【民用建筑地下空間防排煙設(shè)計(jì)問題及優(yōu)化探究6000字（論文）】

民用建筑地下空間防排煙設(shè)計(jì)問題及優(yōu)化研究目錄TOC\o"1-2"\h\u23302引言 1250281、地下建筑火災(zāi)煙氣的防控機(jī)理 2102021.1火災(zāi)煙氣的產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng) 257201.2地下建筑火災(zāi)煙氣的防控原則 2229272、我國(guó)民用建筑地下空間防排煙存在的問題 3125482.1建筑師缺乏安全原理的指導(dǎo) 381312.2防排煙建筑設(shè)計(jì)及技術(shù)手段不夠 4109722.3防排煙系統(tǒng)風(fēng)道設(shè)置待改進(jìn) 480623、民用建筑地下空間防排煙設(shè)計(jì)優(yōu)化 5276493.1加強(qiáng)建筑師的視域外延 56893.2選擇合適設(shè)計(jì)方案 660573.3空間布局及布置的優(yōu)化 693664、結(jié)語(yǔ) 721888參考文獻(xiàn) 7摘要：新世紀(jì)以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑業(yè)的發(fā)展速度越來(lái)越快，對(duì)建筑的需求量也越來(lái)越大。同時(shí)，我們的建筑正在逐步地朝著多元化、復(fù)雜的方向發(fā)展。但是，由于我國(guó)人口的不斷增長(zhǎng)，建筑中的人流不斷增多，一些建筑在實(shí)際設(shè)計(jì)中存在隱患也不斷暴發(fā)出來(lái)，造成嚴(yán)重的事故。在建設(shè)工程中，如果不能確保消防安全，將危及人身、財(cái)產(chǎn)的安全。建筑地下空間的防火、通風(fēng)是影響建筑空間品質(zhì)與安全性的重要因素。在這樣的背景下，對(duì)建筑地下空間的排煙設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，本文首先分析了地下建筑火災(zāi)煙氣的防控機(jī)理，其后本文研究了目前我國(guó)民用建筑地下空間防排煙存在的問題，最后探究了民用建筑地下空間防排煙設(shè)計(jì)優(yōu)化的對(duì)策。關(guān)鍵詞：民用建筑；地下空間；防排煙引言在過去的數(shù)十年里，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，公共工程的規(guī)模不斷擴(kuò)大，新建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也越來(lái)越趨于復(fù)雜化。盡管這樣的開發(fā)方式可以節(jié)約大量的空間，但是在火災(zāi)安全方面也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。目前，在公共建筑中，由于通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不合理，造成了大量的火災(zāi)。這主要是因?yàn)楣步ㄖ刻於紩?huì)有大量的人員進(jìn)出，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的濃煙，燃燒時(shí)會(huì)造成窒息、中毒、燃燒、遮蔽等嚴(yán)重危害，造成人員疏散，影響消防員救援，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。濃煙為火災(zāi)中的人員逃生增加了許多困難和障礙，中毒，窒息，無(wú)法逃脫。濃煙也增加了人們進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)救火的障礙，使人們無(wú)法逃生，延誤行動(dòng)，多次失去看到看不見的搜救目標(biāo)和生命的機(jī)會(huì)和機(jī)會(huì)。有的地方救援人員未能成功，卻在濃煙中，危及救援人員的安全[1]。困境是，在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的人將被疏散，救援隊(duì)將拯救災(zāi)難。那次事故中的大量人員傷亡，足以說明煙霧的危害和機(jī)械排氣系統(tǒng)的重要性。如果在兩次火災(zāi)涉及的建筑物和車輛上安裝了機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行正常，自動(dòng)排風(fēng)扇會(huì)及時(shí)啟動(dòng)，去除有毒氣體和濃煙。許多高層建筑、地下工程、交通隧道和公共娛樂場(chǎng)所造成了大量人員傷亡，人們已經(jīng)清楚地認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)和安裝煙氣和廢氣保護(hù)系統(tǒng)并確保其長(zhǎng)期良好運(yùn)行的重要性和必要性。圍繞火災(zāi)的事實(shí)告訴我們，煙霧和排氣保護(hù)系統(tǒng)可以在發(fā)生火災(zāi)時(shí)有效控制煙霧的蔓延[2]。1、地下建筑火災(zāi)煙氣的防控機(jī)理1.1火災(zāi)煙氣的產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)火災(zāi)煙氣是一種由固體和液態(tài)組成的物質(zhì)在燃燒或熱解時(shí)所形成的一種固體和液體物質(zhì)混合物?；馂?zāi)煙氣的成分和性質(zhì)，既與燃燒或熱分解的物質(zhì)的化學(xué)成分有關(guān)，也與環(huán)境中的氧氣、加熱條件和時(shí)間條件有關(guān)。所以，在不同的燃燒情況下，煙霧的產(chǎn)生、組成和特性也會(huì)有差異。同時(shí)，在地下建筑物內(nèi)，火災(zāi)煙霧的分布可分為橫向和縱向兩種。煙霧流動(dòng)的速度是由內(nèi)部和外部?jī)煞矫娴囊蛩貨Q定的。環(huán)境溫度、流動(dòng)障礙物、通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)的空氣擾動(dòng)是外部影響最大的；內(nèi)部因子為煙氣溫度、煙氣運(yùn)動(dòng)方向等。隨著燃燒過程中的熱量增加，煙氣溫度升高，煙塵濃度降低，浮力作用增大，升高速率加快；當(dāng)煙氣在接觸地面或頂棚時(shí)，就會(huì)變成橫向流動(dòng)，從而形成橫向的煙霧流動(dòng)；煙道在煙道間或巷道內(nèi)，由于煙道的作用，煙道的上升速度加快，形成了煙道的垂直移動(dòng)[3]。1.2地下建筑火災(zāi)煙氣的防控原則預(yù)防和控制危險(xiǎn)源是安全原則的指南。對(duì)于一般的建筑來(lái)說，建筑設(shè)計(jì)是建筑施工的第一步，建筑中的許多問題的合理解決，往往要靠第一步作為開端，民用地下建筑的防煙設(shè)計(jì)也是如此，建筑師需要以安全原則為指導(dǎo)，在綜觀建筑方案的整體情況和初始階段，綜合考慮相關(guān)問題，才能夠在地下建筑的防煙設(shè)計(jì)中加強(qiáng)建樹。雖然安全科學(xué)只有一個(gè)世紀(jì)的歷史，但它已經(jīng)為安全、事故和危害制定了一個(gè)系統(tǒng)的理論框架。在事故因果關(guān)系理論中，特別是隨機(jī)能量釋放理論受到廣泛關(guān)注。地下建筑中的大部分煙霧是由火災(zāi)引起的?；鸹馂?zāi)即一種事故。能量的偶然釋放理論認(rèn)為，事故是由于不小心的釋放而導(dǎo)致的，所以能量可以轉(zhuǎn)變成危險(xiǎn)的來(lái)源。通過對(duì)危險(xiǎn)因素的分析，提出了事故與危險(xiǎn)源的關(guān)系，并將其劃分為兩種危險(xiǎn)源，并提出了相應(yīng)的安全措施。在國(guó)內(nèi)外進(jìn)行的以性能為基礎(chǔ)的建筑消防設(shè)計(jì)，也是從安全的角度來(lái)考慮建筑的安全問題。建筑師運(yùn)用設(shè)計(jì)與建造工具，以制訂合適的戰(zhàn)略，以分析工程中的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而降低風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)然，在建筑中，不管是地面或地面，都存在著各種危險(xiǎn)源，只有隔離、保護(hù)和屏蔽這些無(wú)法避免的危險(xiǎn)源，以防止它們的能源被不經(jīng)意地釋放[4]。通過建筑措施為煙霧控制創(chuàng)造條件。由于地下空間和地上空間的差異，地下建筑的煙霧危險(xiǎn)性要高于地表建筑物，而地下空間則更為密閉，沒有敞開的外窗和窗戶，室內(nèi)沒有自然光線。煙氣只有從地下建筑物的豎井和煙道中排放出來(lái)。煙氣排放途徑單一，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或斷電時(shí)，煙氣不能從外部排放。所以，在建筑設(shè)計(jì)初期，對(duì)建筑物的目標(biāo)環(huán)境進(jìn)行改進(jìn)，是十分有意義的[5]。在對(duì)地下建筑進(jìn)行總體布置與功能布置時(shí)，要注重對(duì)火災(zāi)煙霧的控制和控制，使其總體布置和功能布置更有利于控制和控制火災(zāi)，布置要簡(jiǎn)潔、整潔。避免過分迂回，減少不必要的變動(dòng)，減少高低錯(cuò)落，讓人更容易了解周圍的環(huán)境。災(zāi)難發(fā)生后，人們熟悉周圍的環(huán)境是很重要的，這樣他們就不會(huì)在災(zāi)難發(fā)生后迷路，感到更加恐慌。因此，在建設(shè)規(guī)劃之初，不僅要考慮建筑的功能和舒適度，更要考慮預(yù)防和控制火災(zāi)煙霧的整體情況，為地下建筑的防煙和消煙環(huán)境設(shè)計(jì)創(chuàng)造更有利的條件。2、我國(guó)民用建筑地下空間防排煙存在的問題2.1建筑師缺乏安全原理的指導(dǎo)建筑師缺乏對(duì)危險(xiǎn)源的認(rèn)識(shí)，比如在裝修材料、裝修物件的選用上沒有采取積極的措施，僅從室內(nèi)裝飾材料、隔斷、家具、陳設(shè)等方面考慮到室內(nèi)美觀、環(huán)境變化、舒適等方面的考慮，從而極大地提高了室內(nèi)一類危險(xiǎn)源的數(shù)量，從而為火災(zāi)的發(fā)生提供了有利的條件。很多地下建筑空間里都設(shè)置有餐飲門面，既然有了餐飲門面，那就必不可少的會(huì)出現(xiàn)明火，比如圖1，這里到處都有明火，而且大部分地方都沒有防備，這對(duì)于地下建筑的安全來(lái)說是非常不利的[6]。圖1某地下建筑中的明火分布情況其次，由于地下建筑與地面建筑空間的差異，經(jīng)營(yíng)者們往往會(huì)在在地下空間中通過各種各樣的方式來(lái)營(yíng)造舒適空間環(huán)境，特別是在商業(yè)取，人流較多的情況下，商家會(huì)盡可能地美化地下空間，以吸引更多的客人來(lái)此逗留，而在假日，商家也會(huì)在那里懸掛各種各樣的廣告，美化門面。這些裝飾品將易燃的塑料纏繞門面上，并在天花板上懸掛易燃的紅燈籠，在火宅發(fā)生的時(shí)候，會(huì)迅速加劇地下建筑的火勢(shì)蔓延。2.2防排煙建筑設(shè)計(jì)及技術(shù)手段不夠在組合空間和設(shè)計(jì)疏散節(jié)點(diǎn)方面，目前很多地民用地下空間仍然使用傳統(tǒng)的方法，而不是采取適當(dāng)?shù)拇胧?，保證民用建筑地下空間安全排煙。只有在一些地下建筑內(nèi)設(shè)有下沉式的廣場(chǎng)，并且大部分的地下建筑除了出入口以外都沒有與地面的空間相連，如開放庭院或中庭[7]。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，內(nèi)部的電力供應(yīng)會(huì)被切斷，整個(gè)地下大樓就會(huì)陷入一片漆黑之中，而且地下建筑內(nèi)部空間也會(huì)比較密閉，導(dǎo)致煙霧無(wú)法排出，影響到人員的安全和消防工作。2.3防排煙系統(tǒng)風(fēng)道設(shè)置待改進(jìn)本次經(jīng)走訪發(fā)現(xiàn)，不少民用地下建筑在排煙口的安裝位置上，就存在隱患。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，在設(shè)計(jì)民用地下建筑物時(shí)，排煙口的設(shè)計(jì)非常重要，排煙口通常安裝在商業(yè)民用地下建筑和建筑區(qū)。因此有必要選擇更多的空曠位置，以便更好地?cái)U(kuò)散[8]。但是，許多當(dāng)前開口的著火位置極為危險(xiǎn)有待進(jìn)一步改進(jìn)。比如，一些煙孔位置離小區(qū)外墻太近，小區(qū)門窗或風(fēng)向太近。導(dǎo)致有毒防排煙傳播到家庭。還有一些煙孔過于封閉且排空不夠，有害氣體難以釋放，不利于民用地下建筑物內(nèi)氣體的安全。關(guān)于外殼的設(shè)計(jì)，當(dāng)條件的限制迫使其沿著外殼的一部分的外壁放置時(shí)，應(yīng)始終將其放置在上風(fēng)口。然而，一些民用地下建筑物的設(shè)計(jì)繼續(xù)顯示風(fēng)向的選擇取決于它們的安裝位置。3、民用建筑地下空間防排煙設(shè)計(jì)優(yōu)化3.1加強(qiáng)建筑師的視域外延地下建筑的特點(diǎn)，使建筑師的視域受到限制。我國(guó)地下空間的開發(fā)起步于人防工程，之后逐步出現(xiàn)了地下車庫(kù)、地下走廊等，尤其是高層建筑，考慮到結(jié)構(gòu)的安全性和設(shè)備配置要求，要求在高層建筑中按照一定的樓層比例設(shè)置地下室，即地下空間。同時(shí)，在人防工程地下化的前提下，在平戰(zhàn)相結(jié)合的前提下，逐漸實(shí)現(xiàn)了從地下向民用的轉(zhuǎn)變。比如，A市的大部分地下商業(yè)街都是以國(guó)防建設(shè)為基礎(chǔ)的地下商業(yè)場(chǎng)所[9]。隨著對(duì)地下空間的開發(fā)與利用意識(shí)的增強(qiáng)，地下空間的開發(fā)與利用得到了充分的重視，并逐步形成了地下商業(yè)街、地鐵、地下停車場(chǎng)。地下空間已不再僅僅是一個(gè)附屬的被動(dòng)使用空間，它的主體作用是通過地下建筑物來(lái)支持的。在這種發(fā)展與使用的地下空間中，設(shè)計(jì)師的作用和視角也隨之改變，從一開始的建筑工程師對(duì)地下空間的開發(fā)，到后來(lái)的設(shè)計(jì)師與工程師之間的協(xié)作。但是，由于地下建筑沒有室外的空間，因此建筑師在地下建筑的設(shè)計(jì)中所扮演的角色也隨之改變。它在地下空間的規(guī)劃中，著重于對(duì)地下空間的組織、功能的分布以及對(duì)地下空間的封閉性的變化等方面的研究。專業(yè)劃分意味著建筑師過分地依靠工程師來(lái)防止和消除建筑中的煙霧。毫無(wú)疑問，無(wú)論是地面還是地下都需要建筑師，土木工程，設(shè)備工程師和價(jià)格工程師進(jìn)行協(xié)作和協(xié)調(diào)。然而，地下建筑翼樓有其自身的特殊性。它相對(duì)封閉，火災(zāi)發(fā)生后煙霧不容易擴(kuò)散，而且煙霧流動(dòng)的方向和人員疏散的方向與底層大不相同，火災(zāi)發(fā)生時(shí)疏散和救援困難。要解決地下建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)的排煙問題，僅僅依靠暖通空調(diào)工程師是一種被動(dòng)的方法，要么使解決方案復(fù)雜化，要么增加設(shè)備投資，這不僅推高了成本，而且在效果上也不理想。如果建筑師能夠拓寬視野，在布局、建筑材料和物體的選擇、疏散通道和路口組織等方面優(yōu)化地下建筑的設(shè)計(jì)，這是一項(xiàng)積極的措施，再加上暖通工程師的配合，將大大改善地下建筑的排煙性能。3.2選擇合適設(shè)計(jì)方案因地制宜，選擇合適設(shè)計(jì)方案，在基于實(shí)際情況的前提下不斷優(yōu)化民用地下建筑布局，也可以起到合理布局消防疏散通道的目的。一般而言，民用地下建筑設(shè)計(jì)是民用地下建筑物防火設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。為了提高消防建設(shè)工程的科學(xué)性，需要改進(jìn)民用地下建筑物的設(shè)計(jì)，降低安全隱患。對(duì)于民用地下建筑物周圍的環(huán)境，要充分了解民用地下建筑物的設(shè)施，明確民用地下建筑物的防火設(shè)計(jì)要求，科學(xué)地做好設(shè)計(jì)準(zhǔn)備，以便及時(shí)處理火災(zāi)，減少火災(zāi)發(fā)生。在設(shè)計(jì)民用地下建筑物的緊急出口時(shí)，要從民用地下建筑物的實(shí)際設(shè)計(jì)出發(fā)，保證消防通道數(shù)量合理、科學(xué)分布，應(yīng)科學(xué)規(guī)劃走廊寬度，滿足消防人員疏散需要，保障生命財(cái)產(chǎn)安全。此外，根據(jù)不同的民用地下建筑選址以及今后選擇合適設(shè)計(jì)方案，妥善解決煙氣控制問題，也可以提高民用地下建筑材料的選擇。例如，科學(xué)選用具有防火安全等級(jí)的防煙民用地下建筑材料，應(yīng)結(jié)合民用地下建筑物的煙氣要求進(jìn)行綜合分析，明確民用地下建筑物的總體范圍和具體要求以及煙氣排放情況，必須采用該方法?？茖W(xué)的設(shè)計(jì)結(jié)合了自然和機(jī)械煙霧排放，以實(shí)現(xiàn)卓越的性能。如果民用地下建筑物部分通風(fēng)能力差，可在排煙結(jié)構(gòu)中增加壓力設(shè)備，提供足夠的排煙量，增加排煙階段，改善排煙結(jié)構(gòu)。在屋面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理設(shè)計(jì)排煙孔和排煙口，以滿足煙氣凈化的需要，增強(qiáng)排煙順暢，大大提高民用地下建筑物的疏散能力。3.3空間布局及布置的優(yōu)化建筑物的布置包括布局和空間組織兩個(gè)方面，不恰當(dāng)?shù)牟贾每赡軙?huì)阻礙災(zāi)害控制和救援，內(nèi)部災(zāi)害控制作為一項(xiàng)重要任務(wù)被認(rèn)真對(duì)待。設(shè)計(jì)合理，考慮到了災(zāi)害控制的要求，對(duì)內(nèi)部災(zāi)害控制產(chǎn)生了負(fù)面影響。在建筑設(shè)計(jì)中，"布局"是指建筑主體和附屬建筑的規(guī)劃安排，"布置"是指建筑平面、空間和功能的安排。對(duì)于地下建筑，布局是總平面圖，安排是各個(gè)單元的平面圖。雖然地下建筑沒有外部環(huán)境，防火隔離帶、停車場(chǎng)、綠地等元素較少，如果有的話，地下建筑，尤其是比較復(fù)雜的建筑，也會(huì)涉及到空間設(shè)計(jì)和安排的問題，即整體布局。地下建筑的整體布局對(duì)煙霧的預(yù)防和疏散有著至關(guān)重要的影響。如果布局適當(dāng)，并考慮到消防安全要求，將對(duì)內(nèi)部防火和防煙產(chǎn)生積極影響，而如果布局不適當(dāng)，則可能成為防火和防煙的障礙，產(chǎn)生消極影響。因此，在設(shè)計(jì)建筑物時(shí)，必須認(rèn)真對(duì)待內(nèi)部防火和防煙問題?？臻g布局的優(yōu)化可以從以下幾個(gè)方面入手：平面簡(jiǎn)潔，以利于火災(zāi)煙氣情況下的人員的疏散。要盡量避免把地下建筑的內(nèi)部設(shè)計(jì)為“迷宮”，避免交叉路口、彎道太多、無(wú)謂的改變和高低起伏，但是要做到整體統(tǒng)一，讓人更好地了解自己所在的地方，當(dāng)著火時(shí)，可以降低人們的恐慌和迷失。應(yīng)該盡量采用傳統(tǒng)的交通網(wǎng)絡(luò)，包括縱向和橫向的核心網(wǎng)。比如日本，由于地下空間發(fā)展較為成熟，所以首批地下建筑采用分段式建造，以增加經(jīng)濟(jì)效益，因此地下建筑的線路體系十分復(fù)雜[10]。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，這很容易造成疏散人群的混亂和迷路，導(dǎo)致錯(cuò)失最佳的逃生機(jī)會(huì)。同時(shí)，地下空間在設(shè)計(jì)過程中，還可以對(duì)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分區(qū)，獨(dú)立的分區(qū)還可以使較危險(xiǎn)的地區(qū)在發(fā)生事故時(shí)不受其他地區(qū)的影響,而較危險(xiǎn)的地區(qū)則為預(yù)防和控制措施做好充分準(zhǔn)備。因此,在規(guī)劃建筑時(shí),必須確保房間的整潔和清晰布局。構(gòu)建中庭，以利于煙霧排出。一般來(lái)說，小型地下建筑或通道相對(duì)較少的地下建筑不需要中庭，而只有一些大型的地下建筑或者人口眾多的建筑物會(huì)使用中庭。中庭是一種特殊的空間形態(tài)，是地下建筑與外界相隔離和結(jié)合的一種特殊的空間形態(tài)。如果說從保溫、節(jié)約能源等方面考慮，南方的地底建筑更適宜修建中庭，而北邊的建筑則更利于通風(fēng)，因此無(wú)論是地面還是地面，都要采用玻璃屋頂，以利于采光。同時(shí)，它為地下建筑提供了一個(gè)開闊的視野，并為室內(nèi)的公共活動(dòng)空間提供了很好的控制。中庭還對(duì)地下建筑的排煙系統(tǒng)進(jìn)行了改造，可以采取自然排煙、機(jī)械排煙或者二者兼而有之。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，中庭的頂部可