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侯门椒妻:对《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017中若干条文的思考和见解

摘要:随着《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017的正式发布和实施,受到了建筑设计人员和消防设计人员的高度关注和热烈的讨论。新标准对于建筑防烟排烟设计做出了非常大的修改,使得设计人员对于标准中的若干条文不甚理解,以至于在进行建筑和防排烟设计时无从下手。对此,作者通过对新标准的反复研读,翻阅大量相关资料,提出了一些对新标准中若干条文的思考和见解,希望设计人员在进行建筑防排烟设计时能从文章中得到些许实际性的帮助。

关键词:消防;防烟系统设计;排烟系统设计

为了合理设计建筑防烟、排烟系统,保证施工质量,规范验收和维护管理,减少火灾危害,保护人身和财产安全,公安部发布了《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017,此标准是我国第一部专门针对防排烟系统设计的国家标准,对防排烟设计提出了新方法、新理念,对设计人员在进行防排烟设计时提出了更高、更严的要求;新标准既填补了我国没有独立的防排烟设计标准的空缺,又修缮了旧标准中若干条文的不合理性。为了能够正确理解和运用新标准的若干条文,本人有如下见解。

一、防烟系统设计

(一)系统选择

1.原《高规》和原《建规》中防烟和排烟系统的自然通风和自然排烟统称为自然排烟。在新规范中则将其加以区分,即在防烟系统中称为自然通风,在排烟系统中称为自然排烟,笔者认为此举是为了防止系统概念混淆,从而让设计人员更清晰的明白自然通风和自然排烟应该应用于哪种系统中。

2.新标准第3.1.3.2款规定,当独立前室、共用前室及合用前室的机械加压送风口设置在前室的顶部或正对前室入口的墙面时,楼梯间可采用自然通风系统;当不能实现上述两个条件时,楼梯间应采用机械加压送风系统。送风口设在顶部,其目的是为了形成有效阻隔烟气的风幕;而将送风口设在正对前室入口的墙面上,是为了形成正面阻挡烟气侵入前室的效果。众所周知,空气有热胀冷缩的物理性质,而高温度的烟气形成的热浪和风压更为强烈,若楼梯间采用自然通风,前室送风口设在入口顶部和入口对面,则可以在入口处形成瞬时最强风压,从而有效阻隔烟气,保证人员的疏散安全。而在高层住宅建筑设计中往往三合一前室会同时连接两个甚至三个疏散入口,如果通过风管在每个入口顶部均设置送风口,不仅会压低前室的建筑高度,造成不舒适感,还会影响整个前室的美观,故笔者對于此情况建议前室和楼梯间均采用机械加压送风系统。

3.新标准第3.1.5.1款规定,建筑高度小于或等于50m的公共建筑、工业建筑和建筑高度小于等于100m的住宅建筑,当采用独立前室且其仅有一个门与走道或房间相通时,可仅在楼梯间设置机械加压送风系统,当独立前室有多个门时,楼梯间、独立前室应分别独立设置机械加压送风系统。在消防设计时,我们经常遇到独立前室与合用前室之间通过一道门相连通,同时独立前室与走道或房间通过一道门相连通的情况,对此有些设计人员会困惑这属不属于独立前室有多个门。笔者认为不属于,规定中已明确表示通过门与独立前室相连通的是走道或房间,即是有发生火灾危险需要排烟的区域,而合用前室是安全区域,与独立前室同属防烟系统,故不属于多个门的情况。

(二)自然通风设施

新标准第3.2.1款规定,采用自然通风方式的封闭楼梯间、防烟楼梯间,应在最高部位设置面积不小于一个平方的可开启外窗或开口。笔者认为此款规定是为了防止烟气在楼梯间的聚集,以保证楼梯间有较好的疏散和救援条件。笔者在与同事讨论此款规定时有些人认为楼梯间最高部位应该就是最高层楼梯的顶板,也就是说在顶板上要设不小于一个平方的可开启外窗。但在工程设计时有些楼梯并不通向屋面,若是在屋面上额外伸出个小天窗就会显得特别突兀,而且会增加天窗防水等施工工艺,所以此种方法固然是最好的,但从施工成本、操作简便以及建筑美观上来说并不一定是最佳的,故笔者结合防排烟图集(15K606)以及自己的一些工程经验认为在楼梯最高层距地2米以上部位设置面积不小于一个平方的可开启外窗或开口同样可行。因为楼梯间2米的清晰高度已经能够让人看清道路,辨别方向,而且设在侧墙要比设在顶板更能方便消防队员实施救援。

(三)机械加压送风设施

新标准第3.3.7款规定,机械加压送风系统应采用管道送风,且不应采用土建风道。笔者认为在实际施工中,土建风道内壁受空间限制施工较为困难,内壁粗糙,对加压送风的送风量和余压影响非常大。受井风道粗糙、漏风等影响,若加压送风系统较长则容易导致远端送风口的风量严重不足,故该条款的修改有较大的实用价值。关于设在地下室的加压送风系统进风端土建风道要不要内衬管道,笔者认为若地下只有一层时,可不内衬管道,若地下有二层甚至三、四层,考虑到土建风道的过长,则需要内衬管道减小风阻和漏风。

二、排烟系统设计

(一)防烟分区划分

新标准第4.2.4款规定,公共建筑、工业建筑防烟分区的最大允许面积及其长边最大允许长度应根据建筑空间净高选取。笔者认为防烟分区设置的目的是将烟气控制在着火区域所在的空间范围内,并限制烟气从储烟仓内向其他区域蔓延。烟气层高度需控制在储烟仓下沿以上一定高度内,以保证人员安全疏散及消防救援。防烟分区过大时(包括长边过长),烟气水平射流的扩散中,会卷走大量冷空气而沉降,不利于烟气的及时排出;而防烟分区的面积过小,又会使储烟能力减弱,使烟气过早沉降或蔓延到相邻防烟分区。综合考虑火源功率、顶棚高度、储烟仓形状、温度条件等主要因素对火灾烟气蔓延的影响,并结合建筑物类型、建筑面积和高度,新标准对于防烟分区的划分做出了新的规定。对比旧建规(GB50016-2006)第9.4.2款规定,新规定更科学,更合理。

(二)自然排烟窗的设置

新标准第4.3.3款规定自然排烟窗(口)应设置在排烟区域的顶部或外墙,当设置在外墙上时,自然排烟窗(口)应在储烟仓以内,但走道、室内空间净高不大于3m的区域的自然排烟窗(口)可设置在室内净高度的1/2以上。笔者认为火灾时烟气上升至建筑物顶部,并积聚在挡烟垂壁、梁等形成的储烟仓内。因此,为了及时的排除室内的烟气,确保自然排烟效果,用于排烟的可开启外窗或百叶窗就要开在排烟区域的顶部或外墙的储烟仓的高度内,对于层高较低的区域,考虑到排烟窗全部要求安装在储烟仓内会有困难,所以新标准进行了适当放宽,允许安装在室内净高1/2以上,以保证有一定的清晰高度。

(三)机械排烟设施

新标准第4.4.12.5款规定,每个排烟口的排烟量不应大于最大允许排烟量,最大允许排烟量应按第4.6.14条的规定计算确定。笔者认为如果从一个排烟口排出太多的烟气,则会在烟层底部撕开一个“洞”,使新鲜的冷空气卷吸进去,随烟气被排出,从而降低了实际排烟量,所以新标准规定了每个排烟口的最高临界排烟量。由于4.6.14计算公式比较复杂,故新标准编制了附录B供设计人员进行校核最大允许排烟量。对于附录B表中的烟层厚度有些人以为是设计的储烟仓厚度,还有些人则以为是排烟口之下的烟气厚度,对于此点笔者比较赞同是排烟口之下的烟气厚度,因为附录B是根据4.6.14计算公式编制而成的,在公式里没有储烟仓的计算参数,而有排烟口之下的烟气厚度db,而且附录B表下面的注释第一点明确写道此表仅适用于排烟口设置在建筑空间顶部,也就是说是根据排烟口的设置位置确定了表中的最大允许排烟量,与储烟仓的整个厚度无关,所以笔者认为是排烟口之下的烟气厚度。

三、结语

新标准是深入调研了建筑防烟排烟系统设计和工程应用情况,认真总结了火灾事故教训和建筑防烟排烟系统工程应用实践经验,参考了国内外相关标准规范,吸收了先进的科研成果,广泛征求了设计、监理、施工、产品制造、消防监督等各有关单位的意见最后经审查制作而成的,因此作为我们设计人员应当严格遵守,把好消防工程质量的第

一关。我们应当加强对防排烟系统设计的重视,切实在民用建筑工程中实现科学有效全面的设计,精细到每个关键位置进行防排烟设计。希望本文对新标准中若干条文的思考和见解能对优化民用建筑工程的防排烟设计,起到实际运用效果。

参考文献:

中華人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.建筑防烟排烟系统技术标准GB51251-2017[S].北京:中国计划出版社,2018:7-11+16-22.

中华人民共和国建设部,国家技术监督局.高层民用建筑设计防火规范(2005版)GB50045-95[S].北京:中国计划出版社,2005:36-42.

中华人民共和国建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.建筑设计防火规范GB50016-2006[S].北京:中国计划出版社,2006:89-94.

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