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新标准下防排烟设计方法的几点建议

发表时间：2021/5/13 来源：《城市建设》2021年4月作者：管厚林

[导读] 在设计严格遵守《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB 51251-2017）的前提下，介绍了预计施工时、或二次装修时房间净高、挡烟垂壁底标高等可能与报审施工图不一样时的自然排烟窗有效面积的建议计算方法、机械排烟口设计排烟量的建议选用方法；建议的主要目的是使设计能给预计可能的或无法把控的变化留有变更设计条件或减小变更工作量及影响范围。

江苏南京中煤科工集团南京设计研究院有限公司管厚林 210031

摘要：在设计严格遵守《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB 51251-2017）的前提下，介绍了预计施工时、或二次装修时房间净高、挡烟垂壁底标高等可能与报审施工图不一样时的自然排烟窗有效面积的建议计算方法、机械排烟口设计排烟量的建议选用方法；建议的主要目的是使设计能给预计可能的或无法把控的变化留有变更设计条件或减小变更工作量及影响范围。对走道排烟管和排烟口的布置给出优化建议、对复杂中庭的挡烟垂壁及防烟分区划分举例说明一些重要注意点。供设计同行参考借鉴。
关键词：自然排烟窗；空间净高；排烟口最大允许排烟量；挡烟垂壁；走道排烟；中庭
        0引言
        《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB 51251-2017）(下文简称“烟规”)已于2018年8月1日实施。该标准较其之前有关的防排烟规范标准等具有更多的定量性条文，如净高3米的分界点、排烟口最大允许排烟量等。这些条文很多跟建筑专业有关、尤其是二次装修时可能变动的建筑参数给防排烟设计带来困难甚至风险；本文就怎样针对类如二次装修这样的变数，进行相对灵活、安全的设计进行建议。本文也对走道排烟设计提出了优化建议；对复杂中庭排烟设计建议了需要注意的事项。不妥之处望不吝指正。
        1房间采用自然排烟，无法确定空间净高时的设计方法建议
        “烟规”第4．6．9条规定：走道、室内空间净高不大于3m的区域，其最小清晰高度不宜小于其净高的1／2，其他区域的最小清晰高度应按下式计算Hq＝1．6＋0．1*H＇；式中Hq为最小清晰高度；H＇为空间净高。根据该条可知，最小清晰高度和空间净高并不是线性关系。
        建筑设计时，无法确定将来是否吊顶或吊顶完成面距本层建筑完成面高度（下文简称“吊顶高度”）的情形较为常见：比如采用分体空调的出租办公室将来租户二次装修时可能吊顶也可能不吊顶；比如预留集中空调冷热水管接口、新排风管接口的各个出租单元(例如租用的单个或多个连片办公室，租用区内的风机盘管和新排风末端由各租户自理)，租户是否吊顶及吊顶净高都无法确定。如上，给房间的自然排烟设计带来困难，困难在于因此无法确定可开启窗扇的符合规范要求的、可用于自然排烟的高度区间。
        当不能确定将来是否吊顶或采用吊顶时的吊顶净高时(下文所称吊顶均假设为封闭吊顶；不封闭吊顶假设其开孔率满足可按不吊顶设计防排烟)，建议自然排烟设计时，按如下原则：不但能保证施工图设计时满足规范要求，也能保证将来装修变动时的可能的最不利情形下、已安装的自然排烟窗有效面积(按装修变动后重新计算)仍能满足规范要求。
而关于较不利情形，笔者觉得很难按某一固定规律或公式等求出；笔者个人建议按实际具体工程采用作图考察法比选出较不利情形（一般情况下，层高、梁高、板厚及面层厚度、可开启窗扇的底部和顶部标高等是确定的）。
图1，表1为举例考察某房间不同吊顶情况下可开启窗扇可用于自然排烟的高度。

图1 某房间吊顶高度不同对应的可开启窗扇可用于自然排烟的高度

        由“图1”、“表1”可知，该房间对自然排烟窗有效面积计算最不利的是不吊顶；最有利情形是空间净高为3米时。
        当不能确定是否吊顶及吊顶时其高度时，建议暖通专业和建筑专业参考以上作图考察法共同确定出一个对计算自然排烟可开启窗扇有效高度较为不利的情形(窗宽度一定，有效高度决定有效面积)、即有效高度较小的情形，并请建筑专业校核设计的窗户能否满足这种可能的最不利情形；如此设计，便与将来二次装修时如因是否吊顶及吊顶高度变化时，已安装好的窗户仍能满足自然排烟的要求(设计单位有出更的条件)。
        2房间净高及挡烟垂壁底标高将来可能变化时，机械排烟口设计排烟量选用方法建议
        根据“烟规”第4．6节及附录B可知一般规律：当其他条件不变时，房间净高越大，排烟口最大允许排烟量Vmax越小；当其他条件不变时，排烟系统吸入口最低点之下烟气层厚度db越大，Vmax越大。
        房间净高由吊顶高度决定；有封闭吊顶情况下，db一般即为储烟仓厚度，由挡烟垂壁底标高决定。
        施工时或二次装修时，吊顶高度和挡烟垂壁底标高均有可能变化，导致Vmax变化，如果之前设计的排烟口承担的排烟量大于变化了的Vmax，则不满足规范要求，导致需要重新设计增加排烟口数量；另外如果图审要求排烟口之间边缘距离Smini≮0.9Ve^0.5，则一般来说增加排烟口会增加排烟管的长度，可能对其他管线布置影响较大。
        综合以上，笔者建议，施工图设计时，当预见吊顶高度和挡烟垂壁底标高施工时或二次装修时可能变化时，可以另外试算一个可能发生的较为不利情形下的数值较小的Vmax，控制排烟口的设计排烟量小于此Vmax；此处所提较为不利情形指吊顶高度较大、或挡烟垂壁底标高较高、或吊顶高度较大且挡烟垂壁底标高较高。如有需要，可以参考此方法设计，将来如果吊顶高度和挡烟垂壁底标高发生变化、需要设计变更时，可以不修改排烟管及排烟口的大小及位置(相应的也不会对其他管线的布置产生影响)。
        3走道排烟管和排烟口布置建议
        当前，各地施工图审查机构对于暖通专业的消防风阀基本均要求按《建筑通风和排烟系统用防火阀门》（GB15930-2007）执行、基本不再允许使用280℃常闭多叶排烟口(二次动作阀，带装饰风口，嵌墙安装)；因此，走道排烟就不能再采用贴走道设排烟竖井并将排烟口直接设置在竖井壁上对走道排烟的设计。
        “烟规”实施后，对于空间净高不大于3米的走道，笔者所知的已报施工图审查的施工图，图审机构均要求走道机械排烟口要设置在储烟仓内；对于空间净高大于3米的走道，还要求满足排烟口最大允许排烟量的要求；这对设计走道其他形式的侧壁排烟口也增加了难度。
        当走道需要机械排烟，但其水平排烟管又不宜或不能布置在房间的场合(如租售办公楼，其公共走道装修交付，办公室毛坯租售)，若在走道顶板下布置水平排烟管和排烟口，将使走道内的机电管线综合布排复杂化、并压低走道吊顶标高或管线最低点标高、对走道的使用或观感产生不利影响。
        笔者建议尽可能将排烟管、排烟口布置在走道最端头或与走道空间相连的电梯厅、卫生间前室、开水间(门洞高度不低于走道吊顶高度)等内，以保证走道吊顶净高，参见图2。

4复杂中庭的防烟分区划分注意点
以图3举例说明。图3为五层高（首层架空兼消防通道）的采光厅(整个五层为一个防火分区，有自己的安全疏散设施)，用来连接左右两栋均为二十二层高的大楼；在一、二层，自动扶梯的前后左右均有玻璃隔断（扶梯进出口留有门或门洞）。

        “烟规”第4．1．3条要求当中庭与周围场所未采用防火隔墙、防火玻璃隔墙、防火卷帘时，中庭与周围场所之间应设置挡烟垂壁；该采光厅依据该条设置挡烟垂壁、并把该采光厅分成了编号为①~⑦的7个防烟分区。
        设计时应该注意到：四层回廊左侧挡烟垂壁应设置在图示位置、而不是A点位置；如设置在A点，因为四层顶板外挑进中庭(相对二层、三层顶板而言)，中庭火灾时烟气容易冲进四层回廊，不利于其安全。现在有的商业综合体的中庭较为复杂，各层回廊底板水平投影不重合的情形较为常见，设计挡烟垂壁位置时一定要避免使中庭烟气直接上升侵入回廊的错误设计。
        该采光厅看上去像一个中庭，但设置完回廊边缘的挡烟垂壁后，笔者觉得应该是两个防排烟意义上的中庭，如图3中的中庭A和中庭B；中庭A(防烟分区①)和中庭B(防烟分区②)均需按“烟规”的要求分别设计排烟设施。这种退层、且中部有两侧均临空的回廊的中庭，设计排烟时应仔细分析，避免设计不完善或错误。
        5.结语
        自然排烟设计时，对无法确定将来是否吊顶及吊顶时其高度的房间，建议暖通专业和建筑专业采用作图法比选出可开启窗扇有效高度较小的情形并按此校核设计的外窗能否满足此最不利情形(如不满足，调整至满足)，以便将来二次装修时吊顶设计可能与施工图设计不符时、已安装好的窗户仍能满足规范要求。
        施工或二次装修时，吊顶高度及挡烟垂壁底标高可能变化时，建议预估一下这两个参数值可能的变化和各自对Vmax的影响，如使其变小，按变小后的Vmax控制排烟口的设计排烟量；如此，如将来需要变更设计，不需要修改排烟管和排烟口的布置，也不影响其他管线的布置。
        有的中庭存在各层回廊底板错位布置的情形，需要仔细核对挡烟垂壁的设置能否起到阻止中庭烟气进入回廊的作用。一个退层的“大中庭”加上其内部的临空回廊有可能会将该“大中庭”分成两个空间相通、但需要分别排烟的“小中庭”，设计需要留意。
参考文献
[1]建筑防烟排烟系统技术标准（GB 51251-2017）[S]
[2]建筑设计防火规范（GB 50016-2014（2018年版））[S]