超高層建筑防排煙系統(tǒng)問題分析

時間:2022-06-02 03:09:38

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超高層建筑防排煙系統(tǒng)問題分析

摘要:建筑用地的緊張使很多超高層的建筑涌現(xiàn)出來,在近20年間,高度在100m以上的建筑物產(chǎn)生的數(shù)量呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢,這些超高層建筑物功能完善、體型高大,且活動的人員較多,因此,做好防火措施是管理人員所要關(guān)注的重點(diǎn)。如何做好建筑防煙和在緊急時刻的排煙設(shè)計是保護(hù)人民生命財產(chǎn)安全的重要內(nèi)容,其不但影響人們在發(fā)生緊急狀況時如何快速疏散,還影響施救人員消防撲救的效率,這更加說明了科學(xué)設(shè)計排煙系統(tǒng)、完善煙氣控制設(shè)施的重要性。本文筆者主要對超高層建筑排煙系統(tǒng)中的問題進(jìn)行了深入的探究,并且給出了具體的解決策略,希望能為相關(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞:超高層建筑;防排煙;系統(tǒng);問題分析

科學(xué)的防排煙系統(tǒng)既能做到火前防控,又能協(xié)助火情撲救。根據(jù)調(diào)查顯示,管理人員對防排煙工作的重視程度以及設(shè)計人員的專業(yè)能力是影響防排煙系統(tǒng)科學(xué)性以及有效性的重要因素。國內(nèi)外發(fā)生的重大火情表明,在火災(zāi)發(fā)生時,煙氣是造成人員傷亡的最重要的因素,因此,對超高層建筑物的防排煙系統(tǒng)的設(shè)計與完善一直是人們的關(guān)注點(diǎn),需要對如何提高超高層建筑物防排煙系統(tǒng)的科學(xué)性進(jìn)行探究。

1儲煙倉厚度和最小清晰高度

當(dāng)火情發(fā)生時,為了快速將建筑物室內(nèi)的煙氣排到室外,會使用兩種排煙系統(tǒng),分別為自然排煙系統(tǒng)與機(jī)械排煙系統(tǒng),這兩者所需要的動力不同,系統(tǒng)設(shè)計也存在一定的區(qū)別。值得注意的是,當(dāng)前儲煙倉高度和最小清晰高度依然是衡量我國防排煙系統(tǒng)的主要因素。其中儲煙倉高度對排煙口的面積和數(shù)量發(fā)有著重要的影響;而最小清晰高度則主要是為了保證室內(nèi)人員安全撤離以及施救人員可以迅速控制火情的最低標(biāo)準(zhǔn),無論是自然排煙還是機(jī)械排煙的系統(tǒng)設(shè)計,都必須達(dá)到這個指標(biāo)。《建筑防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB51251-2017)指出,為了保證人員的生命安全,室內(nèi)空間的高度以及走道的空間高度不作硬性要求外,其他區(qū)域的凈高度應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格高于3m,且保證室內(nèi)的排煙口都要設(shè)置在儲煙倉的內(nèi)部。尤其當(dāng)使用機(jī)械排煙系統(tǒng)時,更應(yīng)當(dāng)注重儲煙倉的內(nèi)壁厚度,保證排煙口的數(shù)量不會受到影響。經(jīng)研究表明,室內(nèi)高度、儲煙倉的厚度以及最小清晰度應(yīng)當(dāng)滿足以下關(guān)系:H-d>Hq(1)式中,Hq表示最小清晰高度;d表示儲煙倉的厚度;H為室內(nèi)的凈高度。

2地下樓梯間的防煙系統(tǒng)設(shè)計

地下樓梯間由于采光條件差且沒有較好的通風(fēng)口,是容易出現(xiàn)火情的重要區(qū)域,加強(qiáng)地下樓梯間排煙系統(tǒng)的科學(xué)性是防煙的重點(diǎn)。《建筑防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB51251-2017)第3.1.4條指出,建筑地下部分的防煙樓梯間前室及消防電梯前室,當(dāng)無自然通風(fēng)條件或自然通風(fēng)不符合要求書,應(yīng)安裝機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng),以保證地下安全性,除非以下三個條件同時滿足:(1)地下的封閉樓梯間與地上的樓梯間保持相互獨(dú)立的關(guān)系;(2)地下僅有一層;(3)首層應(yīng)設(shè)置有效面積不小于1.2㎡的可開啟外窗或直通室外的疏散門。《建筑防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的3.1.1條及3.1.4條的前半部分指出除必須設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的區(qū)域外(《建筑防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB51251-2017)3.1.2條),其他區(qū)域推薦采用自然通風(fēng),地下樓梯間、地下建筑室自然適應(yīng)。

3內(nèi)走道排煙系統(tǒng)設(shè)計

3.1管路及附件實(shí)際施工

豎向排煙是為了提高走道凈高的傳統(tǒng)方式,這是因為煙氣的走向特點(diǎn)符合煙囪效應(yīng),可以達(dá)到快速排煙的目的,其具體實(shí)施細(xì)則為在每層建筑的走道側(cè)墻上安裝排煙口,并定期檢查電動排煙口的設(shè)備情況,詳細(xì)見圖1。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,人們認(rèn)為需要將280度排煙防火閥引入內(nèi)走道排煙系統(tǒng)中,進(jìn)一步保證排煙效率以及設(shè)備的整體美觀性,《建筑防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB51251-2017)的出臺將假設(shè)防火閥作為設(shè)計排煙口的硬性條件并且得到了快速的普及,具體見圖2。但是,圖2設(shè)計的方案存在一定的缺點(diǎn),那就是可能會對現(xiàn)場施工造成較大的阻力,因此,筆者建議在圖2的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的修改,即可以促進(jìn)現(xiàn)場施工的效率,又有利于后期檢查與維護(hù)。

3.2排煙窗(口)設(shè)置

盡管內(nèi)走道不必遵守將排煙口設(shè)置在儲煙倉內(nèi)部的硬性條件,但其排煙系統(tǒng)的設(shè)置以及優(yōu)化仍是保證快速疏散的重要內(nèi)容。在實(shí)際的操作中,因為超高層建筑物的高度限制,在安排排煙口時會產(chǎn)生一定的難度,無法保證將所有的排煙口都設(shè)置于儲煙倉的內(nèi)部,而且走道內(nèi)也是各種管線集中的地方,也會增加排煙難度。《建筑防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB51251-2017)第4.3.3條規(guī)定:自然排煙窗(口)應(yīng)設(shè)置在排煙區(qū)域的頂部或外墻,當(dāng)設(shè)置在外墻上時,自然排煙窗(口)應(yīng)在儲煙倉以內(nèi),但走道、室內(nèi)空間凈高不大于3m的區(qū)域的自然排煙窗(口)可設(shè)置在室內(nèi)凈高度的1/2以上;第4.4.12條規(guī)定:機(jī)械排煙系統(tǒng)的排煙口應(yīng)設(shè)在儲煙倉內(nèi),但走道、室內(nèi)空間凈高不大于3m的區(qū)域,其排煙口可設(shè)置在其凈空高度的1/2以上,當(dāng)設(shè)置在側(cè)墻時,吊頂與其最近邊緣的距離不應(yīng)大于0.5m。在內(nèi)道設(shè)置的排煙口其高度應(yīng)當(dāng)設(shè)置為內(nèi)道凈高度的1/2及以上,但是不用嚴(yán)格執(zhí)行最小清晰度的要求,保證儲煙倉的內(nèi)壁厚度滿足以下要求:(1)厚度應(yīng)與最小清晰高度有一定的重合部分:(2)出煙口應(yīng)與擋煙垂壁有機(jī)統(tǒng)一,保證吸入大量的室外空氣,從而有效地提升排煙量;(3)排煙口的位置應(yīng)當(dāng)?shù)陀趦焸},滿足《建筑防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB51251-2017)的(4)4.12第七款規(guī)定,對每個排煙量進(jìn)行核查與檢驗,這就要求在實(shí)際的設(shè)計過程中,要使排煙口與頂棚保持適宜的距離。

4豎向土建風(fēng)道內(nèi)的防排煙風(fēng)管安裝

根據(jù)工程經(jīng)驗,由混凝土制作的風(fēng)道,風(fēng)量延程損耗較大易導(dǎo)致機(jī)械防排煙系統(tǒng)失效且在工程實(shí)踐中,風(fēng)道的光滑度對系統(tǒng)的有效性起到了關(guān)鍵性作用,所以《建筑防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB51251-2017)第3.3.7條與4.4.7條規(guī)定,機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)、機(jī)械排煙系統(tǒng)應(yīng)采用管道送風(fēng),兩者均不應(yīng)采用土建風(fēng)道,送風(fēng)(排煙)管道應(yīng)采用不燃材料制作且內(nèi)壁光滑。同時,也對管道強(qiáng)度和嚴(yán)密性檢驗進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。豎向土建風(fēng)道內(nèi)的防排煙風(fēng)管的安裝,為避免無法控制好井道內(nèi)風(fēng)管與墻體之間距離的問題,進(jìn)而影響施工的正常緊張,筆者認(rèn)為,可以通過以下措施來優(yōu)化土建風(fēng)道管設(shè)計:(1)在充分考慮風(fēng)管的安裝條件的基礎(chǔ)上設(shè)定風(fēng)道管留洞的洞口截面面積,且適當(dāng)增加排煙管的厚度。(2)為了保證風(fēng)管安裝的質(zhì)量以及安裝便捷性,高效性最大合理使用建筑空間。豎向土建風(fēng)道風(fēng)管安裝的施工工序應(yīng)按照:①鋼筋混凝土墻體內(nèi)防火不燃材料的使用;②金屬風(fēng)管的搭建;③進(jìn)行檢查;④后砌筑墻。值得注意的是,將金屬風(fēng)管嵌入豎井土建風(fēng)道需要精細(xì)地計算風(fēng)道的尺寸,這樣才有利于后砌筑墻的實(shí)施。最后,建筑排煙設(shè)計師應(yīng)對設(shè)置專業(yè)風(fēng)管的墻體進(jìn)行標(biāo)注,以備后期的檢查與裝備的升級。設(shè)計圖集《防排煙機(jī)暖通防火設(shè)計審查與安裝》(20K607)P87—P92進(jìn)行了詳細(xì)說明,可參照執(zhí)行。

5結(jié)語

總而言之,保證建筑防煙和在緊急時刻迅速排煙是建筑設(shè)計重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容,筆者結(jié)合自身的工程實(shí)際狀況,對超高層建筑中防煙系統(tǒng)的完善提出了一些自己的觀點(diǎn)以及建議,但是,如何將消防技術(shù)規(guī)范以及建筑功能的有效拓展融入防煙設(shè)計,仍需要設(shè)計人員深入的探究,以期做出更具有安全性、系統(tǒng)性、科學(xué)性的設(shè)計作品,不斷推進(jìn)建筑防排煙系統(tǒng)的完善。

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作者:肖建文 單位:湖南湘江新區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站