高層民用建筑防排煙技術探討

隨著我國現(xiàn)代化建設的快速發(fā)展，高層建筑在許多城市呈現(xiàn)出良好發(fā)展，地下建設項目也在迅速發(fā)展。為了確保國家和人民的財產與生命安全,建筑防火設計已成為建筑設計中不可分割的有機組成部分,而其中有關防排煙的問題又是十分重要的一環(huán),下面本文就防排煙的重要性及其技術進行一下探討。1.燃燒的可燃物對人體的危害現(xiàn)代化的高層民用建筑內,可燃裝修、陳設較多,還有相當多的高層建筑使用了大量塑料裝修、化纖地毯和用泡沫塑料填充的家具。各種塑料以及其他化工建材等易燃材料作為建筑裝飾材料應用,一旦發(fā)生火災,這些可燃物在燃燒過程中會產生大量的有毒煙氣和熱,同時還要消耗大量的氧氣,易使人窒息、中毒致死。2000年12月25日晚,河南省洛陽市東都商廈燒死燒傷316人,其中死亡的309人全部是被煙氣熏死的。這些火災造成大量人員傷亡的嚴重后果,無不是由于室內有大量可燃物,燃燒時產生大量濃煙和有毒氣體并迅速蔓延,加上沒有采取有效的通風排煙技術措施而造成的。由此可見,火災中煙氣已成為人的生命安全最大的威脅因素,我們要提高認識。2.預防和處理關于廣播的技術措施要降低煙氣對人的危害,應該從減少煙氣的產生、控制煙氣的蔓延、及時地消除煙氣等方面來考慮。2.1裝修材料的選擇煙氣是可燃(B2級)材料燃燒的產物。建筑物的耐火等級應為一、二級,其承重構件應采用不燃材料,非承重構件也應采用不燃材料,僅條件非常困難時可采用少量可燃材料。在室內裝修時,須盡量采用不燃(A級)或難燃(B1級)材料,特別是頂棚應采用不燃裝修材料,頂棚材料燃燒性能應高于墻面,墻面應高于地面;一般規(guī)定樓梯間的裝修材料應采用A級;門廳和走道的頂棚應采用A級材料,其墻面和地面的裝修材料應采用不低于B1級。對可燃材料(如木質材料、紡織物)應作阻燃處理;使用的電氣線路應選用低鹵類絕緣線纜;對有機物(如塑料)材料應進行抑煙劑技術處理,以減少煙氣的生成量和毒性。2.2封閉相關管道碳排放根據消防技術規(guī)范要求,在建筑物的水平方向應設置防煙分區(qū),防煙分區(qū)不得跨越防火分區(qū),面積不超過500平方米,采用梁、防煙垂壁(高度不小于500毫米)、隔墻等圍護設施將煙氣臨時控制在一定區(qū)域內,阻擋煙氣在水平迅速蔓延;在每層對管道井、電纜井、玻璃幕墻與外墻之間的空隙應采用防火堵料進行封堵,使煙氣不能自下而上自然流動;對電梯井、樓梯間,應采用設置前室、封閉樓梯間,入口設置向疏散方向開啟的防火門,阻隔空氣流動路徑,以減少“煙囪效應”,防止煙氣迅速進入。2.3增設機械煙設施在房間、內走道、樓梯間的外墻上設置可開啟窗戶,窗戶面積不應小于房間面積的5%、走道的2%,靠外墻的樓梯間每五層內可開啟外窗面積不應小于2平方米,如果能保持室內空氣流動,煙氣就能自然排出。如房間、內走道沒有自然通風排煙條件,則應增設機械排煙設施,排煙量應按防煙區(qū)面積每平方米不小于60立方(當排煙風機負擔兩個以上防煙分區(qū)時,應按最大防煙區(qū)面積每平方米不小于120立方)計算;排煙口應設置在頂棚下或墻上側,不應緊靠出口,以及時排除煙氣,自然或強制排煙系統(tǒng)經常被用于控制煙氣使之保持在一定高度,因而使在煙氣下面逃生成為可能。不具備自然排煙條件或建筑高度超過50米的一類公共建筑和建筑高度超過100米的居住建筑的樓梯間及前室應設置機械送風防煙設施,增大樓梯間及前室內氣壓,與走道形成一個氣壓差,以阻止煙氣從內走道滲入,使人們能夠從無煙的樓梯間到達室外地面。3.預防排水的設計3.1全面煙火機床規(guī)劃安全設計《高層民用建筑設計防火規(guī)范》第8.4.1條規(guī)定:設置機械排煙的地下室,應同時設置送風系統(tǒng);《人民防空工程設計防火規(guī)范》第6.1.1條、第6.1.2條規(guī)定:某些人防工程的某些部位應設防煙、排煙設施;《建筑設計防火規(guī)范》第5.1.1A條規(guī)定:除設在首層、二層、三層以外的歌舞娛樂放映游藝場所均應設置防煙排煙設施。綜合三部規(guī)范可得出:只有設在四樓及四樓以上的歌舞娛樂放映游藝場所和地下建筑才考慮設置全面排煙送風設施。根據空氣流動的原理,要排除某一區(qū)域的空氣,就需要同時有另一部分空氣來補充。要排除地下建筑的火災煙氣,就需要送風系統(tǒng)送入新鮮空氣進行補充。所以,地下建筑設有排煙系統(tǒng)時,應同時設置送風系統(tǒng)。那么其他場所應不應該設置全面排煙送風設施呢?目前無窗和固定窗場所大量存在,由于歌舞廳、迪廳、卡拉OK廳、夜總會、錄像廳、桑拿浴室等場所為了防止噪音擴散、保持空調和燈光效果,在裝修時有的故意將窗戶封堵,有的設固定窗扇,這些場所有的規(guī)模較大,面積上千平方米,有的還占有幾層。大型賓館、飯店、商場、寫字樓等一般都設有空氣調節(jié)系統(tǒng),大多裝固定的落地式玻璃窗,即使設的不是固定窗,通常情況下也將窗戶緊閉,有的外墻設有玻璃幕墻,甚至還有巨幅固定廣告。通過對它們進行的調研發(fā)現(xiàn),所有此類場所的火災緊急預案中沒有一個提到當火災發(fā)生時要把窗戶打開通風,以補充排煙系統(tǒng)排出的空氣。許多案例也表明:火災條件下人們通常會直接逃生,很少有人去打開窗戶。這類無窗和固定窗場所存在較突出的火災危險性,其中火災煙氣控制能力薄弱是很突出的一個方面。既然無窗和固定窗場所火災初起時空氣流動特點與地下建筑相同,那么無窗和固定窗的歌舞娛樂放映游藝場所、賓館、飯店、商場、寫字樓也應考慮設全面排煙送風系統(tǒng)。3.2以全面低壓縮低段、無火災煙氣穩(wěn)定型的從2月目前,設有機械送風和排煙系統(tǒng)的建筑正在增多。在這種建筑中如何組織空氣流動?國家規(guī)范尚無規(guī)定。通常這類場所多將排煙口、送風口布置在吊頂上,送風系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)多采用聯(lián)動控制的方式。如某地下市場寬8米,高2.7米,其送風口設在建筑頂部中心,排煙口設在頂部靠墻處,該地下市場的機械排煙、送風系統(tǒng)是聯(lián)動控制的,當排煙、送風系統(tǒng)啟動時,新鮮空氣從中間送風口向下流動,和旁邊空氣摻混,排煙口周圍的空氣向排煙口流動。但這種防排煙設計方案存在較大缺陷,不能充分有效地排除火災煙氣。如果沒有排煙送風系統(tǒng),發(fā)生火災時,火災煙氣在浮力的作用下向上升起,遇到樓板時改為水平擴散,在冷空氣的摻混和樓板的冷卻下,溫度下降,密度升高并向下流動。通過比較可以發(fā)現(xiàn),當火災發(fā)生時,火災煙氣流動路線與機械排煙送風系統(tǒng)產生的氣流路線相反,火災煙氣流被人工氣流擾動、稀釋,火災煙氣會彌漫整個空間,不利于排出。在設有全面排煙送風設施的建筑中,如何組織空氣流動呢?本文提出一種送風設計以供選擇。在此設計中,排煙口與送風口都設在吊頂上,通過控制送風支管上的閥門只向同一防火分區(qū)中未探測到火災的防煙分區(qū)送風,排煙口則仍在排煙防火閥的控制下工作。在全面排煙送風系統(tǒng)中采用選擇送風有如下優(yōu)點:送風口送入的風經過緩沖風速降低,與普通建筑的自然補風風速相當,氣流方向不與火災氣流沖突,不會擾動火災煙氣,利于火災煙氣的排出。3.3自動報警系統(tǒng)與防排煙系統(tǒng)的關系防排煙工程的作用是在火災發(fā)生時及時而有效地排除火災初起區(qū)域和蔓延到未著火區(qū)域的煙氣,防止火災煙氣擴散到未著火區(qū)域和疏散通道,為受災人員的疏散、物資財產的轉移、火災的撲救創(chuàng)造時間和空間上的條件。防排煙系統(tǒng)主要是在火災發(fā)生初期發(fā)揮作用,火災自動報警系統(tǒng)正好能及時發(fā)現(xiàn)和通報火災。因此在設有機械防排煙系統(tǒng)和自動報警系統(tǒng)的建筑中,自動報警系統(tǒng)和防排煙系統(tǒng)本應是有機統(tǒng)一的整體。但實際工程中因自動報警系統(tǒng)設計、施工、維護、使用不當?shù)仍?使防排煙系統(tǒng)不能充分發(fā)揮作用的情況是常見的?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)因各種不同的原因普遍存在誤報火警現(xiàn)象,有的還使機械防排煙系統(tǒng)誤啟動,因此使用單位往往停止使用聯(lián)動控制功能,使火災自動報警系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)火災并聯(lián)動啟動機械防排煙系統(tǒng)的優(yōu)越性不能發(fā)揮。火災自動報警系統(tǒng)設計錯誤甚至會造成兩系統(tǒng)根本無法聯(lián)動控制。如某地下市場的濕式變壓器室面積約40平方米,是一個獨立的防火分區(qū),也是一個防煙分區(qū),但該房間只設有一個火災探測器,如果該房間發(fā)生火災,自動報警系統(tǒng)只可能接到一個火災報警信號,無法滿足聯(lián)動啟動防排煙系統(tǒng)需要兩個火災信號的最低要求,防排煙系統(tǒng)當然不能聯(lián)動啟動?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)施工時不按標準執(zhí)行,留下的各類質量問題會使得自動報警系統(tǒng)頻頻出現(xiàn)故障,部分探測器不能報警,造成火災自動報警系統(tǒng)收到兩個火災信號并聯(lián)動啟動防排煙系統(tǒng)的時間被推遲了。由此可見正確設計、施工、維護、使用自動報警系統(tǒng),使火災自動報警系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài),對于充分發(fā)揮防排煙工程的作用是非常重要的。3.4防煙樓梯間及前室防火門《高規(guī)》第5.4.2條規(guī)定用于樓梯間和前室的防火門應具有自行關閉的功能。雖然很多高層建筑和地下建筑的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室的防火門都裝有彈簧式閉門器,能夠自行關閉(這符合《高規(guī)》的規(guī)定),但這樣控制防火門卻留下了嚴重的火災隱患。彈簧式閉門器一般可以使防火門關閉,但當防火門完全打開時,彈簧式閉門器卻不能關閉防火門,只有外力使防火門稍稍轉動后,彈簧式閉門器才能關閉防火門。使用單位為了通行方便,往往使防火門長期處于完全打開狀態(tài),甚至用繩索、鐵絲使門固定于打開狀態(tài),或者干脆拆除閉門器,這樣防煙樓梯間實際上變成了敞開樓梯間。高層建筑和地下建筑的不具有自然排煙條件的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室設有機械加壓送風的防煙設施,火災發(fā)生時,防煙送風系統(tǒng)即使能及時開啟,也無法使樓梯間及其前室、消防電梯間前室保持足夠的正壓并防止煙氣進入。這樣防煙樓梯間不僅不是安全出口,反而因為“煙囪效應”而成為煙火蔓延的通道。因此有關人士認為:防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室的防火門應為常開的電動防火門,并和自動報警系統(tǒng)聯(lián)動。防火門平時打開,使用單位不會覺得麻煩而故意破壞,火災發(fā)生時所有防火門能在自動報警系統(tǒng)控制下自行關閉,也能在控制室控制其關閉,行人手動打開防火門后,也能自動關閉,