论公共娱乐场所防排烟设计

    胡鹏宇

    摘要:通过对公共娱乐场所建筑物类型、结构和火灾发展的分析,就防火安全设计中最为重要的防排烟设计问题进行研究。根据建筑物具体情况对防火、防烟分区划分,挡烟垂壁的设置、管道布置等重要问题,进行综合考虑,决定公共娱乐场所防排烟设计方面的防火对策。

    关键词: 公共娱乐场所;防排烟;设计

    中图分类号:F293.33 文献标志码:A 文章编号: 1671—7740(2009)07—0099—02

    随着我国经济建设的迅猛发展,公共娱乐场所如雨后春笋般发展起来。其中往往大量使用塑料、化纤、泡沫等材料进行内部装修,一旦发生火灾,室内建筑材料、装修材料和其他可燃物品等在燃烧过程中产生大量的有毒烟气,对人体危害很大,易使人窒息、中毒乃至死亡。前两年发生的在全国上下引起强烈反响的焦作天堂录像厅特大火灾、洛阳东都商厦特大火灾中丧生的人,大多数是火场的烟熏呛致死的。火灾统计资料表明,烟是建筑火灾中致人员死亡的罪魁祸首,由于被烟熏死的占比例较大,最高达80%,因此搞好公共娱乐场所的防排烟措施十分重要,在建筑设计中必须给与充分的重视。笔者根据公共娱乐场所的结构特点和火灾特点,就防排烟设计中应注意的问题进行浅显分析:

    一、需要设置防排烟设施的公共娱乐场所

    我国现行的消防技术规范,对公共娱乐场所防排烟设施都提出了具体要求,从建筑类型上大致可分为以下三种:《建筑设计防火规范》第5.1.1A条指出,公共娱乐场所当必须设置在建筑的地下一层或四层以及四层以上时,应设置防排烟设施。《高层民用建筑设计防火规范》第4.1.5A条指出,公共娱乐场所当必须设置在高层民用建筑的地下一层或四层以及四层以上时,应设置防排烟设施。 人民防空工程:《人民防空工程设计防火规范》第6.1.2和6.1.4条指出,人防工程内公共娱乐场所应设置机械排烟或自然排烟设施。

    二、防烟分区的划分和送风排烟量的确定

    《高层民用建筑设计防火规范》8.4.2条规定机械排烟风机的风量应符合下列规定:负担一个防烟分区排烟或净空高度大于6m的不划防烟分区的房间时,应按每平方米面积不小于60 m3/h计算,单台风机最小排烟量不应小于7200m3/h;负担两个或两个以上防烟分区排烟时,应按最大防烟分区面积每平方米面积不小于120 m3/h计算,送风量不小于排烟量的50%且必须小于排烟量,使着火房间处于负压,送风的速度规范规定为小于7m/s,送风速度过大会破坏着火房间内烟气和空气分层,使空间下部的空气和烟气混合,威胁到滞留人员的安全。由此可见,机械排烟系统的排烟量与防烟分区有着直接的关系。而规范又明确,设置防排烟设施的公共娱乐场所一个厅、室的建筑面积不超过200m2,远远符合一个防烟分区面积不超过500m2的要求,这样计算排烟量时必须根据公共娱乐场所的实际情况,既不能把排烟量计算小、达不到实际排烟效果,又不能把排烟量计算过大、增加排烟风机设备造价。就多层建筑和人防工程而言,如果仅为一个厅、室,就可以单独计算排烟量;如果为两个或两个以上厅、室,最好把几个厅、室叠加计算,但最大面积不得超过防烟分区500m2。

    三、排烟方式的选择

    排烟方式分为自然排烟、机械加压送风防烟和机械排烟。

    自然排烟利用火灾产生的热烟气的浮力和外部风力作用,通过建筑物的对外开口把烟气排至室外的排烟方式,成为自然排烟。这种排烟方式实质上是热烟气和冷空气的对流运动,因此必须有冷空气的进口和热烟气的排出口,主要利用可开启的外窗或利用阳台、凹廊进行排烟的方式。这种方式经济、简单、易操作,不使用动力以及专用设备,平时兼作换气使用,火灾时不受断电影响。

    机械防烟是通过风机加压送风,使楼梯间和前室或合用前室保持正压,从而阻止烟气的侵入,保证人员安全疏散与避难。主要用于高层民用建筑的封闭避难层、防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和两者合用前室等部位,虽然防烟效果显著,可靠性和稳定性高。但具有设计计算比较复杂、设备复杂、投资高等缺点。

    机械排烟是利用排烟机把着火区域中所产生的烟气通过排烟口排至室外的排烟方式,在火灾发生初期,这种排烟方式能使着火区域内压力下降,造成负压,烟气不会向其它区域扩散,从而降低被保护区的烟气浓度,它由挡烟壁(活动或固定式挡烟壁)、排烟口(或带有排烟阀的排烟口)、防火排烟阀门、排烟道、排烟风机和排烟出口组成。这种排烟方式可以弥补自然排烟方式的不足,对于排出疏散走道、起火房间的烟气有着显著的效果。因此,相对于公共娱乐场所极其适用,同时,机械排烟方式分为局部排烟和集中两种方式,局部排烟是在每个需要排烟的部位设置独立的排烟风机直接进行排烟;集中排烟是将建筑物划分为若干个区,在每个区内设置排烟机,通过排烟风道排烟。

    四、机械排烟设置部位的确定和送排烟口的确定

    (一)机械排烟设置部位的选择

    多层民用建筑:地下房间、无窗房间、有固定窗扇的地上房间,超过20m且无自然排烟的疏散走道,有直接自然通风但长度超过40m的疏散走道。

    高层民用建筑:

    1.设在一类建筑和建筑高度超过32m的二类建筑内的公共娱乐场所下列部位:长度超过20m且无直接天然采光或固定窗的内走道;虽有直接自然采光和自然通风但长度超过60m的内走道;面积超过100 m2且经常有人停留或可燃物较多的无窗房间或设固定窗房间;地下室各房间总面积超过200 m2或一个房间的面积超过50 m2且经常有人停留或可燃物较多的房间(设有窗井等采用可开窗自然排烟措施的房间除外)。

    2.设置自然排烟不能满足的建筑高度32m以下的二类建筑或地下室内公共娱乐场所疏散走道或其他需要排烟的房间时。人民防空工程:电影院放映间、舞台等;疏散总长度大于20m的走道;建筑面积大于50 m2且经常有人停留或可燃物较多的房间。

    (二)送排烟口尺寸和布置位置

    排烟口的尺寸和布置位置在很大程度上影响排烟的效果。由于烟气层浮在房间的上部,因此排烟口应设在顶棚平面上或离顶棚较近的高度。过低会吸入室内下部的空气,使排烟量减少。排烟口的流速不宜过大,否则会卷吸大量的空气,降低排烟的效果,排烟口的流速不宜大于10m/s,对于大面积的房间,可分散布置多个排烟口。排烟口离房间最远点的水平距离不大于30m,过大距离的排烟,会吸不到远处的烟气,排烟口的位置不宜太靠近疏散出口。在排烟通道中,条缝形排烟口对整个排烟口都是有效的,而矩形排烟口则不容易排掉通道两则的烟气。通常排烟口的最小面积一般不小于0.04 m2。在设置排烟口的时候,注意应使排烟方向与人员疏散方向相反。

    许多公共娱乐场所都是将排烟口送风口布置在吊顶上,送风排烟多采用联动控制。其送风口设在顶部中心,排烟口设在顶部靠墙。 防排烟送风系统启动时,新鲜空气从中间送风口向下流,排烟口周围的空气向排烟口流动。这种设计方法存在很大的缺陷,不能有效的排除火灾烟气。如果没有排烟送风系统,火灾烟气在浮力的作用下向上升起,遇到楼板改为水平扩散。当烟气被冷却到一定温度,向下流动。烟气流动路线和送风系统产生的气流路线相反,火灾烟气会蔓延整个空间。排烟口宜布置在防烟分区的居中位置,离疏散出口两米以上。

    对有多个防烟分区可采取通过控制送风支管上阀门只向同一防火分区中未探测到火灾的防烟分区送风,排烟口则仍在排烟防火阀的控制下动作。

    五、机械排烟系统与通风系统合用

    在公共娱乐场所设置机械排烟方式时必须考虑建筑的实际情况。就设在多层建筑和人防工程内的公共娱乐场所,为了确保场所内良好空气环境,平时都设有通风系统,设有排风管道设施,最好采用局部机械排烟方式。设计时应将通风空调系统按排烟系统的要求去设计,将通风排风风管和消防排烟风管合二为一,就必须确保风管的防火性能既符合排烟风道要求,又要具有承担排烟量的能力,同时,按着排风和排烟规定,计算出实际通风排风量和排烟量,然后以排烟量为单位,确定排烟风机数量。注意烟气不能通过空调器、过滤器,排烟口应设有防火阀(作用温度≤280℃)和遥控自动切换的排烟阀。钢制风管的壁厚要符合排烟管道要求,一般不小于1.5mm。并且风管的保温材料包括胶粘剂必须采用不燃烧材料。同时,把排烟自动装置与公共娱乐场所的自动报警设备联动,不必设置单独的消防电源等设备,降低了整体自动系统的工程造价。平时排烟风机和排烟风口运转,作为通风系统的排风使用,火灾时,通过消防控制中心切换为消防排烟状态,及时将烟气排除。就设在高层建筑内的公共娱乐场所,在防排烟设计时,可以将公共娱乐场所划分为独立区域,采用集中排烟方式,通过高层建筑设置的排烟风道排烟。

    参考文献:

    [1]高层民用建筑设计防火规范[R].(GB50045-95),2001.

    [2]建筑设计防火规范[R].(GB50016),2006.

    [3]人民防空工程设计防火规范[R].(GB50098-98),2001.

    [4]建筑内部装修设计防火规范[R].(GB50222-95)[责任编辑程凡]