劉文輝

(鞍山市消防支隊，遼寧 鞍山　114000)

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地下建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)置問題探討

劉文輝

(鞍山市消防支隊，遼寧 鞍山114000)

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速發(fā)展，地下商場及車庫等地下建筑大量涌現(xiàn)。地下建筑形式和結(jié)構(gòu)特殊，一旦發(fā)生火災(zāi)后果嚴(yán)重，有效設(shè)置防排煙系統(tǒng)意義重大。結(jié)合實際對地下建筑防排煙系統(tǒng)常見問題進(jìn)行了歸納、匯總，探討了地下建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)置的技術(shù)措施及新型防排煙技術(shù)的應(yīng)用，以切實發(fā)揮地下建筑防排煙設(shè)施的功效。

地下建筑；防排煙系統(tǒng)；人員疏散

目前我國具有地下空間的建筑工程的數(shù)量逐年增多，經(jīng)不完全統(tǒng)計，我國地下有效利用空間已經(jīng)達(dá)到1 000萬平方米，其中主要使用功能是餐飲、商業(yè)街、車庫、地鐵或者旅館等。地下建筑一旦著火，很容易發(fā)展成重特大火災(zāi)事故,為此筆者試對地下建筑防排煙系統(tǒng)的設(shè)置問題進(jìn)行探討。

一、地下建筑火災(zāi)的特殊性

(一)結(jié)構(gòu)的特殊性

地下建筑結(jié)構(gòu)的特殊性是指其形式具有多樣性，主要有矩形、帶形、環(huán)形以及條形，其結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。多數(shù)地下建筑為條形，簡單地說就是中間部分為人行通道，兩側(cè)為商業(yè)店鋪等區(qū)域，其凈高一般控制在3 m左右,同時在地下建筑周邊設(shè)有多個敞開式出入口與地面連通。此外，地下建筑還具有封閉性，這是由于地下與地上一般都是通過樓梯或者天井進(jìn)行聯(lián)系。

(二)火災(zāi)的特殊性

1.煙氣危害大

地下建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，由于局部存在陰燃狀況，發(fā)煙量大；空間有限，排煙困難；出口冷空氣的卷吸，導(dǎo)致煙氣濃度大。另外，地下建筑發(fā)生火災(zāi)后，由于空間封閉，會發(fā)生缺氧現(xiàn)象，造成可燃物不完全燃燒，產(chǎn)生大量的一氧化碳。再加上地下建筑后期裝修中，大量使用高分子材料，火災(zāi)時這些材料極易產(chǎn)生有毒氣體，導(dǎo)致火場有毒氣體濃度大。

2.極易出現(xiàn)轟燃現(xiàn)象

地下建筑具有封閉性，與地上外部聯(lián)系的通道較少，排熱能力較差，導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)后，熱煙氣很難及時排出，熱量不斷增加聚集，導(dǎo)致地下建筑出現(xiàn)轟燃現(xiàn)象，且轟燃發(fā)生的時間比地上建筑早些。

3.人員疏散困難

地下建筑發(fā)生火災(zāi)后，人員疏散困難，主要原因：一是人員逃生路線較長，逃生出口較少；二是地下建筑采用人工照明，在發(fā)生火災(zāi)時，照明電源會被切斷，這時只能依靠疏散指示標(biāo)志和事故照明，照度低影響人員的疏散能力；三是煙氣濃度大，現(xiàn)場能見度低，阻礙了人員逃生的視線；四是有毒煙氣濃度大，會導(dǎo)致人員中毒，影響行動能力；五是大量煙氣的產(chǎn)生，燃燒對氧氣的消耗，致使現(xiàn)場氧氣濃度降低，造成人員缺氧疏散能力下降；六是現(xiàn)場人員不熟悉環(huán)境，會出現(xiàn)擁擠等混亂現(xiàn)象，造成疏散緩慢[1]。

二、地下建筑防排煙系統(tǒng)存在的問題

對既有防排煙系統(tǒng)的檢測結(jié)果表明：絕大多數(shù)現(xiàn)有地下建筑的防排煙系統(tǒng)都存在著排煙量不足、機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)的余壓值與規(guī)范要求相比不足、風(fēng)口的布置不符合規(guī)范要求、閥門自動啟閉不能實現(xiàn)等諸多問題[2]。究其原因，在方案設(shè)計階段設(shè)計者就存在著不能聯(lián)系實際、對國家規(guī)范理解生硬、片面地參考規(guī)范中的某些條文和表格，而未考慮到具體工程中的實際情況；對于施工單位，施工技術(shù)水平不高，很難嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙和相關(guān)圖集施工，風(fēng)機(jī)的選用與設(shè)計選型相差較大，施工過程管理不嚴(yán)格導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的箱體變形嚴(yán)重、風(fēng)道表面的粗糙度不符合規(guī)范要求、風(fēng)管截面的凈面積達(dá)不到設(shè)計要求、選用的防火閥門沒有經(jīng)過國家相關(guān)部門的認(rèn)證等現(xiàn)象，加之監(jiān)理單位不認(rèn)真負(fù)責(zé)，很可能導(dǎo)致防排煙系統(tǒng)不能充分發(fā)揮其作用；在運(yùn)營方面，未能提高管理人員的操作能力，沒有定期維護(hù)保養(yǎng)，未做好隨時應(yīng)對火災(zāi)的準(zhǔn)備工作[3]。因此，應(yīng)加強(qiáng)對設(shè)計、施工和運(yùn)營人員的管理和培訓(xùn)，從設(shè)計、施工、管理運(yùn)營等各個階段提高防排煙系統(tǒng)的可靠性，為防排煙系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時高效、穩(wěn)定地發(fā)揮作用提供可靠的保障。

三、地下建筑防排煙系統(tǒng)的設(shè)置

(一)一般要求

對于地下建筑防排煙系統(tǒng)的設(shè)置問題，《建筑設(shè)計防火規(guī)范》[4](GB 50016—2014，以下簡稱《建規(guī)》)規(guī)定，當(dāng)?shù)叵陆ㄖ?室)總面積大于200 m2或一個房間建筑面積大于50 m2，且經(jīng)常有人停留或可燃物較多時，應(yīng)設(shè)置排煙設(shè)施。一般地下建筑防排煙系統(tǒng)主要包括機(jī)械送風(fēng)、自然排風(fēng)以及機(jī)械排煙等設(shè)施。同時，地下建筑要控制或禁止使用可燃裝飾材料，對防火防煙分區(qū)進(jìn)行有效的劃分，控制和阻止地下建筑煙氣的排放或擴(kuò)散。

(二)防排煙形式的選擇

防排煙形式的科學(xué)選擇對于地下建筑尤為重要，地下建筑應(yīng)該選擇合理的、科學(xué)的防排煙形式。從目前我國地下建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)置來看，其排煙系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置應(yīng)用的較為廣泛[5]。該獨(dú)立設(shè)置有所欠缺的是其占用空間較大，資金使用量比較大，同時后期維護(hù)費(fèi)用也較高。隨著我國節(jié)能環(huán)保理念的推廣，在地下建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)置中，通過不斷研究和創(chuàng)新，產(chǎn)生了一種雙速風(fēng)機(jī)。雙速風(fēng)機(jī)不僅節(jié)約空間，還降低了成本，使風(fēng)管和風(fēng)機(jī)都得到了有效使用。雙速風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)就是當(dāng)?shù)叵陆ㄖ窗l(fā)生火災(zāi)時，雙速風(fēng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行排風(fēng)換氣，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，即高速運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行機(jī)械排煙。

(三)排煙量及送風(fēng)量的計算

實踐表明，目前機(jī)械排煙系統(tǒng)存在不同程度的問題，例如排煙量及送風(fēng)量的設(shè)計未滿足規(guī)范要求。這些問題的存在，主要是由于在地下建筑的設(shè)計過程中，相關(guān)人員未對其進(jìn)行實地考察和全方位考慮；在施工中，混凝土風(fēng)道內(nèi)表面的粗糙程度不符合要求等[6]。這些問題的出現(xiàn)導(dǎo)致防排煙系統(tǒng)的風(fēng)量及風(fēng)速不能滿足規(guī)范要求。對于防排煙系統(tǒng)的設(shè)計，應(yīng)結(jié)合地下建筑實際，對排煙量及送風(fēng)量進(jìn)行科學(xué)計算。通常情況下，如果擔(dān)負(fù)兩個或兩個以上防煙分區(qū)排煙時，應(yīng)按最大防煙分區(qū)面積每平方米不小于120 m3·h-1計算，擔(dān)負(fù)一個防煙分區(qū)或凈空高度大于6 m不劃防煙分區(qū)的房間排煙時，應(yīng)按每平方米不小于60 m3·h-1計算，單臺風(fēng)機(jī)最小排煙量不應(yīng)小于7 200 m3·h-1。送(補(bǔ))風(fēng)量應(yīng)不小于排煙量的50%。

(四)補(bǔ)風(fēng)口與排煙口的設(shè)置

地下建筑密閉性較強(qiáng)，為了保證正常的排煙效果，應(yīng)設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)。補(bǔ)風(fēng)口與排煙口的設(shè)置要點(diǎn)為：(1)補(bǔ)風(fēng)口可設(shè)置在本防煙分區(qū)內(nèi)，也可設(shè)置在同一防火分區(qū)的其他防煙分區(qū)內(nèi)，當(dāng)補(bǔ)風(fēng)口與排煙口設(shè)置在同一防煙分區(qū)內(nèi)時，補(bǔ)風(fēng)口應(yīng)設(shè)在儲煙倉下沿以下，且補(bǔ)風(fēng)口應(yīng)與儲煙倉、排煙口保持盡可能大的間距，這樣才不會擾動煙氣，也不會使冷熱氣流對撞，造成煙氣的混流；(2)補(bǔ)風(fēng)口與排煙口水平距離不應(yīng)小于5 m；(3)排煙口的大小不應(yīng)簡單按連接風(fēng)管的管徑確定，應(yīng)當(dāng)按有效通風(fēng)面積計算確定；(4)對地下建筑送風(fēng)、排煙豎井上的補(bǔ)風(fēng)口、排煙口應(yīng)標(biāo)明尺寸和高度等。

(五)排煙風(fēng)機(jī)房的設(shè)置

為保證防排煙風(fēng)機(jī)在排煙工作條件下，能正常連續(xù)運(yùn)行，防止風(fēng)機(jī)直接被火焰威脅，就必須有一個安全的空間放置防排煙風(fēng)機(jī)。防排煙風(fēng)機(jī)房設(shè)置要點(diǎn)為：防排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)設(shè)置在專用機(jī)房內(nèi)，該房間應(yīng)采用耐火極限不低于2.0 h的隔墻和1.5 h的樓板及甲級防火門與其他部位隔開。

(六)防火閥的設(shè)置

排煙防火閥一般用于排煙系統(tǒng)管路上面，通常平時處于關(guān)閉狀態(tài)，遇到火災(zāi)時，通過報警聯(lián)動自動開啟。當(dāng)排煙防火閥處的煙氣溫度達(dá)到280 ℃時其自動關(guān)閉。防火閥一般安裝于補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)的管路上，自動開啟(并具備手動開啟的功能)。當(dāng)防火閥處的氣體溫度達(dá)到70 ℃時，其會自動熔斷關(guān)閉。排煙防火閥或防火閥的設(shè)置要點(diǎn)為：(1)防火閥或排煙防火閥應(yīng)按《建規(guī)》要求，靠近防火分隔處設(shè)置，“距墻表面不應(yīng)大于200 mm”，上述風(fēng)閥與防火分隔之間的風(fēng)管應(yīng)采取隔熱防火措施；(2)防火閥的設(shè)置應(yīng)按《建規(guī)》的規(guī)定執(zhí)行。

(七)地下地上共用樓梯間的防排煙措施

在地下建筑發(fā)生火災(zāi)時，高溫有毒的煙氣在浮力作用下會通過樓梯間向上層蔓延，所以在建筑地上層和地下層相連的樓梯間應(yīng)按要求使用防火門進(jìn)行分隔，并根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置相應(yīng)的機(jī)械防排煙系統(tǒng)[7]。然而在設(shè)計實踐中，往往容易忽略防火門的影響，為避免風(fēng)道進(jìn)行疊加，地上和地下仍合用一套加壓送風(fēng)系統(tǒng)，加壓送風(fēng)口采用電動風(fēng)口，但筆者認(rèn)為一旦地下部分發(fā)生火災(zāi)，煙火蔓延至地上部分時，對地上部分的人員疏散會造成很大威脅，因此對于防煙系統(tǒng)而言，為增強(qiáng)可靠性，地上和地下部分加壓送風(fēng)量需要同時滿足要求，以免造成安全隱患。

(八)地下建筑某些特殊部位的防排煙問題

《建規(guī)》規(guī)定了設(shè)置排煙設(shè)施的要求，然而在實際工程中，設(shè)計人員往往沒有考慮《建規(guī)》的限定條件，只依據(jù)面積要求，設(shè)置了排煙設(shè)施，造成了浪費(fèi)。針對這種問題，筆者認(rèn)為，以下地下建筑應(yīng)具體問題具體分析：(1)水泵房、變配電室(使用干式變壓器、少油或真空開關(guān))或者發(fā)電機(jī)等房間中，其無人停靠，同時其使用的可燃物又較少，對于這類房間可不設(shè)置排煙系統(tǒng)；(2)對于溜冰館的冰場、游泳館的游泳池、射擊館的靶道區(qū)、保齡球館的球道區(qū)等，由于其面積不計入這些場館的防火分區(qū)面積內(nèi)，所以無需對其設(shè)置排煙系統(tǒng)；(3)對于貴重設(shè)備室以及檔案庫和珍藏室，即發(fā)生火災(zāi)損失嚴(yán)重的房間，由于設(shè)置了氣體滅火系統(tǒng)，可不設(shè)置機(jī)械排煙，但火災(zāi)過后，需要對這些房間進(jìn)行通風(fēng)換氣。

四、新型防排煙措施的應(yīng)用

隨著我國在地下建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)置等問題上的不斷研究和創(chuàng)新，創(chuàng)造了一些新的防排煙措施，這些新措施與通風(fēng)換氣的實質(zhì)基本吻合，其主要是降低和減少火災(zāi)現(xiàn)場一些毒煙或者煙氣濃度，為救援和人員疏散等開辟通道。新型防排煙措施一般包括物理型和化學(xué)型措施，其具體措施為：(1)物理型措施。所謂物理型措施就是采用靜電消煙裝置，對火災(zāi)現(xiàn)場中帶電的煙粒子通過靜電場過程中實行定向轉(zhuǎn)移運(yùn)動，使煙粒子聚集到電極上并對其進(jìn)行消除。利用物理型措施主要是為了剔除火災(zāi)現(xiàn)場中的帶電煙粒子，使火災(zāi)現(xiàn)場煙氣濃度降低，提升現(xiàn)場的能見度，進(jìn)而保證人員疏散。(2)化學(xué)型措施。所謂化學(xué)型措施就是利用消煙劑進(jìn)行消煙，例如：惰性霧狀消煙劑、化學(xué)消煙劑等。利用消煙劑主要是針對地下建筑火災(zāi)現(xiàn)場中一些有毒氣體，通過化學(xué)反應(yīng)降低毒氣傷害性。

[1] 秦莉,熊洪.城市地下商業(yè)建筑防排煙系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題[J].廣東土木與建筑,2002(6):33-35.

[2] 趙耀華,李思成,王偉,等.建筑防排煙系統(tǒng)常見問題探析[J].建筑科學(xué),2012(S2):39-43.

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[7] 姚仁兵.地下建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)置的探討[J].中國西部科技,2014(4):89-90.

(責(zé)任編輯李蕾)

On Setting up the Smoke Control System in Underground Buildings

LIU Wenhui

(AnshanMunicipalFireBrigade,LiaoningProvince114000,China)

With the continuous development of China’s urbanization, the demand for underground buildings, such as super underground shopping malls and underground garages grows rapidly. Due to the unique form and structure of the underground buildings, serious fire accidents occur easily. This paper analyzes specifically on how to set up an underground building smoke control system to improve the efficacy of underground smoke control system facilities.

underground buildings; smoke control system; personnel evacuation

2016-04-25

劉文輝(1967—)，男，遼寧沈陽人，高級工程師。

TU892

A

1008-2077(2016)08-0063-03