高层民用建筑防排烟设施刍议

点赞:25718 浏览:118701 近期更新时间:2024-02-12 作者:网友分享原创网站原创

【摘 要】文章指出自然排烟、机械排烟、机械防烟设计中的存在问题,并指出了各种问题所产生的原因和可能的后果,进而就如何完善高层民用建筑防排烟设施,提出了防排烟系统的方式选用、数据确定、系统布置等方法.

【关 键 词】自然排烟;机械排烟;机械防烟;对策处理

1.自然排烟存在的问题

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,往往导致工程完工后,自然排烟设施不具备排烟作用,分析其原因主要有以下几个方面:

1.1自然排烟窗的设置位置不当

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.另外有些安装高度较高、开启困难的排烟窗也未安装开启操作装置,不利火灾情况下排烟窗的开启.

1.2开窗净面积不足影响排烟效果

侧拉窗可开启净面积占整窗面积百分比为45%;平开窗可开启净面积占整窗面积百分比为90%(但高层民用建筑内极少采用);上翻窗可开启净面积占整窗面积百分比为30%.从建筑结构和平面布局来说,高层民用建筑采用自然排烟方式符合现行规范的难度极大.

1.3自然排烟窗的结构形式不合理

《高规》第8.2.4条规定:“排烟窗宜设置在上方,并应有方便开启的装置”.高层建筑内自然排烟窗靠人员手动开启是不现实的,虽然可以设置传动装置,实现联动、远程手动、自动打开,但其传动机构、联动装置的造价极为高昂,而且对于广泛采用的侧拉窗而言,目前国内尚无厂家生产,无法实现.因此高层民用建筑内排烟窗均未设置传动开启装置,甚至作为火灾排烟用的天窗、高位窗亦不设传动开启装置.

2.设置机械防烟设施部位所要求的余压值难以形成


机械防烟是在保持防烟楼梯间及其前室有足够的压力,以便使火灾期间引起的烟气不能进入楼梯间及其前室的基础上提出的.这种系统较简单,但有关风量、风速必须详细计算.

2.1应设机械防烟设施的部位未按规范要求设置

对于建筑高度超过50米的一类公共建筑和建筑高度超过100米的居住建筑以及不具备自然排烟条件的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室、避难层(间)均宜设置机械防烟系统.从安全角度考虑,楼梯间及其前室都需要保持正压,但对靠外墙且有窗的楼梯间,当火灾发生后,因个别窗子开着或玻璃损坏,就难以保持所需要的正压值,达不到防烟效果.

2.2送风口设置不符合要求

有的竖向机械防烟系统的送风口采用同一规格尺寸的固定百叶窗式常开风口,但由于没有进行等截面等送风量的设计计算,致使各处送风口的风量、风速严重不平衡,离风机较近的送风口的风量较大,末端的送风口的风速、风量接近于零.

2.3风管竖井施工质量差,漏风严重

有相当多的工程因送风竖井不抹灰、管道连接不严实,常闭风口关闭不严密,漏风十分严重,导致送风口风速、风量达不到规范要求.加之管道过长、内表面不光滑、弯头转角多以及有的管道内有杂物未清理等造成管道内阻力大,影响烟气流速,致使有时难以测到风口风速.

2.4加压送风机的设置与选型考虑不周

有些工程设计将加压送风机设在上部设备层或下部设备层某一机房内,但未考虑新风进风通路,当机房的门处于关闭状态时,室外新风将无法进入,严重影响加压送风效果(仅靠门窗缝隙进风是难以满足加压送风要求的)

3.机械排烟设施的排烟效果不明显

机械排烟是考虑人员进行疏散时,不使烟气带入前室而应及时排出的一种强制排烟方式,并要组织好前室内的气流,否则会因送风口与排烟口位置设置的不当而导致烟气不能顺利排出,而难以达到预期的排烟目的,造成这种现象的原因有以下几种:

3.1防烟分区划分不合理

有些建筑面积较大的地下室的机械排烟系统有跨越防火分区的现象;防烟分区超面积的现象也较普遍;防烟分区之间不按规范规定设挡烟设施的现象较为突出,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,有些建筑的梁虽然可以起到挡烟垂壁的作用,但是由于排烟系统的排烟管道和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,就失去了挡烟作用.

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3.2排烟口的设置不当

当用隔墙或挡烟垂壁划分为防烟分区时,有些工程不能满足每个防烟分区分别设置排烟口,并应尽量设在防烟分区的中心部位,且至该防烟分区最远点的水平距离不应超过30米的要求.

3.3排烟管道的设置不当

当排烟管道穿过挡烟墙时两者之间的空隙未用水泥砂浆等非燃材料严密填塞,安装牢固,使其具有良好的气密性;有些排烟管道外表面与可燃构件的距离小于0.15米,难以满足规范要求;当排烟管道与排烟机采用法兰连接时或为了防震而采用非燃烧的软性连接,软接头与管道连接不严密;还有个别单位取消了竖井到吊顶风口的分支风管,利用吊顶空间代替排烟管道,造成常有漏烟现象.

4.处理对策

防排烟技术的应用存在着较多不尽人意的地方,在高层民用建筑防排烟系统的设计过程中,应从高层民用建筑防排烟系统的方式选用、数据确定、系统布置、维护和监督管理等方面解决实际问题.

4.1正确选用排烟方式

正确的排烟方式是高层民用建筑安全性能的重要保障.笔者根据工作经验、相关技术标准,认为排烟系统的选用要素为:自然排烟优于机械排烟,空间排烟首选机械排烟,自然排烟避让高层排烟.

4.2合理确定排烟数据

《高规》关于“排烟口风速不宜大于10m/s”,“最小排烟量不应小于7200m3/h”等的规定给人形成风速愈小愈好,排烟量愈大愈好的误导,这不但造成投资浪费,而且还会造成火势蔓延.设计人员因根据建筑物的特性、构造、可燃荷载、环境等综合因素合理确定排烟量、风速等排烟系统基本数据的范围,此范围的上限和下限,应严格借鉴消防研究部门研究测试结果,严格校核漏风量和风力损失等,做到经济合理.

4.3精心设计排烟布置

4.3.1自然排烟

自然排烟的设计应充分考虑排烟窗的有效开口面积,注意设置不同朝向的可开启排烟窗,对无法手动开启的排烟窗应设置机械传动装置.

4.3.2机械排烟

机械排烟的设计主要考虑三个方面.一是合理组织烟气流动.火灾状态下,机械送风口(或新风入口)的位置与机械排烟口的位置不宜过近,同时送风的速度不宜过快,防止机械气流与火灾烟气流冲突,将火灾烟气流扰乱、稀释,确保火灾烟气流与排烟方向保持一致.建议采用着火防烟分区机械排烟,相邻防烟分区机械送风的方式.二是严格布置排烟管道、排烟口.根据排烟量、排烟风速、风管材料、风口型式、风力损失等,认真计算出各段烟道的截面积、排烟口的开口面积、排烟口的设置位置、数量等,达到既合理又满足规范的要求.三是认真设计火灾联动控制.机械排烟系统与火灾自动报警系统的作用效果均体现在火灾初期,是有机统一的整体.因此排烟系统的联动控制极为重要,要满足排烟口手动或自动打开,直接启动排烟机;排烟防火阀打开(关闭),联锁启动(关闭)排烟机;火灾自动报警系统远程手动(多线)控制和联动(总线)控制排烟机等要求.

总之,在高层建筑中安装行之有效的排烟设施是安全疏散、抢险救援的需要,开展高层建筑火灾的试验研究,完善火灾烟气流动模型,出台专门的完整的排烟设计规范,解决防排烟设计中的实际问题,是高层建筑日益发展的必然趋势和现实需要.