對(duì)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中防排煙有關(guān)問(wèn)題的探討

1、對(duì)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范中防排煙有關(guān)問(wèn)題的探討 摘要作者通過(guò)對(duì)高規(guī)中防排煙問(wèn)題有關(guān)條文的理解、分析,提出并論述了防排煙設(shè)施設(shè)置的新觀點(diǎn)、新方法及相應(yīng)解決措施。 關(guān)鍵詞防煙排煙咽喉要道抑制控制火勢(shì)蔓延 高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱高規(guī))是為了防止和減少高層民用建筑(以下簡(jiǎn)稱高層建筑)火災(zāi)的危害、保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)的安全而制定的,在高規(guī)第1.0.2條中已明確規(guī)定:“高層建筑的防火設(shè)計(jì),必須遵循預(yù)防為主,消防結(jié)合的消防工作方針,針對(duì)高層建筑發(fā)生火災(zāi)的特點(diǎn),立足自防自救,采用可靠的防火措施,做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理”。這就是說(shuō),在高層建筑設(shè)計(jì)中,必須遵守國(guó)家的有關(guān)方針、政策和“預(yù)防為主,消

2、防結(jié)合”的方針,針對(duì)高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn),從全局出發(fā),結(jié)合實(shí)際情況,積極采用可靠的防火措施,保障消防安全。 但是,在高規(guī)中有關(guān)防排問(wèn)題的一些條文規(guī)定,條文解釋出現(xiàn)與高規(guī)第1.0.2條規(guī)定似有矛盾及含糊不清之處,故筆者從以下三個(gè)方面談?wù)剬?duì)高規(guī)中有關(guān)規(guī)定的理解與看法: 1防煙樓梯間前室、消防電梯間前室和合用前室,是堵截?zé)煔饴拥难屎硪?只應(yīng)在該前室和合用前室設(shè)置機(jī)械防煙設(shè)施 為集中使用加壓送風(fēng),本文所討論的前室和合用前室的加壓送風(fēng)口為常閉型。 1.1安全可靠,從根本上避免了煙氣竄入防煙樓梯間及消防電梯井內(nèi)的隱患 當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí),防煙樓梯間是高層建筑內(nèi)部人員唯一的垂直疏散通道,消防電梯是消防人

3、員進(jìn)行撲救的主要垂直運(yùn)輸工具。為了疏散和撲救的需要,必須確保在疏散和撲救過(guò)程中防煙樓梯間及消防電梯井內(nèi)無(wú)煙。 如何才能確保在疏散和撲救過(guò)程中防煙樓梯間及消防電梯井內(nèi)無(wú)煙呢?煙氣的流動(dòng)是從著火點(diǎn)竄到內(nèi)走道,再通過(guò)前室或合用前室方能竄到防煙樓梯間及消防電梯井內(nèi)。也就是說(shuō),煙氣要想竄入防煙樓梯間及消防電梯井內(nèi)的必經(jīng)之路是其前室及合用前室。只要在該前室和合用前室把好關(guān)口,就能確保在疏散和撲救過(guò)程中防煙樓梯間及消防電梯井內(nèi)無(wú)煙。 如何才能把好該前室和合用前室不讓煙氣竄入防煙樓梯間及消防電梯井內(nèi)這道關(guān)口呢?這就只有在該前室和合用前室設(shè)置機(jī)械防煙設(shè)施最為安全可靠。 而高規(guī)第8.2.1條與第8.2.3條規(guī)定:

4、“除建筑高度超過(guò)50m的一類公共建筑和建筑高度超過(guò)100m的居住建筑外,靠外墻的防煙樓梯間及前室、消防電梯間前室和合用前室,宜采用自然排煙方式”、“防煙樓梯間前室或合用前室,利用敞開(kāi)的陽(yáng)臺(tái)、凹廊或前室內(nèi)有不同朝向的開(kāi)啟外窗自然排煙時(shí),該樓梯間可不設(shè)防煙設(shè)施?！?因受室外風(fēng)向、風(fēng)速和建筑本身的密封性或熱壓作用的影響,自然排煙效果不太穩(wěn)定。如遇火災(zāi)時(shí),很難避免煙氣通過(guò)該前室和合用前室、陽(yáng)臺(tái)及凹廊而不竄入防煙樓梯間或消防電梯井內(nèi)。一旦自然排效果到影響,對(duì)整個(gè)建筑的人員將受到嚴(yán)重威脅,而且對(duì)消防隊(duì)電進(jìn)行撲救也帶來(lái)了相當(dāng)大的困難。而在防煙樓梯間前室、消防電梯間前室和合用前室(不論其前室、合用前室是否具備

5、自然排煙條件)設(shè)置機(jī)械防煙設(shè)施時(shí),就能從根本上避免煙氣竄入防煙樓梯間及消防電梯井內(nèi)。因此筆者認(rèn)為高規(guī)第8.2.1條與第8.2.3條規(guī)定欠妥當(dāng)。 1.2節(jié)省投資,避免了防煙樓梯間及其前室、合用前室均設(shè)機(jī)械防煙施或只防煙樓梯間設(shè)機(jī)械防煙設(shè)施時(shí)所造成的浪費(fèi) 目前國(guó)內(nèi)對(duì)不具備自然排煙條件的防煙樓梯間及其前室或合用前室進(jìn)行加壓送風(fēng)的做法有三種:第一種,只對(duì)防煙樓梯間進(jìn)行加壓送風(fēng),其前室或合用前室不送風(fēng);第二種,防煙樓梯間及前室或合用前室分別設(shè)置兩個(gè)獨(dú)立的加壓送風(fēng)系統(tǒng),進(jìn)行加壓送風(fēng);第三種,對(duì)防煙樓梯間設(shè)置一套加壓送風(fēng)系統(tǒng)的同時(shí),又從該加壓送風(fēng)系統(tǒng)伸出一支管分別對(duì)其各層前室或合用前室進(jìn)行加壓送風(fēng)。 上述三

6、種方法均可行,但均存在風(fēng)機(jī)風(fēng)量大、投資高的弊病。因防煙樓梯間所相通的疏散口多,不僅要考慮首層疏散門(mén)的開(kāi)啟,還需考慮向屋頂疏散門(mén)的開(kāi)啟;不僅要考慮采光窗縫的漏風(fēng),還要考慮防煙樓梯間前室或合用前室門(mén)的漏風(fēng);不僅要考慮著火層人員疏散與撲救時(shí)防煙樓間前室門(mén)和合用前室門(mén)的開(kāi)啟,而且還要考慮其他層人員疏散時(shí)防煙樓梯間前室或合用前室門(mén)的開(kāi)啟。這樣,在防煙樓梯間的加壓送風(fēng)量會(huì)很大,投資會(huì)很高。第二、第三種方法,其不僅有防煙樓梯間的送風(fēng),而且又增加了其前室或合用前室的送風(fēng),因此投資會(huì)更高。若只在其前室或合用前室設(shè)置加壓送風(fēng)時(shí),其送風(fēng)量大大減小,故可大量節(jié)省投資。 而高規(guī)第8.3.6條中規(guī)定:“機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙

7、樓梯間和合用前室,宜分別獨(dú)立設(shè)置送風(fēng)系統(tǒng),”及高規(guī)第8.3.1條中規(guī)定:“下列部位應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙設(shè)施:8.3.1.1不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、消防電梯間前室或合用前室?！边@樣,不利于節(jié)省投資。 1.3可合理、集中使用加壓送風(fēng) 在前一個(gè)問(wèn)題中所述的三種加壓送風(fēng)做法,其加壓送風(fēng)量均大量地消耗在與煙氣無(wú)關(guān)的門(mén)洞及門(mén)窗縫的漏風(fēng)上,只有少部分是真正用到了堵截?zé)煔獾牧鞲Z上。而且,當(dāng)不同樓層的防煙樓梯間與其前室或合用前室之間的門(mén)以及其前室或合用前室與內(nèi)走道之間的門(mén)同時(shí)開(kāi)啟或部分開(kāi)啟時(shí)、首層疏散門(mén)及屋頂疏散門(mén)的同時(shí)開(kāi)啟或部分開(kāi)啟時(shí),氣流風(fēng)量分配與走向十分復(fù)雜,以致對(duì)防煙樓梯間及其前室或合

8、用前室的風(fēng)量控制是很難實(shí)現(xiàn)的。若只在其前室或合用前室設(shè)加壓送風(fēng)時(shí),則可以合理、集中地使用加壓送風(fēng)。 1.4可保證有效、合理、準(zhǔn)確地計(jì)算加壓送風(fēng)量 對(duì)保證加壓送風(fēng)真正合理地起作用,則必須有效、合理、準(zhǔn)確地計(jì)算加壓送風(fēng)量,而目前加壓送風(fēng)量的計(jì)算方法繁多,至今尚無(wú)統(tǒng)一。究其原因,主要在是高規(guī)編者在防排煙問(wèn)題上的思路欠合理。而在此思路的引導(dǎo)下,出現(xiàn)了影響加壓送風(fēng)量計(jì)算復(fù)雜,且各種計(jì)算公式在研究加壓送風(fēng)量的計(jì)算時(shí)出發(fā)點(diǎn)不一致等因素。因而在工程設(shè)計(jì)中,往往存在著一定的差別,尤其是同一條件的工程,因選擇不同的計(jì)算公式,其計(jì)算結(jié)果差別很大。還有的是某些計(jì)算公式缺乏系統(tǒng)、全面的介紹,特別是假設(shè)參數(shù)選擇不當(dāng),也容

9、易造成設(shè)計(jì)計(jì)算的錯(cuò)誤。 上述原因使得當(dāng)前在加壓送風(fēng)量的設(shè)計(jì)計(jì)算中存在著一定的盲目性和可變性,尤其是上下疏散門(mén)的開(kāi)啟個(gè)數(shù)及時(shí)間長(zhǎng)短是根本無(wú)法準(zhǔn)確確定的,這就帶來(lái)計(jì)算風(fēng)量與實(shí)際需要風(fēng)量的可變性與不穩(wěn)定性,從而發(fā)生很大的誤差。為避免計(jì)算發(fā)生誤差太大,高規(guī)第8.3.2條規(guī)定:“高層建筑防煙樓梯間及前室、合用前室和消防電梯間前室的加壓送風(fēng)量應(yīng)由計(jì)算確定,或按表8.3.2-1至表8.3.2-4的規(guī)定確定。當(dāng)計(jì)算值和本表不一致時(shí),應(yīng)按兩者中較大值確定?！?有此規(guī)定比無(wú)此規(guī)定要好一些,只解決了保險(xiǎn)問(wèn)題,而未真正解決避免計(jì)算發(fā)生誤差太大的問(wèn)題,因較大值不一定是合理值,有時(shí)往往較大值與合理值會(huì)懸殊很大。此規(guī)定仍未

10、從根本上解決合理、準(zhǔn)確的計(jì)算問(wèn)題,當(dāng)只計(jì)算防煙樓梯間前室或合用前室的加壓送風(fēng)量時(shí),其影響因素會(huì)準(zhǔn)確地確定下來(lái),從而能合理、有效、準(zhǔn)確地計(jì)算加壓送風(fēng)量,避免了盲目性、可變性、誤差太大等問(wèn)題。 2抑制、減緩火勢(shì)蔓延速度至關(guān)重要,綜觀全局,最大限度的降低火災(zāi)損失 高層建筑火勢(shì)蔓延快,樓梯間、電梯井、管道井、風(fēng)道、電纜井、排氣道等豎井均像一座高聳的煙囪,成為火勢(shì)迅速蔓延的途徑。一旦起火,燃燒猛烈、容易蔓延。根據(jù)高規(guī)第1.0.2條條文解釋所述:“據(jù)測(cè)定,在火災(zāi)初起階段,因空氣對(duì)流,在水平方向造成的煙氣擴(kuò)散速度為0.3m/s;在火災(zāi)燃燒猛烈階段,由于高溫狀態(tài)下的熱對(duì)流而造成的水平方向煙氣擴(kuò)散速度為0.53

11、m/s;煙氣沿樓梯井或其他豎井?dāng)U散速度為34m/s”。 高層建筑火災(zāi)的撲救,要盡快地將火災(zāi)撲滅在初起階段。這才能大大減小火災(zāi)對(duì)人員安全的威脅,使火災(zāi)造成的損失大大減小空氣流動(dòng)的快慢直接影響火勢(shì)蔓延的快慢,而新風(fēng)涌入的多少不僅影響空氣流動(dòng)的快慢,同時(shí)新風(fēng)中的氧還直接影響火是著還是滅、是旺還是衰的問(wèn)題。對(duì)于撲救火災(zāi)而言,最重要的莫過(guò)于失掉時(shí)間,贏得時(shí)間就等于贏得勝利,失掉時(shí)間就等于失掉勝利。這樣,如何能想辦法贏得時(shí)間就顯得相當(dāng)重要了。 新風(fēng)的涌入,對(duì)火勢(shì)起到了推波助浪的作用,會(huì)使火勢(shì)蔓延加速,不利于抑制、減緩火勢(shì)的蔓延,從而縮短了疏散與撲救的寶貴時(shí)間。而機(jī)械排煙與加壓送風(fēng)又不可避免地要使新風(fēng)涌入,

12、這對(duì)抑制火勢(shì)相當(dāng)不利,因此合理、有效地控制機(jī)械排煙量與加壓送風(fēng)量對(duì)保證人員安全疏散與撲救非常重要。如果機(jī)械排煙量與加壓送風(fēng)量過(guò)大,將加速火勢(shì)蔓延,對(duì)人員疏散與撲救不利;如果機(jī)械排煙量與加壓送風(fēng)量過(guò)小,將直接影響人員的安全疏散與撲救。這就要求機(jī)械排煙量與加壓送風(fēng)量正確合理,達(dá)到既能保證人員安全疏散、又能在不影響人員安全疏散的同時(shí)贏得有利時(shí)間,在火勢(shì)蔓延速度小的情況下盡快疏散與撲救,從而使火災(zāi)損失降低到最小。 而高規(guī)第8.3.2條規(guī)定:“.機(jī)械加壓送風(fēng)量.。當(dāng)計(jì)算值和本表不一致時(shí),應(yīng)按兩者中較大值確定”。在高規(guī)第8.4.2條中有這樣的規(guī)定:“.應(yīng)按每平方米面積不小于60m3/h計(jì)算(單臺(tái)風(fēng)機(jī)最小排

13、煙量不應(yīng)小于7200m3/h)”、“.,應(yīng)按最大防煙分區(qū)面積每平方米不小于120m3/h計(jì)算”等提法。這就給人們?cè)斐梢粋€(gè)誤導(dǎo):“總認(rèn)為機(jī)械排煙量與加壓送風(fēng)量愈大愈好?！逼鋵?shí)不然,如果機(jī)械排煙量與加壓送風(fēng)量過(guò)大,反使火勢(shì)蔓延速度加快;火勢(shì)蔓延速度的加快,等于疏散有利時(shí)間減少,若疏導(dǎo)不當(dāng)或慌亂而造成的人員傷亡的可能性就加大;同時(shí)又給撲救帶來(lái)困難,因時(shí)間短撲救不當(dāng)造成的財(cái)產(chǎn)損失就加大;反之,抑制、減緩火勢(shì)的蔓延,會(huì)使人員作傷亡減小、財(cái)產(chǎn)損失減少。合理、正確地控制機(jī)械排煙量與加壓送風(fēng)量,才是既能有效保證人員的安全疏散,又能贏得有利時(shí)間對(duì)火災(zāi)進(jìn)行撲救的萬(wàn)全之策,從而使人民生命財(cái)產(chǎn)的損失達(dá)到最小。 3正確

14、、合理地計(jì)算及控制機(jī)械煙量與加壓送風(fēng)量 為避免計(jì)算工作中出現(xiàn)由盲目性、可變性而引起的誤差太大,為避免機(jī)械排煙量與加壓送風(fēng)量不當(dāng)而造成的損失,特提出機(jī)械排煙量與加壓送風(fēng)量的計(jì)算方法及控制措施的建議。 3.1機(jī)械排煙量的計(jì)算 在同一防火分區(qū)內(nèi),設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施的走道、凈高不超過(guò)6.00m的房間,是采用擋煙垂壁、隔墻或從頂棚下突出不小于0.50m的梁劃分防煙分區(qū)。這樣,在同一防火分區(qū)內(nèi),由于受機(jī)械排煙的抽風(fēng)、機(jī)械防煙的送風(fēng)、火災(zāi)引起的空氣對(duì)流、室外風(fēng)速、建筑物熱效應(yīng)、人員疏散與撲救等因素影響,不可避免的造成空氣流動(dòng)。因此,在同一防火分區(qū)內(nèi),不可避免地要有煙氣的流竄,這就很難有效保證把火災(zāi)限制在某一防

15、煙分區(qū)內(nèi)。因此,橫向上在同一防火分區(qū)內(nèi),各防煙分區(qū)應(yīng)以其面積乘以0m3/hm2計(jì)算各自排煙量及排煙風(fēng)口截面與支風(fēng)管截面、并按風(fēng)管所擔(dān)負(fù)的各防煙分區(qū)面積順次乘以60m3/hm2計(jì)算該防火分區(qū)的排煙量及風(fēng)管截面(假如按每平方米60m3/h計(jì)算排煙量的數(shù)據(jù)正確與合理時(shí));在豎向上應(yīng)按風(fēng)道所擔(dān)負(fù)的各防火分區(qū)之排煙量最大值作為系統(tǒng)總排煙量來(lái)選擇計(jì)算排煙風(fēng)機(jī)及風(fēng)道。 這樣,不僅合乎實(shí)際情況,而且有利于合理選擇計(jì)算風(fēng)口、風(fēng)管及風(fēng)機(jī),從而避免了風(fēng)量、風(fēng)管、風(fēng)道及風(fēng)機(jī)選擇計(jì)算的不合理。這可通過(guò)圖1與圖2的比較,顯而易見(jiàn)地能夠得以說(shuō)明。 3.2機(jī)械排煙量應(yīng)“范圍”,不應(yīng)規(guī)定“不小于” 機(jī)械排煙量規(guī)定“范圍”,既可

16、及時(shí)排走煙氣滿足疏散與撲救需要,還可做到經(jīng)濟(jì)合理。而“不小于”這類的規(guī)定則會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo),致使人們形成愈大愈好的錯(cuò)覺(jué),這不但使投資增高形成浪費(fèi),而且還會(huì)因排煙量過(guò)大引發(fā)新風(fēng)涌入量過(guò)大而造成火勢(shì)蔓延速度加快、火災(zāi)損失加重。 因此,機(jī)械排煙量的大小應(yīng)規(guī)定“范圍”,而不應(yīng)規(guī)定“不小于”。為了慎重起見(jiàn),機(jī)械排煙量的大小及上下限范圍,應(yīng)由公安消防研究部門(mén)認(rèn)真研究測(cè)試后給出。 3.3加壓送風(fēng)量的計(jì)算 在橫向上,只考慮防煙樓梯間前室、消防電梯間前室和合用前室(不論其前室、合用前室是否具備自然排煙條件)的加壓送風(fēng)量,計(jì)算時(shí)既要考慮前室或合用前室門(mén)縫的漏風(fēng)。因其前室和合用前室門(mén)窗縫的漏風(fēng)量比保證其前室門(mén)開(kāi)啟時(shí)其洞處

17、風(fēng)速所需風(fēng)量小得很多,故無(wú)需進(jìn)行保證其前室室或合用前室正壓值的風(fēng)量計(jì)算。又因其前室或合用前室門(mén)的開(kāi)啟是朝著防煙樓梯間方向,不存在其前室或合用前室正壓過(guò)高而影響開(kāi)門(mén)的問(wèn)題,故余壓閥可不設(shè)。 在豎向上,只考慮一個(gè)著火層的加壓送風(fēng)量,且取其大值選擇計(jì)算送風(fēng)機(jī)。這樣既合理,又與機(jī)械排煙相互呼應(yīng)。奇怪的是,由于高規(guī)中沒(méi)有明確提示加壓送風(fēng)系統(tǒng)總風(fēng)量如何計(jì)算,故不少人不分青紅皂白一提加壓送風(fēng)就按著火層加上一層或著火層加上下兩層來(lái)計(jì)算其前室或合用前室加壓送風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)量。這是很不妥當(dāng)、很不負(fù)責(zé)的,因煙氣來(lái)自著火層,且機(jī)械排煙是按著火層考慮排煙量計(jì)算的;實(shí)實(shí)在在地講,有煙則排、無(wú)煙則不排、有煙則防、無(wú)煙則不防;

18、故其前室或合用前室的加壓送風(fēng)量也應(yīng)按著火層考慮計(jì)算。 3.4準(zhǔn)確、合理規(guī)定防煙樓梯間前室、消防電梯間前室或合用前室加壓送風(fēng)時(shí)其門(mén)洞斷面的風(fēng)速及范圍 防煙樓梯間前室、消防電梯間前室或合用前室門(mén)洞斷面風(fēng)速在有關(guān)手冊(cè)及有關(guān)資料中均有一些推薦值及范圍,但數(shù)值不盡相同,而做為規(guī)范而言,仍應(yīng)由公安消防部門(mén)認(rèn)真研究測(cè)試后給出更為安全可靠。 3.5采用變頻技術(shù)控制,滿足合理的機(jī)械排煙量與加壓送風(fēng)量 一個(gè)機(jī)械排煙系統(tǒng)或加壓送風(fēng)系統(tǒng),由于受橫向、豎向不同條件的影響,運(yùn)行過(guò)程中各風(fēng)口處的風(fēng)速不可能就是計(jì)算風(fēng)速。尤其是機(jī)械排煙系統(tǒng)在橫向上,有的防煙分區(qū)大、有的防煙分區(qū)小;有的著火只在本防煙分區(qū)內(nèi)有煙而未波及其它防煙分區(qū),這時(shí)排煙風(fēng)機(jī)工作后其排煙量很大,且只為這一著火的防煙分區(qū)服務(wù),這樣該防煙分區(qū)的排煙口風(fēng)速必然很大;排煙口風(fēng)速愈大即該防煙分區(qū)排煙量愈大,排煙量愈大即新風(fēng)補(bǔ)充愈大,新風(fēng)補(bǔ)充愈大即對(duì)抑制、減緩火勢(shì)的蔓延就愈不利,火勢(shì)蔓延愈快即對(duì)疏散與撲救愈不利,造成的火災(zāi)損失也就愈大。因此,正確合理地控制機(jī)械排煙量與加壓送風(fēng)量就顯得相當(dāng)重要了。 現(xiàn)在,我國(guó)的變頻調(diào)