空間細(xì)化的人防工程防排煙設(shè)計的探討

文/堯勇，李刻銘

1引言

近年來，隨著各類人防工程建設(shè)力度的加大，大量不同類型不同級別的人防工程不斷開工建設(shè)。有一類人防工程建筑面積不大，大多數(shù)在3500㎡以內(nèi)，由于人防功能的需要空間均被細(xì)化，完全為人防功能服務(wù)，平時沒有商業(yè)或娛樂的用途，其防排煙設(shè)計仍按《人民防空工程設(shè)計防火規(guī)范》(GB50098-98)執(zhí)行，但這類人防工程本身的特點及建筑布局與普通大跨度、大空間的人防工程有較大的區(qū)別，完全照搬照抄不利于這類人防工程的建設(shè)。應(yīng)結(jié)合其本身的特點進(jìn)行設(shè)計、施工。北京海淀消電檢公司轉(zhuǎn)載《空間細(xì)化的人防工程防排煙設(shè)計的探討》。

2該類型人防工程的特點

    該類人防工程由于要滿足抗沖擊波的要求及防護(hù)的需要，埋深較深，一般均為單層，與普通人防工程相比，其工程具有以下特點:

(1)為了滿足人防工功能的需要，內(nèi)部空間被劃分成面積大小不一的房間，**的在160～200㎡之間(僅一間)(有的達(dá)到300㎡)，絕大多數(shù)房時間在10～20㎡之間。

    (2)該類地下人防工程一般都采用回廊式布置，長、寬都不超過100 m，走廊寬度一般不超過2m，由于受抗力的影響，各房間的分隔均采用鋼筋混凝土墻(有少部分采用磚墻或輕質(zhì)隔墻分隔)。

(3)這類人防工程單位面積建筑造價較高，一般為普通人防工程的兩倍，沒有梁、柱，鋼筋混凝土隔墻厚度在400～800mm內(nèi)部管線非常多，防煙垂臂設(shè)置困難，內(nèi)部空間有限，設(shè)備施工難度較大。

(4)排煙排熱困難，該類人防工程著火時，無外墻門窗向外部排煙排熱，只能從口部排出，而工程的疏散出口又少，一旦著火，大量的煙和熱在工程內(nèi)彌漫，致使工程被煙和熱包圍。

(5)該類人防工程只設(shè)置了一個排風(fēng)口(都設(shè)置了2個煙氣出口)，與普通人防工程可以根據(jù)工程的需要設(shè)置排風(fēng)排煙口有顯著的區(qū)別。

(6)工程內(nèi)人員數(shù)量有限，一般都少于250人，人均使用面積大于8㎡

3該類人防工程排煙量的商榷

該類人防工程的防排煙設(shè)計嚴(yán)格地說并不適用于《人民防空工程設(shè)計防火規(guī)范》(以下簡稱防規(guī))，根據(jù)適用規(guī)則，該規(guī)范只適用于平戰(zhàn)結(jié)合類型的人防工程，而且該規(guī)范是針對大空間、大跨度的人防工程。但消防審查機(jī)關(guān)都按這本規(guī)范進(jìn)行審查。

防規(guī)第6.3.1條規(guī)定:(1)、擔(dān)負(fù)一個或兩個防煙分區(qū)排煙時，應(yīng)按該部分總面積每平方米不小于60m3/h計算，但排煙風(fēng)機(jī)的最小排煙量不應(yīng)小于7200耐/h;(2)擔(dān)負(fù)三個或三個以上防煙分區(qū)排煙時，應(yīng)按其中**防煙分區(qū)面積每平方米不小于120 m3 /h計算。這一條與《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》及《建筑設(shè)計防火規(guī)范》完全一致，對于大跨度、大空間的地下人防工程，執(zhí)行這一條款沒有更多的爭議，但對于空間分隔非常細(xì)的人防工程，排煙量的增加不僅是加大了設(shè)備的投資，而且也增加了土建的投資。當(dāng)前這類人防工程的防排煙設(shè)計隨意性比較大，筆者認(rèn)為只要防煙分區(qū)劃分適當(dāng)，排煙口的位置及開啟方式設(shè)置正確，可按不論防煙分區(qū)的多少，按**防煙分區(qū)60 m3/h·㎡計算排煙量，排煙風(fēng)機(jī)采用雙速風(fēng)機(jī)，低速時既可擔(dān)負(fù)小房間的排煙，也可擔(dān)負(fù)整個工程的排風(fēng);高速時擔(dān)負(fù)**房間的消防排煙，應(yīng)該是可以的，同時在選擇排煙風(fēng)機(jī)時增加一定的富裕量即可。

(1)該類人防工程本身的局限性，排煙口只有一個，且與排風(fēng)口合用，必然要擔(dān)負(fù)多個防煙分區(qū)的排煙任務(wù)?？紤]到消防疏散的距離及防火分區(qū)的面積，都需要設(shè)置2個以上的防火分區(qū)。嚴(yán)格按照規(guī)范要求，就要按**防煙分區(qū)面積每平方米不少于120 m3/h計算排煙量，排煙量將增大一倍，所有的排煙管(通常與排風(fēng)管合用)、排煙風(fēng)機(jī)都將增大，這都造成土建和設(shè)備投資的增大，另外這類人防工程的結(jié)構(gòu)形式采用墻板形式，而非梁板形式，吊頂內(nèi)高度有限，而內(nèi)部的管線非常多，風(fēng)管增大，增加了施工難度;按60m3/h·㎡計算，可將風(fēng)管的管徑減小一倍，這樣就增加了吊頂內(nèi)的使用空間，同時也降低了施工難度和有利于今后的維護(hù)。這類工程內(nèi)部均設(shè)置了自動報警系統(tǒng)，隨著自動報警控制技術(shù)的發(fā)展，完全可以及時發(fā)現(xiàn)著火點并打開相應(yīng)區(qū)域的排煙口。

(2)普通的人防工程為一個防火分區(qū)設(shè)一套防排煙系統(tǒng)，一般不跨防火分區(qū)，而這類人防工程只有一個排煙口，必然是一個排煙系統(tǒng)擔(dān)負(fù)整個工程的排煙任務(wù)，要跨越防火分區(qū)。整個工程面積**的房間處于整個工程的中心，由于功能的需要，無法設(shè)置擋煙垂臂，空間內(nèi)也沒有梁可用，故該房間的排煙量決定了整個工程的排煙量。由于面積**的房間只有一間，若按60m3/h·㎡計算排煙量，這樣就可以減小一個防火分區(qū)排煙風(fēng)管的管徑，減小設(shè)備、土建投資及施工難度。另外，由于風(fēng)量的減小，風(fēng)速可減小，整個排煙系統(tǒng)的漏風(fēng)量可以減小，有利于保證每平方米60m3的排煙量，同時補(bǔ)風(fēng)量也可大大減小。

(3)由于這類人防工程內(nèi)部使用功能的細(xì)化，空間被分隔成小房間，不可能通過走廊來排除煙氣。煙氣流動距離過長，容易與下部空氣混合后冷卻，增大煙氣層的厚度，不利于人員的疏散，故每個房間設(shè)置排煙口是更為合理的，亦即每個房間劃分為一個防煙分區(qū)。防煙分區(qū)的細(xì)化以及房間本身的隔離作用，在單個房間發(fā)生火災(zāi)時可以大大減少對整個工程的影響，對內(nèi)部人員的疏散是非常有利的。

(4)地下工程的裝修材料均應(yīng)為A級材料，亦即不燃材料，故煙氣的流動與大跨度大空間的人防工程是不相同時;另外，工程的鋼筋混凝土隔墻都是與頂板相連的，故煙氣的流動局限在單個房間內(nèi)，在消防排煙時，房間應(yīng)處在負(fù)壓的狀態(tài)，煙氣流動到走道的可能性大為減少。

(5)考慮到工程內(nèi)排風(fēng)排煙管的漏風(fēng)情況，在選擇風(fēng)機(jī)時，可以根據(jù)風(fēng)管的長度增加10%～20%的富裕量;施工質(zhì)量驗收規(guī)范對排風(fēng)排煙系統(tǒng)的漏風(fēng)量做出了明確規(guī)定，大于規(guī)范規(guī)定的數(shù)值，就判定施工質(zhì)量是不合格的，考慮風(fēng)管的漏風(fēng)量而把排煙量增大一倍，要求太高。

風(fēng)管的允許漏風(fēng)量可按下式計算:

Q=mp^0.66

式中:Q為系統(tǒng)風(fēng)管在相應(yīng)工作壓力下，單位面積風(fēng)管單位時間內(nèi)的允許漏風(fēng)量，m3/(h·㎡)；m為風(fēng)管的漏風(fēng)系數(shù);低壓系統(tǒng):m=0.1056;中壓系統(tǒng):m=0.0352;高壓系統(tǒng):m=0.0117;P為風(fēng)管系統(tǒng)的工作壓力，Pa。

這類人防工程的排煙量按**防煙分區(qū)面積每平方米不少于60m3 /h計算排煙量，只要設(shè)計合理，施工質(zhì)量符合規(guī)范要求，應(yīng)該完全可以滿足要求，同時也符合這類人防工程的實際情況。

4排煙口設(shè)置的探討

4.1排煙口的總體布置

當(dāng)前，這類人防工程的防排煙口很多還按普通的人防工程在設(shè)置，都按距離不大于60m的要求在通道內(nèi)設(shè)置，這不符這類工程的實際情況，每個房間都設(shè)置了房門，同時為了空調(diào)回風(fēng)的需要，絕大數(shù)的房門均為下部帶百葉風(fēng)口的門，每個房間的送風(fēng)量有限，而排煙量是送風(fēng)量的數(shù)倍，在排煙時大大增加了排煙系統(tǒng)的阻力，而這部分阻力往往又被忽略了;另外，排煙口設(shè)置在通道內(nèi)，不能及時排出房間內(nèi)的煙氣，煙氣溫度較高，都貼附在吊頂上，而通過設(shè)置在房門底部的百葉口來排煙氣，不符合煙氣的流動規(guī)律，也容易造成疏散通道被煙氣堵塞，影響人員的逃生和工程的滅火。其次，排煙口設(shè)置在通道內(nèi)，不能及時排除周邊房間的煙氣，排煙量也滿足不了要求;各房間距排煙口的距離的不同，煙氣流動的阻力也是不一樣的，而通道內(nèi)空氣流動阻力較小，因此在發(fā)生火災(zāi)時，排煙量很難能滿足要求，排除的很可能是通道內(nèi)的空氣，這是該種設(shè)置方式**的問題。筆者認(rèn)為在每個房間內(nèi)設(shè)置排煙口可以有效解決這一間題，雖然排煙口的數(shù)量增加了，但并沒有增加控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，在一定程上還減輕了控制的困難，同時最主要的一點就是消防系統(tǒng)更為合理，更符合工程的實際情況。

4.2房間內(nèi)排煙口的設(shè)置

排煙口應(yīng)盡量設(shè)置在離門遠(yuǎn)的地方，距疏散出口的距離應(yīng)大于2m，而不應(yīng)設(shè)在門口的上方，這樣不利于人員的疏散;其次，火災(zāi)一般不發(fā)生在門口，大多數(shù)都在房間的內(nèi)部，同時也有利煙氣的及時排除。排煙口的設(shè)置不當(dāng)不僅會影響疏散人員的逃生，而且也可能貽誤滅火的**時機(jī)。

4.3走廊排煙口的設(shè)置

按照防規(guī)第6.4.2條的要求，排煙口距最遠(yuǎn)點的距離應(yīng)不大于30m。也就是說排煙口之間的**距離可以達(dá)到60m。這類人防工程本身具有疏散距離長、疏散出口少的特點。排煙口間距過大，受影響的房間越多，越不利于人員的疏散，同時也影響滅火設(shè)備的使用，如手提式滅火器、消火栓等的使用，也會影響自動噴淋噴頭的自動噴水。參照消火栓的設(shè)置間距，排煙口之間的距離設(shè)置在不大于30m的范圍內(nèi)更為科學(xué)、合理。

排煙口與防火分區(qū)分隔用的防火門應(yīng)保持一定的距離。在排煙時防煙分區(qū)內(nèi)保持的是負(fù)壓，如果排煙口距防火門的距離過小，可能造成防火門開啟困難，不利于人員的疏散。

5排煙時補(bǔ)風(fēng)問題的探討

根據(jù)防規(guī)第6.3.2條規(guī)定:①當(dāng)補(bǔ)風(fēng)通路的空氣阻力不大于50Pa時，可自然補(bǔ)風(fēng);②當(dāng)補(bǔ)風(fēng)通路的空氣阻力大于50Pa時，應(yīng)設(shè)置火災(zāi)時可轉(zhuǎn)換成補(bǔ)風(fēng)的機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)或單獨的機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，補(bǔ)風(fēng)量不應(yīng)小于排煙量的50%。大多數(shù)工程根據(jù)這一條都沒有設(shè)置機(jī)械補(bǔ)風(fēng)，采用自然補(bǔ)風(fēng)。這是不符合工程的實際情況的。這類人防工程本身具有很高的氣密性和密閉性;另外工程內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)時也不可能剛好出入口的門是完全打開的。該類人防工程的使用情況與普通的人防工程的使用情況剛好相反，兩者都是人多的時候用電設(shè)備完全開啟，發(fā)生火災(zāi)的可能性大，人少的時候發(fā)生火災(zāi)的機(jī)率小;前者是人多的時候是關(guān)著的，人少的時候

可能是開著的，而后者是人多的時候是開著的，人少的時候是關(guān)著的。所以完全執(zhí)行第6.3.2條對于這類人防工程的人員疏散是不利的。根據(jù)相關(guān)規(guī)范的解釋，當(dāng)工程內(nèi)保持250Pa的負(fù)壓時，單人開啟疏散門非常困難。在沒有補(bǔ)風(fēng)的情況下，造成這類人防工程單個防火分區(qū)的負(fù)壓的速率可按下列公式粗略計算。

（2）

式中:P為負(fù)壓的保持速率，Pa/s; q為排煙量，m3/s; V為防火分區(qū)的體積，m3;B為工程所在點的大氣壓力，Pa。

如果嚴(yán)格按照規(guī)范的規(guī)定的排煙量(即:120 m3/h·㎡)進(jìn)行計算，**防煙分區(qū)的面積按160㎡計算(一般在160～200㎡)，則排煙量:

防火分區(qū)的體積，按面積1000㎡，層高4m計算，V=4000 m3，大氣壓力采用標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，B=1.01×10⁵Pa，則:

根據(jù)上式的計算，考慮防火分區(qū)的漏風(fēng)情況、火災(zāi)時燃燒物的發(fā)煙量及工程內(nèi)部的溫升，完全可能在不到1分鐘的時間內(nèi)造成250Pa的負(fù)壓;造成疏散門開啟困難，從而影響工程內(nèi)人員的疏散。這類人防工程應(yīng)該設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，以避免在短時間內(nèi)保持著火的防火分區(qū)內(nèi)負(fù)壓過大，不利于人員的疏散。同時這應(yīng)該是強(qiáng)制性的。當(dāng)然從滅火角度看，補(bǔ)風(fēng)量過大，火勢容易擴(kuò)散，增加滅火的難度，而不利于滅火。應(yīng)根據(jù)人防工程的特點，在編制或修訂規(guī)范時，強(qiáng)制性要求補(bǔ)風(fēng)并確定補(bǔ)風(fēng)量的大小。這有利于工程設(shè)計人員、審查人員及工程管理人員操作，同時也有助于完善這類人防工程的防排煙系統(tǒng)。

6結(jié)語

合理的確定這類人防工程的排煙量，不僅可以節(jié)省投資，而且也可以更好的實現(xiàn)消防排煙的要求。根據(jù)這類人防工程的實際情況及其特點，只要防煙分區(qū)設(shè)置合理，排煙口的位置及開啟方式選擇得當(dāng)，按**防煙分區(qū)面積每平方米不小于60 m3/h確定排煙量，在選擇排煙風(fēng)機(jī)時增加一定的富裕量，是完全可以滿足工程消防排煙的要求的。同時建議這類人防工程在消防排煙時應(yīng)強(qiáng)制性的要求補(bǔ)風(fēng)，以利人員的疏散和工程的滅火。