。有的排烟口位置设置不当,致使烟气与人员疏散方向相同,甚至有的将排烟口设置在安全出口的正上方或跨过安全出口,不仅不利于排烟反而把烟气引向安全出口。
(3)走道内的排烟口选型不正确。按照烟气的流动规律,走道内的排烟口应该设置在顶棚上,并选用条缝全宽型排烟口,这样有利于有效排烟。
(4)应设机械排烟设施的部位未按规范要求设置。超过20米无自然排烟的内走道,有的设计人员因与其相连的防烟楼梯间前室有自然排烟,认为其具备自然排烟的条件,未按规范要求设置机械排烟设施。
(5)排烟风机应与排烟口实现联动。排烟机与排烟口应设有连锁装置,当任何一个排烟口开启时,排烟机能自动启动,即一经报警,确认发生火灾时,手动打开排烟口或者消防控制室遥控开起排烟口,则排烟机立即投入运行,同时能立即关闭着火区的通风空调系统,使非着火区保持正压,以减少烟气的蔓延扩散。
1.4防排烟风机的配电不符合规范要求
(1)风机的供配电达不到高层民用建筑负荷级别要求。有的供电线路不是接自消防电源,而是接至楼层照明配电箱,有的设计采用单回路配电线路,有的设计未设末端电源自动切换装置,均达不到一、二级供电负荷要求的专用双回路,设末端自动切换装置的规定。
(2)配电线路的敷设安装不符合要求。有的防排烟风机的配电线路穿PVC塑料管,有的穿金属管未进行防火保护,不符合配电线路明敷时的防火性能要求。
1.5防烟分区不按规范要求设置挡烟设施
有相当一部分工程,尤其是大型商场设置机械排烟的部位未按规范要求在吊顶下设置挡烟垂壁,有的地下室虽然采用建筑的梁作挡烟设施,但排烟系统的排烟口未按规范要求设在顶棚或靠近顶棚的墙面上,而是设在梁的下面,造成排烟分区的划分形同虚设。
2 造成上述诸多问题的主要原因
2.1防排烟系统没有得到足够的重视
建筑工程项目中的防排烟设施,是防止火灾和在火灾发生时减少人们生命财产损失的重要保障系统,是消防工程系统不可缺少的一个重要组成部分,但人们在进行工程设计和施工时,往往忽视它的重要性和必要性,把它看成是可有可无的东西了,这种意识和现象,本身就是消防工作的一大隐患。
2.2设计把关不严,存在不按规范设计配置的问题
有的建筑物虽然设计有排烟送风系统,但却与通风、空调系统混在一起,认为在暖通图纸上的防排烟系统,属于空调系统专业,不是消防系统,只有防排烟的联动部分,才属于消防系统。这样没有把防排烟系统区分成独立的系统,也没有单独绘制施工图,这也是造成防排烟系统被重视程度不够,从而出现先天隐患。
2.3施工把关不严
防排烟设施是建筑自动消防设施的一个重要组成部分,按规定其施工应由消防设施施工单位承担,但目前很多项目的防排烟设施施工均是由空调专业施工单位负责安装。很多建筑工程施工中,防排烟、送排风系统往往交给不具备消防施工资质的空调工程公司或一般安装公司承包施工,超范围承包防排烟系统的安装施工,其技术人员往往并不通晓消防自动控制系统功能原理和施工要求。这样的施工,往往漏洞很多,很难保证质量。
3 解决上述问题的方法及对策
针对上述问题及原因,有必要从以下几个方面着手,使之真正发挥应有的防火减灾作用。
3.1从功能划分上重视防排烟系统
在功能上,把它当作一个独立的消防系统,强调防排烟设施的重要性,与“自动报警系统”、“水灭火系统”、“气体灭火系统”等平行分列在一起。所谓消防“防排烟系统”,就是一个包括排烟风机、送风风机、风管或风井、各种排烟防火阀门、风口以及联动系统等设施,直接受消防中心控制的,具有独特功能的,与生活通风、空调系统完全分开的独立系统。只有这样,把它当作一个“系统”提出来,才能促进人们在消防工程实践中,重视它、完善它,而不至于把它忽略。
3.2从设计环节着手,把防排烟系统与生活空调系统分开来设计
在每一个建筑工程项目中,按国家规范要求进行防排烟系统设计,并且把它从“暖通”图中分离出来,单独制图,冠以“消防防排烟”施工图图名。就像火灾报警系统的“电消”图、水灭火系统的“水消”图、气体灭火系统的“气消”图一样,没有人对它的消防工程属性产生丝毫怀疑,明确知道这就是消防工程施工图内容范围。
3.3从施工监督管理方面抓落实
首先,消防监督部门加强工程设计审核、施工监督检查、竣工验收中防排烟系统的监督。再就是明确划定建筑工程项目中的防排烟系统设施,属于消防工程内容范围,必须由具有消防工程施工资质的工程公司来安装施工。只有这样,才能保证防排烟系统的设计和安装施工落到实处,保证每个建筑项目的防排烟系统设施配置齐全,功能完善,真正起到防火减灾的作用。
3.4加强对防排烟设施设计施工人员的业务指导和培训工作
消防部门应向重视消防报警与电气、固定(自动)灭火设施专业设计施工人员一样,重视对防排烟设施设计、施工人员业务指导和培训工作。
4 结束语
由于设置问题导致加压送风设备所需要的余压不足,因而无法有效排除建筑内部的烟尘。在实际的工程中由于排烟口风量、送风口风量以及余压值无法达到规范要求,甚至有些地方的风速近乎为零,因而影响了排烟效果,造成这类问题的因素主要有以下几点:
1风机型号不匹配。依照防排烟设计施工规范,在不同的区域设置的机械加压送风设备应当依照实际需要送风量进行选型,而实际送风量应当通过计算确定,若规范要求同计算结果不一致,那么以较大值要求确定。但是在实际的设计施工中,很多设计会直接依照规范规定值选择风机,因而造成送风量不足,无法满足建筑实际排烟需求;甚至有些建设单位为了节省建筑成本,直接选择小规格风机,使得实际风量严重不足。
2排烟系统的重复设置。这里主要指在同一部位即设置了自然排烟系统又设置了机械排烟系统。《高规》中明确要求居住建筑高度超过100m以及一类公共建筑超过50m的应当设置机械排烟系统,但是有些工程依照该要求在同一部位不但设置了自然排烟系统,还设置了机械排烟系统,这就导致火灾发生后,两种排烟系统共同开启,反而影响了排烟效果。
3没有压差调节装置控制合用送风系统。在规范性要求中对建筑有明确要求,合用前室以及防烟楼梯间应当分别设置送风系统,但是有些特殊情况下会共用一个系统。这时应当在合同前室的风管支管上设置压差调节设备以此保证火灾发生后开启机械加压设备能够在楼梯间和前室之间形成适当的压差,若不设置压差调节装置,就无法令楼梯间风压大于前室。
4挡烟设施不规范。在防烟分区之间应当适当设置挡烟设施。但是很多工程,尤其在大型商场中,为了建筑内部的美观,没有依照规范要求设置必要的挡烟结构,即在吊顶下没有按照要求设置挡烟垂壁。虽然在一些建筑的地下室中利用建筑梁,设置了挡烟结构,但由于排烟口没有依照要求设置,即没有在靠近顶棚墙面以及顶棚处设置排烟口,而是将排烟口设置在梁下,从而影响排烟效果。
5风管竖井施工质量差,漏风严重。有相当多的工程因通风竖井不抹灰、管道连接不严实,常闭风口关闭不严密,漏风十分严重,导致送风口、排烟口的风速、风量达不到规范要求,有的施工单位甚至取消了竖井连接吊顶风口的风管,利用吊顶闷顶空间代替风管,也往往造成风管风口风速接近于零。同时有的将排烟系统的风机排烟口设在室内,致使火灾情况下烟从室内排到室内,不仅失去了排烟作用,而且还可能造成火灾的蔓延扩大。
二、配电不规范
1风机的供配电达不到高层民用建筑负荷级别要求。有的供电线路不是接自消防电源,而是接至楼层照明配电箱,有的设计采用单回路配电线路,有的设计未设末端电源自动切换装置,均达不到一、二级供电负荷要求的专用双回路,设末端自动切换装置的规定。
2明敷配电线路的安装不符合要求。有的防排烟风机的配电线路穿PVC塑料管,有的穿金属管未涂刷防火涂料,不符合穿管的防火性能要求。
三、未依照规范要求设置机械防烟设备
1带裙房的高层民用建筑防烟楼梯间及前室,消防电梯间前室或合用前室,当裙房以上部分利用可开启外窗进行自然排烟,裙房部分不具备自然排烟条件时,其前室或合用前室未按规范要求设置正压送风系统。
2超过20m无自然排烟的内走道,有的设计人员因与其相连的防烟楼梯间前室有自然排烟,认为其具备自然排烟的条件,未按规范要求设置机械排烟设施。
四、对策
针对上述问题,可以从以下几方面予以解决,从而提高高层民用建筑防排烟效果。首先应当对设计施工人员进行定期的业务工作培训。消防部门对灭火施设计以及消防警报、电气等设计施工人员的技术培训工作相当重视,但是对建筑防排烟系统的设计施工人员的培训工作却不够重视,因此应当加强这方面工作人员的培训,以提高建筑防排烟系统设计施工质量。其次,由消防设施施工单位进行防排烟系统的设计施工,由于建筑防排烟系统属于消防系统,因此应当落实规范制度,由消防设施施工单位进行设计施工。最后加强防排烟设施的设计审查,有消防部门审查施工图,重点对自然排烟窗的规范性以及风机的选型、送风口、防烟分区等部位进行严格监督,及时发现问题,并加以整改,从而提高高层民用建筑的消防排烟设施的排烟效果。
关键词:排烟系统;高层建筑;改进
中图分类号:TU208文献标识码: A
引言
防排烟系统具备了控制建筑火灾烟气流动走向的能力。它在整个建筑工程的消防工作中具备了重要的作用(比如在发生火灾时,通过防排烟系统可以及时对现场人员进行疏散,同时也方便后期消防救援工作的展开)。在整个建筑工程中,防排烟系统需要在很多位置上进行设置,以此来保证消防工作的展开以及建筑内人员的安全。因此,防排烟系统的设置不但对于高层建筑工程具备了重大的意义,而且为人们的生命财产设置了一道有力保障。
一、建筑防排烟的含义
随着建筑功能的多样化发展,为了保证建筑的安全性,在消防设计水平方面要不断的提升,减少因为火灾而带来的损失。在建筑消防设计环节中,防排烟是重要的组成部分,在发生火灾时,不仅要注意将烟气控制在一定的区域内,同时还要将烟气快速排出,因火灾时产生的烟气具有高温、有毒、可见度低等特点,如果扩散到消防疏散通道,将会对人体造成极大的伤害,不利于人员救援工作的开展及人员的疏散。所以防排烟系统设计可以将烟气控制在特定的区域内并及时排出,防止烟气扩散,为火灾的救援工作创造有利的条件。建筑防排烟系统的设计与建筑设计风格和使用功能有很大的关联,所以在防排烟系统设计中,要熟练掌握建筑的全部要素,合理设计防排烟系统,保证建筑的消防安全。
二、高层建筑烟气控制现状
1、防排烟系统失效
一般情况下,防排烟系统的使用是在火灾发生时进行的。在日常工作中,防排烟系统除了进行定期的例行检查之外,几乎是不怎么运行的。防排烟系统因为长期处于闲置的状态以及一些人为所造成的因素,将直接导致系统失效的现象出现。就防排烟系统本身来说,由于设备制造的局限性,防排烟阀门很容易出现熔片脱落的情况,再加上长时间的搁置,以及相关人员对其维护的不到位,将导致防排烟控制系统无法响应或者传动机构出现锈蚀而无法开启等现象发生。如果没有及时的发现这些问题,那么在火灾降临时,其运行就会出现故障,系统不仅无法对烟气进行有效的控制,不能达到疏散人员的效果,严重的话还会出现烟火蔓延整个系统风道的现象。
2、系统风压达不到要求
(1)设计原因
对于高层建筑而言,大气压力和空气密度相对于地面而言要低一些。因此,首先必须进行风道阻力的计算,从而来确定加压送风及排烟系统风压。在确定风压后才能进行相关的风机设计选型工作。但在目前实际的高层建筑工程中,经常会出现未对风压进行详细的计算确认,就进行风机的选型工作。因而,错误的设计就造成了正压送风越到底层或排烟系统越到末端时,风压不足甚至为零,导致加压部位无法保持正压要求,排烟部位无法正常排除烟气。
(2)施工原因
就目前的情况来看,高层建筑工程中的防排烟系统主要存在以下几个问题:一是在进行铁皮风管直角弯头的制作时,没有加入导流叶片,这将直接导致风管与风机在连接过程中会因为空间窄小,风管在变径时出现突然缩小或突然扩大的现象。这样的现象将会加大风管系统的阻力,从而降低风机的效率;二是金属风道与土建风道相接处,封堵不严密,系统漏风量加大,进而无法保证风机的加压送风及排烟能力。三是在土建风道的施工上,没有对其内壁进行抹灰工作,这将直接造成风道内表面粗糙的系数变大。根据摩擦原理,这将加大系统阻力,从而降低风机效率。
三、高层建筑排烟系统的改进措施
1、做好排烟系统设计
就高层建筑而言,应该将人们的生活空调系统与防排烟系统彻底的划分开来,同时必须根据各自自身的突出性优势,来进行相应的设计。另外,为了保证高层建筑工程的第一个环节,且最为重要的一个环节不出差错。在项目设计的实施过程当中,必须严格的按照国家的相关规定来执行。
2、建立独立系统
通过正确的设计后,防排烟系统的设计人员应当充分考虑防排烟系统的独立性,依照国家规范进行严格的控制,将系统从暖通设计图中独立出来,进行严格的细化制图工作。细化制图的完成,能够让工程人员在施工过程中能够通过细化的防排烟系统图来进行实施、操作。不但保证了质量,且有效的提高了效率。
作为消防系统的重要组成,防排烟系统应当是一个独立系统,直接由消防控制中心进行管理,其结构及功能具有独特性。在结构上,系统由风管、排风送风设备、风井、各种阀门及联动系统构成。在功能上,应当将通风空调系统和防排烟系统完全分离,应当作为独立系统设计、施工及使用,其在消防系统中应当同自动报警、水灭火以及气体灭火具有同等地位,几大系统在设置上应当处于平行地位,并列设置。
3、排烟口布置
(1)尺寸以及位置
机械排烟效果是否良好大多是由排烟口的位置以及尺寸决定的,标准的尺寸能够加速排烟,而位置设置的合理则会决定排烟效果能否达到设计预计效果。大面积房间中排烟口的设置应当分散,并且数量尽可能多些。为了保证排烟口同房间各个水平点的距离一致,使得最远处烟气可以被排烟口吸入,应当保证排烟口距离最远处水平距离小于 30m,并且排烟口禁止安装在疏散出口附近。各个形状的排烟口中,条缝形的是最有利于排烟的,而矩形排烟口在排烟效果上不利于通道两侧排烟。并且需要注意,排烟方向应当同人员疏散方向相背。
(2)送风、排烟之间的配合
公共建筑中排烟口以及补风口多设置在吊顶上,并且排烟方式和送风方式都采用联动控制。据分析,此种设计虽然效率较高,但是存在不可忽视的缺陷,在排烟效果上较差,由于吊顶送风口的作用,聚集在上部的烟气会被送风系统吹至下部,不仅影响人员的正常疏散,同时不利于排烟系统的正常排烟。因此,在设计送风系统时,应尽量将送风口设计在房间下部,当建筑自身条件无法实现,送风口只能设置于吊顶上时,应尽量降低送风口送风风速,以降低送风口对烟气的扰动作用。
4、全面落实监督管理工作和维护保养工作
首先,消防监督部门在消防设计审核、备案和竣工验收、备案中,必须对防排烟系统工程的设计进行严格的审核把关,从源头上防止隐患的产生。其次,审图公司、消防设施检测公司作为第三方,在审图和检测过程中要加强对防排烟系统审查和检测,确保质量符合要求;另外,投入使用后业主或物业管理单位要把防排烟系统与其它自动消防设施一并委托具有资质的维保公司进行定期检测和维护保养,存在问题应组织及时修复,确保设施随时完好有效。
结束语
高层建筑防排烟工程的质量对建筑的安全使用性能有着重要影响,直接关系到人民生命财产的安全。对于工程中可能存在的问题,只要从设计、施工和管理各方面严格控制,就能有效防止安全隐患的发生,保证建筑的正常使用功能。
参考文献
[1]刘磊.防排烟系统设计施工中的问题分析及应对措施[J].黄石理工学院学报,2012,04:21-24.
关键词:建筑;防排烟系统;防火;常见问题
中图分类号:TU2文献标识码: A
1.概述
随着经济建设的不断推进和土地集约化使用程度的不断提升,在建筑领域里,高层和超高层建筑已经屡见不鲜,在这其中,如何做好相应的防火措施,已经是一个重要的课题,在此,做好建筑防排烟系统,为整体消防安全打下一定的基础是一项十分必要的工作,因为无论是住宅用还是商务用高层建筑,在装修和装潢中都会大量使用到易燃的装修材料,一旦这些材料发生火情,势必会产生大量浓烟,这些浓烟自身含有多种对人体有害的气体,一旦排放不彻底,将首先对人体造成伤害,一套完整的建筑防排烟系统,可以有效的缓解气体排放的情况,在一定程度上减轻火情初期对人体造成的损伤。
2.建筑火灾影响烟气流动的因素
在建筑发生火灾时,周围气体受到气压和空气密闭等因素的影响,状态极度不稳定,从而导致材料因未完全燃烧而产生的大量有毒有害气体迅速无规律扩散和流动,而且一旦建筑物在相对密闭情况下出现火情之后,烟气体会根据气体温度的不断升高而出现膨胀现象,且由于发生火灾的时候密闭建筑物与外界的温差较大,在与外界出现气体瞬间流动时,受到内外压差的作用,其速度可以在瞬间达到0.8m左右,另外,室外的风向和风速也会对建筑物内的烟气体的流动有一定的影响。由此可见,建筑物,特别是高层及超高层建筑物,如果不做好防排烟系统的话,一旦发生火情将难以在初期对火险进行有效控制,甚至容易出现控制不当造成的人为助燃情况出现。
3.建筑工程防排烟系统设计常见问题
3.1 防、排烟风机的设置
3.1.1 多层建筑防、排烟系统的设置
在多层建筑中,防、排烟系统的设计是最容易被忽视的,《建筑设计防火规范》,在规范中强调建筑物在有条件时应尽可能采用自然排烟方式进行烟控设计,并对自然排烟口的最小净面积做了规定,但在设计中往往只会考虑是否有可开启外窗,而忽略了开窗面积;或者是考虑了开窗面积,但是开窗面积不满足要求,却因为各种因素而粗略认为是可以满足自然排烟条件的,这些种种都会对整个防、排烟系统的设计造成了影响。
3.1.2 高层建筑防、排烟系统的设置
对于高层建筑,国家出台了《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》),在规范中虽然明确规定了高层民用建筑必须进行一定的消防安全设计,尤其是增设防、排烟风机等强制性消防设施,但是受利益最大化的趋势,许多高层民用建筑在设计初期的图纸上都有明显的防排烟风机的规划,一旦消防规划过关,在实际施工过程中要么减少防烟排风机的安装数量,要么对土建竖井的建设采取简化措施。为了达到消防标准,建筑建设方和施工单位都采取增大防、排烟风机功率的措施,以期望达到消防标准,但是由于对防烟排风机的验收并不能像其它设备一样进行压力和密闭测试,从而导致容易在这个环节出现纰漏。然而,通过一些实际火灾的调查分析显示,对于火灾烟情而言,防烟风机的送风量并不是和自身功率挂钩的,而且,缓解烟情的时候,即便是功率再大的送风,忽视了漏风率的话,也不一定能瞬间缓解当时环境中的风情压力。因此,这样安装的防烟风机对火险的处理能起到的作用有限。
3.2 强制性规范并不完全符合实际情况
由于规范本身也是参照国外的一些已实施的成型的规范和标准制定和沿用的,其中的一些数据并不是根据我国实际国情而处理的,而且,即便是一些数据跟我们的实际情况类似,但是受到环境、气候等外力因素的影响,最终的效果也并不完全一致。
3.3 防火阀与排烟阀的设置问题
3.3.1 排烟风机入口未设排烟防火阀。
虽然《高规》8.4.7条规定:“排烟风机可采用离心风机或采用排烟轴流风机,并应在其机房人口处设有当烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀”,然而在设置局部排烟系统时,排烟风机未设在机房内,而设在屋顶(露天布置)或走道的外墙上或直接设在要求排烟的房间,有些设计人员认为这样排烟风机直接将烟气排出了建筑外,不存在排出烟火引起烟火蔓延的问题,因此就没有在排烟风机入口管上设置排烟防火阀(280℃自动关闭)。
3.3.2 管道穿越防火分隔处必须防火阀。
穿越防火分区的情况有两种:排烟风机和排烟口不在一个防火分区,管道在穿越防火分区处设置防火阀;竖向管道穿越防火分区时,在各防火分区水平支管与垂直风管的连接处设置防火阀以防止火灾时高温烟气传输,引起火灾蔓延扩大。《高规》和《建规》原则上都不提倡管道穿越防火分隔处,如果非要穿越防火分隔处则一定要设置280℃自熔防火阀。
4.建筑工程防排烟系统管控对策
4.1 严格施工工艺标准
建筑防排烟系统,是在关键时刻能挽救人民群众的建筑应急必备设备,建筑建设单位、设计单位和施工单位必须高度重视工程的施工,从图纸到实际安装,所有环节必须严格按照相关的工艺标准进行施工,任何人、任何单位不得以任何理由对其进行简化,施工监理单位要把防排烟系统的施工、验收工作作为整体建筑工程监理的一个重要任务来对待。与此同时,建设单位也要加强对防排烟机自身质量的管控,确保机器自身质量安全、合格、有效。
5.结束语
建筑防排烟系统的设计,不仅仅是关乎于建筑自身的使用问题,而是关乎于人民群众人身安全的大事,无论是建筑单位还是施工单位,都要提起高度的重视,安全、合格的防排烟系统,是高质量民生工程的坚实保障。
参考文献:
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关键词:地铁车站;防排烟;地铁设计规范;防烟分区
Abstract: this paper expounds the importance of the subway station smoke control system, smoke control and extraction design for subway in common problems are discussed.
Key words: subway station; Smoke; Metro design code; Smoke partitions
中图分类号:U231.4文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
地铁做为现代运输工具,具有运行速度快,运送能力大,准点,安全,对地面无太大影响,不存在人车混流现象,没有复杂的交通组织等因素,为了解决城市拥堵现象,各大中型城市都在加快修建地铁。而相对于地面建筑而言,地铁车站空间比较密闭,空间狭小,人员密度大,出入车站人员比较繁多,且还兼顾过街通道的功能,一旦发生火灾极易造成严重后果。而在建筑火灾中,烟气和高温时发生严重伤亡事故的主要原因。据美国有关资料估计,属于烧伤死亡的为26%,由于窒息,吸入烟气、一氧化碳中毒死亡的占62.4%,其他原因死亡的占11.6%。因此,地铁防排烟系统的功能必须齐全完备,性能必须安全可靠。
1、地铁车站公共区的防排烟系统
1.1地铁车站公共区的防排烟分区的划分
地铁车站一般由站厅层、站台层组成。从使用功能上划分为公共区和设备管理用房区,通过2~4个出入口与地面相联系。车站一般可分为5个防火分区,其中站厅、站台公共区划分为一个防火分区,车站两端的设备管理用房各划分为一个防火分区,两端的环控机房各划分为一个防火分区。
《地铁设计规范》第19.1.37条规定:“每个防烟分区的建筑面积不宜超过750m2……”。根据条文说明,该“规定是参照日本防火法规和我国《高层民用建筑设计防火规范》的规定制定的。但考虑到地铁的站厅或站台的使用面积为1500m2左右,为使一个站厅或站台划分为两个防烟分区,故将每个防烟分区的建筑面积定位不宜超过750m2。”
《城市轨道交通技术规范》第8.4.17条规定:“地下车站站厅站台公共区和设备管理用房应划分防烟分区,且防烟分区不应跨越防火分区。站厅、站台公共区每个防烟分区的建筑面积不应超过2000m2,设备管理用房每个防烟分区的建筑面积不应超过750m2。”
地下车站的站厅、站台的面积一般分别不超过2000m2,因此在划分防烟分区时,划分站厅、站台各为一个防烟分区,相对于划分为4个防烟分区而言,排烟的控制模式简化,减少了相应的故障发生点。
由于地铁车站的特殊性,在划分防烟分区时,将站台公共区划分为独立的防烟分区,但由于列车在区间隧道内着火时,应尽可能将列车驶至车站,让乘客撤离。若列车着火,需靠停在车站站台层,此时,仍按照一个火灾区域设计排烟系统的运行,开启隧道风机进行排烟,则由于烟气温度高,会随人员疏散蔓延至站台,乃至影响到整个车站。此时,就应该执行站台层的排烟模式,避免烟气的蔓延。所以,在划分防烟分区时就显得比较麻烦。一般站台层为一个防烟分区时不考虑列车在区间发生火灾的情况是可行的,但作为地铁的运行是全线的,因此就应考虑将站台和车站轨行区划分为一个防烟分区。但由于车站和车站轨行区之间有屏蔽门或梁做为挡烟垂壁,因此在计算排烟量时可分开计算考虑。
1.2出入口通道的防排烟系统
1.2.1出入口通道的计算长度
《地铁设计规范》第19.1.34条规定,对于连续长度大于60m的出入口通道应设置机械防排烟设施。但规范及条文说明并没有对出入口通道的长度的计算做出具体的规定,目前设计人员对此理解不尽相同,做法个不相同。常见的有以下几种做法,第一种做法是按照站厅至楼扶梯底部第一个踏步的长度进行计算,第二种做法是按照站厅至通道地面开口开始部位的长度进行计算。
对于规定连续长度大于60m的出入口通道应设机械防排烟设施的原因,并未见有关的权威解释说明,结合对超过20m长度的内走道的防排烟设施的规定解释,应该是主要考虑人员的疏散距离。《建筑防火设计规范》在条文说明中指出,排烟口至该防烟分区最远点的水平距离如超过30m,将可能使烟气过于冷却而于烟气底层的空气混合在一起影响排烟效果,进而无法确保人员的安全疏散。由于出入口通道分别连接着站厅层和出地面,出地面部分可以认为有自然通风,烟气积聚不像内走道那么严重,因此对出入口通道的规定不像内走道那么严格,但仍应满足排烟口至该防烟分区最远点不超过30m得规定,便于人员的疏散。
一般在出入口通道第一踏步处设置挡烟垂壁,可将出入口通道分为两个防烟分区。对外部分与地面连接,可按照自然排烟考虑,该部分不必要考虑机械排烟设施。从挡烟垂壁至站厅部分为一个防烟分区,按照疏散要求,该防烟分区应满足疏散距离不大于30m的要求,也就是说该防烟分区长度不应大于60m,否则应设置机械防排烟设施。因此对于出入口通道的长度计算应按照站厅至扶梯底第一个踏步进行计算,该长度超过60m就应设置防排烟设施。
由于地铁车站设有人防工程,在出入口通道处均设置相应的人防密闭设施,该部分梁比较低,一般与天花平齐,甚至低于天花,即便天花造型为通透的,亦被人防梁隔开,因此在划分防烟分区时,就应特别注意挡烟垂壁的划分位置及设置方式,保证排烟口在相应的储烟仓内,避免烟气外泄。
1.2.2出入口通道防排烟系统的设置
设计中常从站厅层公共区排烟干管引出支管作为出入口通道的排烟管,由其负责出入口通道的排烟,该方式看似简单,但有以下问题:选站厅、站台排烟风机时,站厅、站台的排烟量大,使得风机的排烟量较大,系统难以与出入口通道的排烟量匹配;需要设置相应的排烟阀门作为控制,使得控制较为复杂;同时由于出入口通道与站厅高度不一样,排烟管道难以进入出入口通道。因此该种方式难以实现实际的排烟要求,效果较差。
出入口通道应单独设置防排烟设施,排烟风机的设置应与通道设计相结合,设置单独的排烟风机房,确保了系统的安全可靠性。该方式因为控制简单,可充分满足出入口通道的排烟要求,降低了火灾中的可能故障点。
因此出入口通道应采用单独设置排烟风机排烟的系统方式,结合出地面等条件设置独立的排烟风机房。
2、车站设备管理用房的防排烟系统
车站设备管理用房是车站安全运营的心脏部位,因而其防排烟系统的设置是非常重要和必要的。当个别设备及管理用房发生火灾,如不能安全有效的排除火灾中产生的烟气,烟气将四处蔓延,必然会影响其他房屋的安全,极易造成整个设备管理用房区的混乱,进而影响车站乃至整个地铁线路的运营。
但是,由于设备管理用房小且零乱,各房间的使用功能及火灾性差异较大,给防排烟系统设计带来很大的困难。且环控管线比较复杂,加之众多的强电、弱电、通信、信号的桥架、气体灭火系统管线及各种水管的交叉,使得管路排布较为紧张。因此,简化设备管理用房的排烟系统也就十分重要了。
地铁设备管理用房可分为三类,气体灭火房间、超过50m2的环控机房、及面积小于50m2的房间。电气设备用房设置气体灭火保护,仅火灾后排气,不设排烟系统,该类房间为了便于控制,在房间的分支管上设置电动防烟防火阀,火灾时通过阀门的开关满足气体灭火保护房间的工艺要求。灭火后,通过开启阀门、风机,对房间进行换气。
而对于面积小于50 m2的房间,由于面积小于,人员容易疏散,可不设置机械排烟设施,采用密闭隔绝防烟。
车站设备管理用房按照《地铁设计规范》19.1.34的规定,同一防火分区内的地下车站设备及管理用房的总面积超过200m2,或面积超过50m2且经常有人停留的单个房间应设置机械防排烟设施。
因此,对于站厅层设备管理用房的总面积大于200m2,应设置机械排烟系统,但并非每个房间设置排烟系统。总面积超过200m2时,其内走道设置排烟系统即可。在计算超过20m的内走道排烟量时,应考虑其不排烟房间的排烟量,布置排烟口时,应兼顾排烟口距不排烟房间内最远点距离不大于30m的要求。
3、结论:
3.1对于地铁站厅和站台公共区的防烟分区应分别划分为一个防烟分区,车站轨行区应划入站台公共区的防烟分区。
3.2 连续长度大于60m的出入口通道,应单独设置排烟风机,排烟风机应尽可能设置在机房内,其计算长度应为站厅层至扶梯底的第一踏步,同时应注意挡烟垂壁的设置。
3.3在满足消防安全和人员疏散的其前提下,尽可能优化设备管理用房的防排烟系统。
参考文献:
1、《地铁设计规范》GB50157-2003 中国计划出版社
2、《城市轨道交通技术规范》GB50490-2009 中国建筑工业出版社
3、《建筑防火设计规范》GB50016-2006中国计划出版社
4、《高层民用建筑防火设计规范》GB50045-95(2005年版) 中国计划出版社
关键词:高层建筑;消防排烟;设计
中图分类号: TU97 文献标识码: A 文章编号:
当高层建筑发生火灾时,产生大量的烟气和热量,如果消防排烟系统设计不合理,导致有毒烟气肆意蔓延,容易引起被困人员恐慌失措,搜救人员困难重重,严重危及人民群众生命财产安全。因此,设计科学合理的消防排烟系统,及时排除烟气,才能为人员的安全疏散和扑救工作提供安全条件和宝贵时间。
1、 烟雾危害性影响
高层建筑火灾中产生的烟雾是一种混合物质形态,主要由固态、液态以及气态等杂质组成。影响烟雾危害性的主要因素在于烟雾的成分与多少。烟雾的多少又与燃烧物的供给条件如燃烧物质质量、温度、氧气等是否充足有关,当各方面条件越充足,烟雾量就越多,对人的身体健康损害就越大。当燃烧物处于全面燃烧状态时,会与各种外界物质混合,发生化合反应,生成二氧化碳、一氧化碳、水蒸气等生成物和有毒气体。当燃烧物没有充分燃烧时,不仅会生成上述生成物,还能产生醚、醇等有机物质。通过燃烧过程中生成的有毒气体作用于人体,出现呼吸道感染灼伤、脏腑受到刺激、窒息等危害,容易消磨人的意识,严重者直接导致死亡悲剧的发生。此外,影响消防工作进度的另一个关键因素在于烟雾蔓延的流动速度。当发生火灾时,烟气水平方向流动速度为每秒0.3~0.8m,垂直方向扩散速度为每秒3~4m,即当烟气自由流动时,只需1min左右就可扩散到几十层高的大楼。
排烟口远离散口示意图
2、 存在问题
(1)自然排烟不符合要求。单从自然排烟的效果考虑,最好将排烟窗设置在靠近墙的上部位置。而在目前高层建筑中,有很多自然排烟窗都违背了这一规范要求,直接将自然排烟窗设置在墙的下部,这样使得排烟窗与吊顶、顶板的距离扩大,影响自然排烟效果。
(2)自然排烟窗开窗面积不符合标准要求。《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2005年版)第8.2.2条,明确规定了自然排烟窗的开窗面积。但是在实际操作中,部分设计人员并没有根据相关的规范要求,仔细计算开窗面积,有的将固定窗的面积与排烟窗面积重合计算,导致排烟窗面积与规范要求相背离,导致排烟效果大打折扣。
(3)送风道阻力过大。在高层建筑的实际验收过程中,不难发现很多工程设置的送风口的尺寸大小、风机风量以及风压能等都富恶化规范要求,而实际对送风口进行测量时,发现其实际风速比设计的小的多,或者距风机较近的送风口的风速较大,离得越远则风速越小甚至出现无风等状况,难以达到门洞风速以及产生余压的规定要求。
3、高层建筑消防排烟系统设计
3.1确定消防排烟部位
高层建筑防排烟部位在高层民用建筑相关的防火设计规范中有着明确的规定,除了剧院、体育馆等高于24米的单层主体建筑的其他所有不低于十层的民用建筑或居住建筑等,都应该在其相应的前室、楼梯以及电梯等部位装置防排烟系统。此外,在高层建筑中人员密集频繁来往的场所、中庭闭封的避难层、易燃物较多的地下室面积高于一百平方米的房间等也应设置完备的防排烟系统。
3.2划分防烟分区
按面积划分、按用途划分、按方向划分是高层建筑防排烟系统分区划分的三种主要方法。按照面积划分是指在建筑内部进行面积的划分,根据划分面积设置基准防烟分区。但是由于每层防烟分区的用途与形状都存在差异,而它们具有相同的面积。按用途划分是根据建筑物各个部分的不同功能划分防排烟分区,在各个功能不同部分如卫生间、办公室、客房、起居室等的不同划分,既方便又合理。按方向划分是根据高层建筑的上层、底层部分功能用途的不同,分别从楼层、面积角度进行垂直方向和水平方向的防烟分区划分。
3.3确定防排烟方式
(1)自然防排烟。《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2005年版)第8.2.1条规定:“除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外,靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室,宜采用自然排烟方式。”此方式是在不具备机械通风设备的前提下,主要依靠自然力产生的作用实现,避免消防电梯与防烟楼梯间受到火灾烟气入侵。其具有经济实用、造价低、不受电源控制等特点。但是其防排烟效果直接与外界风俗、风向、气温等的变化息息相关。因此,设计者在进行自然防排烟设计时应正确处理,增强其对建筑排烟的积极作用。
(2)机械加压送风防排烟。根据《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2005年版)第8.3.1条规定了采用机械加压送风防烟设施的两种情形,一是不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯前室或合用前室;二是采用自然排烟措施的防烟楼梯间,其不具备自然排烟条件的前室。此设置主要是避免在火灾发生后受到烟气的干扰和影响,让相关被困人员及时疏散、远离事故现场。在进行此消防排烟系统设计时,必须与具体的建筑物构造形态相结合,根据具体情况采取具体措施。此设计的原理是采取机械加压的方式使现场周围的空气压强增大,最终比火灾区域内空气压力高,使得烟雾的蔓延、扩散进一步降低,与消防工作积极配合,起到控制火势的作用。根据加压送风量计算公式计算
Qj=KAjP1/n
在此公式中,正压送风系数为K,Aj是指在此系统中全部气流通路的流通面积,正压与非正压之间的压力差为P,数系数以n表示。目前国内在高层建筑防烟设计计算中使用较普遍的两个公式为基本计算公式。
1、安保持疏散通道需要有一定的正压值,俗称压差法公式:
L=0.827*A*P1/n*1.25
其中,L为加压送风量,0.827为漏风系数,A为总有效漏风面积,P为压力值,n为指数,一般取2,1.25为不严密处附加系数。
2、按开启着火层疏散通道时要相对保持该门洞处的风速,又称流速法公式:
L=f、v、n……(7.2)
其中,L为加压送风量,f为每档开启门的断面积,v为门洞断面风速,n为同时开启门的数量。
4、结语
防排烟系统设计以及相关的控制技术对高层建筑消防排烟系统应用效果有着直接的影响。因此,设计人员应严格执行国家规定设计要求,完善和落实防排烟系统设计,辅助火灾消防工作,降低生命财产损失。
参考文献:
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作者简介:黄经(1983—),男,湖北黄冈人,随州市公安消防支队防火监督处参谋,助理工程师,主要从事消防监督工作,湖北省随州市交通大道9号,441300。
关键词:公路;隧道;防排烟系统
一、引言
随着我国基础设施建设步伐的加快,公路隧道数量短时间内大大增加,特长的公路隧道也不断出现。公路隧道一旦发生火灾事故,其对人民的生命财产安全都是致命的伤害。如此看来,做好公路隧道的防排烟系统的设计意义非常重大。目前我国已经颁布并实施了公路隧道消防技术有关的规范和标准,这给科学合理的设计防排烟系统提供了强而有力的支持。
公路隧道设计规范总则中指出,隧道的规划和设计要能充分将其功能发挥出来,还要满足经济安全的基本原则,这也是公路隧道规划和设计者必须要首先解决的重要问题。公路隧道设计首先要进行勘测、寻找资料,充分考虑地形、地质、水文、气象、地震以及交通量、营运和施工条件,使得隧道设计满足其功能。本文以我国现行公路隧道设计规范为标准,浅谈公路隧道防排烟系统设计研究。
二、公路隧道的通风、防排烟系统
公路隧道的通风、防排烟系统设计的主要目的是当发生火灾时,能够成功的实现人、烟分流,即当隧道由于火灾产生烟气时,要将烟气和人员进行有效隔离,使避难的人能够在避开烟气,从而成功的实现避难和逃生。同时,还要启动隧道内的人员疏散指示灯,使避难人员能够成功的疏散,并使救援人员有时间实施营救。
1.公路隧道通风系统的设计及要求
公路隧道的通风设计必须考虑火灾工况及其对策,根据隧道长度、平曲线半径、纵坡、交通条件、环境条件和火灾危险性等因素进行防排烟设计。隧道内个别场所必须按公路隧道消防设计相应技术规程设置独立的机械正压送风系统。可以考虑将整个隧道划分为一些单独的通风区段。对所划分的各个区段分别设置独立的防排烟系统。若隧道通风与防排烟系统合用时,必须符合防排烟系统的相应设置要求。同时,根据各个区段的交通量大小和负重,进行实际的管道大小设置和计算,以减少经济投入。每个区的送排风管道,要能够保证,在发生火灾的情况下,烟气能够从独立的排烟口排除,隧道内的烟气通过排烟斜、竖井排出,使避难人员在短时间内成功逃离火灾现场。
2.公路隧道采用垂直方向的排烟方式
在火灾发生时,因为烟气的温度高于空气,烟气就会自下而上的扩散开来。烟气的扩散导致排烟管道内其它的流速降低,从而减小了排烟管道内部的压力,这样就使得隧道和烟道之间形成了一个压力差。上下行公路隧道采用垂直方向的排烟方式,就能够利用这个压力使隧道内的烟气以更快的速度进入烟道中,从而很好的提高了排烟效率。对左、右线区,可分别采用双竖井、双斜井或单竖井加隔板双风道的送排风方式。对各风道,可以采用加射流风机加压送风。其中风机可选用双向可逆射流风机,排烟风机可选用离心风机或排烟轴流风机。同时,垂直方向的排烟管道,能将避难人员与烟气进行有效的分离,更好的保障了避难人员的生命财产安全。
3. 公路隧道的防排烟系统设置
例如,在设计上下行隧道时,隧道内必须设置用于应急事故照明的灯泡,以及疏散导流指示标志。当发生火灾时,要同时开启两条通道上的防火卷帘,以及所有的信号灯给出指示信号,提供车辆及人员疏散通道,使上下行隧道可以相互作为对方的紧急事故避难通道。这样就能保证在火灾发生时,避难人员能够在最短时间内逃离起火隧道,避免人员受到烟气伤害。同时,救援人员和消防车可以在安全的隧道内,利用联络通道进入着火隧道实施灭火救援。在隧道内划分的各个防排烟分区中,在通向公路路面的出口处要设置挡烟垂暮,以便阻止烟气进一步扩散开来。
4.公路隧道防排烟系统的性能要达标
公路隧道的排烟风机和整套的供电设施的性能一定要达标,尤其要严格规范隧道排烟风机的耐火性能指标。因为在火灾发生时,高性能的排烟风机更能经得住灾情的考验,能够耐得住火灾,为避难人员的逃亡和消防人员的施救赢得更多宝贵的时间。将风机电源箱设置在安全的地方,同时对风机房间内的供电线路进行严格的耐火保护,从各个方面提高线路的实际耐火性能。这样才能够保证,在火灾发生时,电源线路能够更好的运转和使用,满足实际人员疏散需要。
总而言之,虽然我国的隧道工程建设发展和投入使用的时间还很短,但是到目前为止所有的隧道使用都还是很安全的。这表明我国的隧道工程建设进展的很顺利,同时我们也要意识到,我国的公路隧道防排烟系统的设计还是一个新的研究课题,在未来我们还有很多的问题需要去解决。这就要求我们要对公路隧道防排烟系统的设计投入更多的人力物力,吸取国外的成功经验,建立合理的隧道防排烟系统,为国家和人民的生命财产安全负责任。
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注:本文为网友上传,不代表本站观点,与本站立场无关。
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