對《高層民用建筑設計防火規范》中防排煙有關問題的探討
[摘要] 作者通過對《高規》中防排煙問題有關條文的理解、分析,提出并論述了防排煙設施設置的新觀點、新方法及相應解決措施。
[關鍵詞] 防煙 排煙 咽喉要道 抑制 控制 火勢蔓延
《高層民用建筑設計防火規范》(以下簡稱《高規》) 是為了防止和減少高層民用建筑(以下簡稱高層建筑) 火災的危害、保護人身和財產的安全而制定的,在《高規》第1. 0. 2 條中已明確規定:“高層建筑的防火設計,必須遵循‘預防為主,消防結合’的消防工作方針,針對高層建筑發生火災的特點,立足自防自救,采用可靠的防火措施,做到安全適用、技術先進、經濟合理”。這就是說,在高層建筑設計中,必須遵守國家的有關方針、政策和“預防為主,消防結合”的方針,針對高層建筑的火災特點,從全局出發,結合實際情況,積極采用可靠的防火措施,保障消防安全。
但是,在《高規》中有關防排問題的一些條文規定,條文解釋出現與《高規》第1. 0. 2 條規定似有矛盾及含糊不清之處,故筆者從以下三個方面談談對《高規》中有關規定的理解與看法:
1 防煙樓梯間前室、消防電梯間前室和合用前室,是堵截煙氣蔓延的咽喉要道,只應在該前室和合用前室設置機械防煙設施
為集中使用加壓送風,本文所討論的前室和合用前室的加壓送風口為常閉型。
1. 1 安全可靠,從根本上避免了煙氣竄入防煙樓梯間及消防電梯井內的隱患
當高層建筑發生火災時,防煙樓梯間是高層建筑內部人員唯一的垂直疏散通道,消防電梯是消防人員進行撲救的主要垂直運輸工具。為了疏散和撲救的需要,必須確保在疏散和撲救過程中防煙樓梯間及消防電梯井內無煙。
如何才能確保在疏散和撲救過程中防煙樓梯間及消防電梯井內無煙呢? 煙氣的流動是從著火點竄到內走道,再通過前室或合用前室方能竄到防煙樓梯間及消防電梯井內。也就是說,煙氣要想竄入防煙樓梯間及消防電梯井內的必經之路是其前室及合用前室。只要在該前室和合用前室把好關口,就能確保在疏散和撲救過程中防煙樓梯間及消防電梯井內無煙。
如何才能把好該前室和合用前室不讓煙氣竄入防煙樓梯間及消防電梯井內這道關口呢? 這就只有在該前室和合用前室設置機械防煙設施最為安全可靠。
而《高規》第8. 2. 1 條與第8. 2. 3 條規定:“除建筑高度超過50 m的一類公共建筑和建筑高度超過100 m 的居住建筑外,靠外墻的防煙樓梯間及前室、消防電梯間前室和合用前室,宜采用自然排煙方式”、“防煙樓梯間前室或合用前室,利用敞開的陽臺、凹廊或前室內有不同朝向的開啟外窗自然排煙時,該樓梯間可不設防煙設施。”
因受室外風向、風速和建筑本身的密封性或熱壓作用的影響,自然排煙效果不太穩定。如遇火災時,很難避免煙氣通過該前室和合用前室、陽臺及凹廊而不竄入防煙樓梯間或消防電梯井內。一旦自然排效果到影響,對整個建筑的人員將受到嚴重威脅,而且對消防隊電進行撲救也帶來了相當大的困難。而在防煙樓梯間前室、消防電梯間前室和合用前室(不論其前室、合用前室是否具備自然排煙條件) 設置機械防煙設施時,就能從根本上避免煙氣竄入防煙樓梯間及消防電梯井內。因此筆者認為《高規》第8. 2. 1 條與第8. 2. 3 條規定欠妥當。
1. 2 節省投資,避免了防煙樓梯間及其前室、合用前室均設機械防煙施或只防煙樓梯間設機械防煙設施時所造成的浪費
目前國內對不具備自然排煙條件的防煙樓梯間及其前室或合用前室進行加壓送風的做法有三種:第一種,只對防煙樓梯間進行加壓送風,其前室或合用前室不送風;第二種,防煙樓梯間及前室或合用前室分別設置兩個獨立的加壓送風系統,進行加壓送風;第三種,對防煙樓梯間設置一套加壓送風系統的同時,又從該加壓送風系統伸出一支管分別對其各層前室或合用前室進行加壓送風。
上述三種方法均可行,但均存在風機風量大、投資高的弊病。因防煙樓梯間所相通的疏散口多,不僅要考慮首層疏散門的開啟,還需考慮向屋頂疏散門的開啟;不僅要考慮采光窗縫的漏風,還要考慮防煙樓梯間前室或合用前室門的漏風;不僅要考慮著火層人員疏散與撲救時防煙樓間前室門和合用前室門的開啟,而且還要考慮其他層人員疏散時防煙樓梯間前室或合用前室門的開啟。這樣,在防煙樓梯間的加壓送風量會很大,投資會很高。第二、第三種方法,其不僅有防煙樓梯間的送風,而且又增加了其前室或合用前室的送風,因此投資會更高。若只在其前室或合用前室設置加壓送風時,其送風量大大減小,故可大量節省投資。
而《高規》第8. 3. 6 條中規定:“機械加壓送風的防煙樓梯間和合用前室,宜分別獨立設置送風系統, ”及《高規》第8. 3. 1 條中規定:“下列部位應設置獨立的機械加壓送風的防煙設施:8. 3. 1. 1 不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、消防電梯間前室或合用前室。”這樣,不利于節省投資。
1. 3 可合理、集中使用加壓送風
在前一個問題中所述的三種加壓送風做法,其加壓送風量均大量地消耗在與煙氣無關的門洞及門窗縫的漏風上,只有少部分是真正用到了堵截煙氣的流竄上。而且,當不同樓層的防煙樓梯間與其前室或合用前室之間的門以及其前室或合用前室與內走道之間的門同時開啟或部分開啟時、首層疏散門及屋頂疏散門的同時開啟或部分開啟時,氣流風量分配與走向十分復雜,以致對防煙樓梯間及其前室或合用前室的風量控制是很難實現的。若只在其前室或合用前室設加壓送風時,則可以合理、集中地使用加壓送風。
1. 4 可保證有效、合理、準確地計算加壓送風量
對保證加壓送風真正合理地起作用,則必須有效、合理、準確地計算加壓送風量,而目前加壓送風量的計算方法繁多,至今尚無統一。究其原因,主要在是《高規》編者在防排煙問題上的思路欠合理。而在此思路的引導下,出現了影響加壓送風量計算復雜,且各種計算公式在研究加壓送風量的計算時出發點不一致等因素。因而在工程設計中,往往存在著一定的差別,尤其是同一條件的工程,因選擇不同的計算公式,其計算結果差別很大。還有的是某些計算公式缺乏系統、全面的介紹,特別是假設參數選擇不當,也容易造成設計計算的錯誤。
上述原因使得當前在加壓送風量的設計計算中存在著一定的盲目性和可變性,尤其是上下疏散門的開啟個數及時間長短是根本無法準確確定的,這就帶來計算風量與實際需要風量的可變性與不穩定性,從而發生很大的誤差。為避免計算發生誤差太大, 《高規》第8. 3. 2 條規定:“高層建筑防煙樓梯間及前室、合用前室和消防電梯間前室的加壓送風量應由計算確定,或按表8. 3. 2 - 1 至表8. 3. 2 - 4 的規定確定。當計算值和本表不一致時,應按兩者中較大值確定。”
有此規定比無此規定要好一些,只解決了保險問題,而未真正解決避免計算發生誤差太大的問題,因較大值不一定是合理值,有時往往較大值與合理值會懸殊很大。此規定仍未從根本上解決合理、準確的計算問題,當只計算防煙樓梯間前室或合用前室的加壓送風量時,其影響因素會準確地確定下來,從而能合理、有效、準確地計算加壓送風量,避免了盲目性、可變性、誤差太大等問題。
2 抑制、減緩火勢蔓延速度至關重要,綜觀全局,最大限度的降低火災損失
高層建筑火勢蔓延快,樓梯間、電梯井、管道井、風道、電纜井、排氣道等豎井均像一座高聳的煙囪,成為火勢迅速蔓延的途徑。一旦起火,燃燒猛烈、容易蔓延。根據《高規》第1. 0. 2 條條文解釋所述:“據測定,在火災初起階段,因空氣對流,在水平方向造成的煙氣擴散速度為0. 3 m/ s ;在火災燃燒猛烈階段,由于高溫狀態下的熱對流而造成的水平方向煙氣擴散速度為0. 5～3 m/ s ;煙氣沿樓梯井或其他豎井擴散速度為3～4 m/ s”。
高層建筑火災的撲救,要盡快地將火災撲滅在初起階段。這才能大大減小火災對人員安全的威脅,使火災造成的損失大大減小空氣流動的快慢直接影響火勢蔓延的快慢,而新風涌入的多少不僅影響空氣流動的快慢,同時新風中的氧還直接影響火是著還是滅、是旺還是衰的問題。對于撲救火災而言,最重要的莫過于失掉時間,贏得時間就等于贏得勝利,失掉時間就等于失掉勝利。這樣,如何能想辦法贏得時間就顯得相當重要了。
新風的涌入,對火勢起到了推波助浪的作用,會使火勢蔓延加速,不利于抑制、減緩火勢的蔓延,從而縮短了疏散與撲救的寶貴時間。而機械排煙與加壓送風又不可避免地要使新風涌入,這對抑制火勢相當不利,因此合理、有效地控制機械排煙量與加壓送風量對保證人員安全疏散與撲救非常重要。如果機械排煙量與加壓送風量過大,將加速火勢蔓延,對人員疏散與撲救不利;如果機械排煙量與加壓送風量過小,將直接影響人員的安全疏散與撲救。這就要求機械排煙量與加壓送風量正確合理,達到既能保證人員安全疏散、又能在不影響人員安全疏散的同時贏得有利時間,在火勢蔓延速度小的情況下盡快疏散與撲救,從而使火災損失降低到最小。
而《高規》第8. 3. 2 條規定:“...機械加壓送風量...。當計算值和本表不一致時,應按兩者中較大值確定”。在《高規》第8. 4. 2 條中有這樣的規定:“...應按每平方米面積不小于60 m3/ h 計算(單臺風機最小排煙量不應小于7200 m3/h) ”、“ ...,應按最大防煙分區面積每平方米不小于120 m3/h 計算”等提法。這就給人們造成一個誤導:“總認為機械排煙量與加壓送風量愈大愈好。”其實不然,如果機械排煙量與加壓送風量過大,反使火勢蔓延速度加快;火勢蔓延速度的加快,等于疏散有利時間減少,若疏導不當或慌亂而造成的人員傷亡的可能性就加大;同時又給撲救帶來困難,因時間短撲救不當造成的財產損失就加大;反之,抑制、減緩火勢的蔓延,會使人員作傷亡減小、財產損失減少。合理、正確地控制機械排煙量與加壓送風量,才是既能有效保證人員的安全疏散,又能贏得有利時間對火災進行撲救的萬全之策,從而使人民生命財產的損失達到最小。
3 正確、合理地計算及控制機械煙量與加壓送風量
為避免計算工作中出現由盲目性、可變性而引起的誤差太大,為避免機械排煙量與加壓送風量不當而造成的損失,特提出機械排煙量與加壓送風量的計算方法及控制措施的建議。
3. 1 機械排煙量的計算
在同一防火分區內,設置機械排煙設施的走道、凈高不超過6. 00 m的房間,是采用擋煙垂壁、隔墻或從頂棚下突出不小于0. 50 m 的梁劃分防煙分區。這樣,在同一防火分區內,由于受機械排煙的抽風、機械防煙的送風、火災引起的空氣對流、室外風速、建筑物熱效應、人員疏散與撲救等因素影響,不可避免的造成空氣流動。因此,在同一防火分區內,不可避免地要有煙氣的流竄,這就很難有效保證把火災限制在某一防煙分區內。因此,橫向上在同一防火分區內,各防煙分區應以其面積乘以0m3/ h·m2 計算各自排煙量及排煙風口截面與支風管截面、并按風管所擔負的各防煙分區面積順次乘以60m3/ h·m2 計算該防火分區的排煙量及風管截面(假如按每平方米60m3/ h 計算排煙量的數據正確與合理時) ;在豎向上應按風道所擔負的各防火分區之排煙量最大值作為系統總排煙量來選擇計算排煙風機及風道。
這樣,不僅合乎實際情況,而且有利于合理選擇計算風口、風管及風機,從而避免了風量、風管、風道及風機選擇計算的不合理。這可通過圖1 與圖2 的比較,顯而易見地能夠得以說明。
3. 2 機械排煙量應“范圍”,不應規定“不小于”
機械排煙量規定“范圍”,既可及時排走煙氣滿足疏散與撲救需要,還可做到經濟合理。而“不小于”這類的規定則會產生誤導,致使人們形成愈大愈好的錯覺,這不但使投資增高形成浪費,而且還會因排煙量過大引發新風涌入量過大而造成火勢蔓延速度加快、火災損失加重。
因此,機械排煙量的大小應規定“范圍”,而不應規定“不小于”。為了慎重起見,機械排煙量的大小及上下限范圍,應由公安消防研究部門認真研究測試后給出。
3. 3 加壓送風量的計算
在橫向上,只考慮防煙樓梯間前室、消防電梯間前室和合用前室(不論其前室、合用前室是否具備自然排煙條件) 的加壓送風量,計算時既要考慮前室或合用前室門縫的漏風。因其前室和合用前室門窗縫的漏風量比保證其前室門開啟時其洞處風速所需風量小得很多,故無需進行保證其前室室或合用前室正壓值的風量計算。又因其前室或合用前室門的開啟是朝著防煙樓梯間方向,不存在其前室或合用前室正壓過高而影響開門的問題,故余壓閥可不設。
在豎向上,只考慮一個著火層的加壓送風量,且取其大值選擇計算送風機。這樣既合理,又與機械排煙相互呼應。奇怪的是,由于《高規》中沒有明確提示加壓送風系統總風量如何計算,故不少人不分青紅皂白一提加壓送風就按著火層加上一層或著火層加上下兩層來計算其前室或合用前室加壓送風系統的送風量。這是很不妥當、很不負責的,因煙氣來自著火層,且機械排煙是按著火層考慮排煙量計算的;實實在在地講,有煙則排、無煙則不排、有煙則防、無煙則不防;故其前室或合用前室的加壓送風量也應按著火層考慮計算。
3. 4 準確、合理規定防煙樓梯間前室、消防電梯間前室或合用前室加壓送風時其門洞斷面的風速及范圍
防煙樓梯間前室、消防電梯間前室或合用前室門洞斷面風速在有關手冊及有關資料中均有一些推薦值及范圍,但數值不盡相同,而做為規范而言,仍應由公安消防部門認真研究測試后給出更為安全可靠。
3. 5 采用變頻技術控制,滿足合理的機械排煙量與加壓送風量
一個機械排煙系統或加壓送風系統,由于受橫向、豎向不同條件的影響,運行過程中各風口處的風速不可能就是計算風速。尤其是機械排煙系統在橫向上,有的防煙分區大、有的防煙分區小;有的著火只在本防煙分區內有煙而未波及其它防煙分區,這時排煙風機工作后其排煙量很大,且只為這一著火的防煙分區服務,這樣該防煙分區的排煙口風速必然很大;排煙口風速愈大即該防煙分區排煙量愈大,排煙量愈大即新風補充愈大,新風補充愈大即對抑制、減緩火勢的蔓延就愈不利,火勢蔓延愈快即對疏散與撲救愈不利,造成的火災損失也就愈大。因此,正確合理地控制機械排煙量與加壓送風量就顯得相當重要了。
現在,我國的變頻調速已是成熟技術,速度信號遠傳也已在不少行業廣泛使用。因此,在機械排煙口與加壓送風口處裝一風速探測器,將速度信號遠傳給風機,然后通過速度控制變頻調速至滿足合理所需風量。
3. 6 準確、合理規定機械排煙口及加壓送風口的風速及范圍
要想合理控制風口風速,首先應規定合理的機械排煙口與加壓送風口的風速及范圍。否則,合理控制風口風速就是一句空話,因此建議公安消防部門認真研究測試后給出。
4 結束語
以上三方面的理解與看法,是筆者通過對《高規》的學習與工程設計所提出的一些體會,錯誤之處難免,敬請提出寶貴意見,以使《高規》在實施過程中更加完善。
參考文獻
1 高層民用建筑設計防火規范(GB50045 - 95)
[關鍵詞] 防煙 排煙 咽喉要道 抑制 控制 火勢蔓延
《高層民用建筑設計防火規范》(以下簡稱《高規》) 是為了防止和減少高層民用建筑(以下簡稱高層建筑) 火災的危害、保護人身和財產的安全而制定的,在《高規》第1. 0. 2 條中已明確規定:“高層建筑的防火設計,必須遵循‘預防為主,消防結合’的消防工作方針,針對高層建筑發生火災的特點,立足自防自救,采用可靠的防火措施,做到安全適用、技術先進、經濟合理”。這就是說,在高層建筑設計中,必須遵守國家的有關方針、政策和“預防為主,消防結合”的方針,針對高層建筑的火災特點,從全局出發,結合實際情況,積極采用可靠的防火措施,保障消防安全。
但是,在《高規》中有關防排問題的一些條文規定,條文解釋出現與《高規》第1. 0. 2 條規定似有矛盾及含糊不清之處,故筆者從以下三個方面談談對《高規》中有關規定的理解與看法:
1 防煙樓梯間前室、消防電梯間前室和合用前室,是堵截煙氣蔓延的咽喉要道,只應在該前室和合用前室設置機械防煙設施
為集中使用加壓送風,本文所討論的前室和合用前室的加壓送風口為常閉型。
1. 1 安全可靠,從根本上避免了煙氣竄入防煙樓梯間及消防電梯井內的隱患
當高層建筑發生火災時,防煙樓梯間是高層建筑內部人員唯一的垂直疏散通道,消防電梯是消防人員進行撲救的主要垂直運輸工具。為了疏散和撲救的需要,必須確保在疏散和撲救過程中防煙樓梯間及消防電梯井內無煙。
如何才能確保在疏散和撲救過程中防煙樓梯間及消防電梯井內無煙呢? 煙氣的流動是從著火點竄到內走道,再通過前室或合用前室方能竄到防煙樓梯間及消防電梯井內。也就是說,煙氣要想竄入防煙樓梯間及消防電梯井內的必經之路是其前室及合用前室。只要在該前室和合用前室把好關口,就能確保在疏散和撲救過程中防煙樓梯間及消防電梯井內無煙。
如何才能把好該前室和合用前室不讓煙氣竄入防煙樓梯間及消防電梯井內這道關口呢? 這就只有在該前室和合用前室設置機械防煙設施最為安全可靠。
而《高規》第8. 2. 1 條與第8. 2. 3 條規定:“除建筑高度超過50 m的一類公共建筑和建筑高度超過100 m 的居住建筑外,靠外墻的防煙樓梯間及前室、消防電梯間前室和合用前室,宜采用自然排煙方式”、“防煙樓梯間前室或合用前室,利用敞開的陽臺、凹廊或前室內有不同朝向的開啟外窗自然排煙時,該樓梯間可不設防煙設施。”
因受室外風向、風速和建筑本身的密封性或熱壓作用的影響,自然排煙效果不太穩定。如遇火災時,很難避免煙氣通過該前室和合用前室、陽臺及凹廊而不竄入防煙樓梯間或消防電梯井內。一旦自然排效果到影響,對整個建筑的人員將受到嚴重威脅,而且對消防隊電進行撲救也帶來了相當大的困難。而在防煙樓梯間前室、消防電梯間前室和合用前室(不論其前室、合用前室是否具備自然排煙條件) 設置機械防煙設施時,就能從根本上避免煙氣竄入防煙樓梯間及消防電梯井內。因此筆者認為《高規》第8. 2. 1 條與第8. 2. 3 條規定欠妥當。
1. 2 節省投資,避免了防煙樓梯間及其前室、合用前室均設機械防煙施或只防煙樓梯間設機械防煙設施時所造成的浪費
目前國內對不具備自然排煙條件的防煙樓梯間及其前室或合用前室進行加壓送風的做法有三種:第一種,只對防煙樓梯間進行加壓送風,其前室或合用前室不送風;第二種,防煙樓梯間及前室或合用前室分別設置兩個獨立的加壓送風系統,進行加壓送風;第三種,對防煙樓梯間設置一套加壓送風系統的同時,又從該加壓送風系統伸出一支管分別對其各層前室或合用前室進行加壓送風。
上述三種方法均可行,但均存在風機風量大、投資高的弊病。因防煙樓梯間所相通的疏散口多,不僅要考慮首層疏散門的開啟,還需考慮向屋頂疏散門的開啟;不僅要考慮采光窗縫的漏風,還要考慮防煙樓梯間前室或合用前室門的漏風;不僅要考慮著火層人員疏散與撲救時防煙樓間前室門和合用前室門的開啟,而且還要考慮其他層人員疏散時防煙樓梯間前室或合用前室門的開啟。這樣,在防煙樓梯間的加壓送風量會很大,投資會很高。第二、第三種方法,其不僅有防煙樓梯間的送風,而且又增加了其前室或合用前室的送風,因此投資會更高。若只在其前室或合用前室設置加壓送風時,其送風量大大減小,故可大量節省投資。
而《高規》第8. 3. 6 條中規定:“機械加壓送風的防煙樓梯間和合用前室,宜分別獨立設置送風系統, ”及《高規》第8. 3. 1 條中規定:“下列部位應設置獨立的機械加壓送風的防煙設施:8. 3. 1. 1 不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、消防電梯間前室或合用前室。”這樣,不利于節省投資。
1. 3 可合理、集中使用加壓送風
在前一個問題中所述的三種加壓送風做法,其加壓送風量均大量地消耗在與煙氣無關的門洞及門窗縫的漏風上,只有少部分是真正用到了堵截煙氣的流竄上。而且,當不同樓層的防煙樓梯間與其前室或合用前室之間的門以及其前室或合用前室與內走道之間的門同時開啟或部分開啟時、首層疏散門及屋頂疏散門的同時開啟或部分開啟時,氣流風量分配與走向十分復雜,以致對防煙樓梯間及其前室或合用前室的風量控制是很難實現的。若只在其前室或合用前室設加壓送風時,則可以合理、集中地使用加壓送風。
1. 4 可保證有效、合理、準確地計算加壓送風量
對保證加壓送風真正合理地起作用,則必須有效、合理、準確地計算加壓送風量,而目前加壓送風量的計算方法繁多,至今尚無統一。究其原因,主要在是《高規》編者在防排煙問題上的思路欠合理。而在此思路的引導下,出現了影響加壓送風量計算復雜,且各種計算公式在研究加壓送風量的計算時出發點不一致等因素。因而在工程設計中,往往存在著一定的差別,尤其是同一條件的工程,因選擇不同的計算公式,其計算結果差別很大。還有的是某些計算公式缺乏系統、全面的介紹,特別是假設參數選擇不當,也容易造成設計計算的錯誤。
上述原因使得當前在加壓送風量的設計計算中存在著一定的盲目性和可變性,尤其是上下疏散門的開啟個數及時間長短是根本無法準確確定的,這就帶來計算風量與實際需要風量的可變性與不穩定性,從而發生很大的誤差。為避免計算發生誤差太大, 《高規》第8. 3. 2 條規定:“高層建筑防煙樓梯間及前室、合用前室和消防電梯間前室的加壓送風量應由計算確定,或按表8. 3. 2 - 1 至表8. 3. 2 - 4 的規定確定。當計算值和本表不一致時,應按兩者中較大值確定。”
有此規定比無此規定要好一些,只解決了保險問題,而未真正解決避免計算發生誤差太大的問題,因較大值不一定是合理值,有時往往較大值與合理值會懸殊很大。此規定仍未從根本上解決合理、準確的計算問題,當只計算防煙樓梯間前室或合用前室的加壓送風量時,其影響因素會準確地確定下來,從而能合理、有效、準確地計算加壓送風量,避免了盲目性、可變性、誤差太大等問題。
2 抑制、減緩火勢蔓延速度至關重要,綜觀全局,最大限度的降低火災損失
高層建筑火勢蔓延快,樓梯間、電梯井、管道井、風道、電纜井、排氣道等豎井均像一座高聳的煙囪,成為火勢迅速蔓延的途徑。一旦起火,燃燒猛烈、容易蔓延。根據《高規》第1. 0. 2 條條文解釋所述:“據測定,在火災初起階段,因空氣對流,在水平方向造成的煙氣擴散速度為0. 3 m/ s ;在火災燃燒猛烈階段,由于高溫狀態下的熱對流而造成的水平方向煙氣擴散速度為0. 5～3 m/ s ;煙氣沿樓梯井或其他豎井擴散速度為3～4 m/ s”。
高層建筑火災的撲救,要盡快地將火災撲滅在初起階段。這才能大大減小火災對人員安全的威脅,使火災造成的損失大大減小空氣流動的快慢直接影響火勢蔓延的快慢,而新風涌入的多少不僅影響空氣流動的快慢,同時新風中的氧還直接影響火是著還是滅、是旺還是衰的問題。對于撲救火災而言,最重要的莫過于失掉時間,贏得時間就等于贏得勝利,失掉時間就等于失掉勝利。這樣,如何能想辦法贏得時間就顯得相當重要了。
新風的涌入,對火勢起到了推波助浪的作用,會使火勢蔓延加速,不利于抑制、減緩火勢的蔓延,從而縮短了疏散與撲救的寶貴時間。而機械排煙與加壓送風又不可避免地要使新風涌入,這對抑制火勢相當不利,因此合理、有效地控制機械排煙量與加壓送風量對保證人員安全疏散與撲救非常重要。如果機械排煙量與加壓送風量過大,將加速火勢蔓延,對人員疏散與撲救不利;如果機械排煙量與加壓送風量過小,將直接影響人員的安全疏散與撲救。這就要求機械排煙量與加壓送風量正確合理,達到既能保證人員安全疏散、又能在不影響人員安全疏散的同時贏得有利時間,在火勢蔓延速度小的情況下盡快疏散與撲救,從而使火災損失降低到最小。
而《高規》第8. 3. 2 條規定:“...機械加壓送風量...。當計算值和本表不一致時,應按兩者中較大值確定”。在《高規》第8. 4. 2 條中有這樣的規定:“...應按每平方米面積不小于60 m3/ h 計算(單臺風機最小排煙量不應小于7200 m3/h) ”、“ ...,應按最大防煙分區面積每平方米不小于120 m3/h 計算”等提法。這就給人們造成一個誤導:“總認為機械排煙量與加壓送風量愈大愈好。”其實不然,如果機械排煙量與加壓送風量過大,反使火勢蔓延速度加快;火勢蔓延速度的加快,等于疏散有利時間減少,若疏導不當或慌亂而造成的人員傷亡的可能性就加大;同時又給撲救帶來困難,因時間短撲救不當造成的財產損失就加大;反之,抑制、減緩火勢的蔓延,會使人員作傷亡減小、財產損失減少。合理、正確地控制機械排煙量與加壓送風量,才是既能有效保證人員的安全疏散,又能贏得有利時間對火災進行撲救的萬全之策,從而使人民生命財產的損失達到最小。
3 正確、合理地計算及控制機械煙量與加壓送風量
為避免計算工作中出現由盲目性、可變性而引起的誤差太大,為避免機械排煙量與加壓送風量不當而造成的損失,特提出機械排煙量與加壓送風量的計算方法及控制措施的建議。
3. 1 機械排煙量的計算
在同一防火分區內,設置機械排煙設施的走道、凈高不超過6. 00 m的房間,是采用擋煙垂壁、隔墻或從頂棚下突出不小于0. 50 m 的梁劃分防煙分區。這樣,在同一防火分區內,由于受機械排煙的抽風、機械防煙的送風、火災引起的空氣對流、室外風速、建筑物熱效應、人員疏散與撲救等因素影響,不可避免的造成空氣流動。因此,在同一防火分區內,不可避免地要有煙氣的流竄,這就很難有效保證把火災限制在某一防煙分區內。因此,橫向上在同一防火分區內,各防煙分區應以其面積乘以0m3/ h·m2 計算各自排煙量及排煙風口截面與支風管截面、并按風管所擔負的各防煙分區面積順次乘以60m3/ h·m2 計算該防火分區的排煙量及風管截面(假如按每平方米60m3/ h 計算排煙量的數據正確與合理時) ;在豎向上應按風道所擔負的各防火分區之排煙量最大值作為系統總排煙量來選擇計算排煙風機及風道。
這樣,不僅合乎實際情況,而且有利于合理選擇計算風口、風管及風機,從而避免了風量、風管、風道及風機選擇計算的不合理。這可通過圖1 與圖2 的比較,顯而易見地能夠得以說明。
3. 2 機械排煙量應“范圍”,不應規定“不小于”
機械排煙量規定“范圍”,既可及時排走煙氣滿足疏散與撲救需要,還可做到經濟合理。而“不小于”這類的規定則會產生誤導,致使人們形成愈大愈好的錯覺,這不但使投資增高形成浪費,而且還會因排煙量過大引發新風涌入量過大而造成火勢蔓延速度加快、火災損失加重。
因此,機械排煙量的大小應規定“范圍”,而不應規定“不小于”。為了慎重起見,機械排煙量的大小及上下限范圍,應由公安消防研究部門認真研究測試后給出。
3. 3 加壓送風量的計算
在橫向上,只考慮防煙樓梯間前室、消防電梯間前室和合用前室(不論其前室、合用前室是否具備自然排煙條件) 的加壓送風量,計算時既要考慮前室或合用前室門縫的漏風。因其前室和合用前室門窗縫的漏風量比保證其前室門開啟時其洞處風速所需風量小得很多,故無需進行保證其前室室或合用前室正壓值的風量計算。又因其前室或合用前室門的開啟是朝著防煙樓梯間方向,不存在其前室或合用前室正壓過高而影響開門的問題,故余壓閥可不設。
在豎向上,只考慮一個著火層的加壓送風量,且取其大值選擇計算送風機。這樣既合理,又與機械排煙相互呼應。奇怪的是,由于《高規》中沒有明確提示加壓送風系統總風量如何計算,故不少人不分青紅皂白一提加壓送風就按著火層加上一層或著火層加上下兩層來計算其前室或合用前室加壓送風系統的送風量。這是很不妥當、很不負責的,因煙氣來自著火層,且機械排煙是按著火層考慮排煙量計算的;實實在在地講,有煙則排、無煙則不排、有煙則防、無煙則不防;故其前室或合用前室的加壓送風量也應按著火層考慮計算。
3. 4 準確、合理規定防煙樓梯間前室、消防電梯間前室或合用前室加壓送風時其門洞斷面的風速及范圍
防煙樓梯間前室、消防電梯間前室或合用前室門洞斷面風速在有關手冊及有關資料中均有一些推薦值及范圍,但數值不盡相同,而做為規范而言,仍應由公安消防部門認真研究測試后給出更為安全可靠。
3. 5 采用變頻技術控制,滿足合理的機械排煙量與加壓送風量
一個機械排煙系統或加壓送風系統,由于受橫向、豎向不同條件的影響,運行過程中各風口處的風速不可能就是計算風速。尤其是機械排煙系統在橫向上,有的防煙分區大、有的防煙分區小;有的著火只在本防煙分區內有煙而未波及其它防煙分區,這時排煙風機工作后其排煙量很大,且只為這一著火的防煙分區服務,這樣該防煙分區的排煙口風速必然很大;排煙口風速愈大即該防煙分區排煙量愈大,排煙量愈大即新風補充愈大,新風補充愈大即對抑制、減緩火勢的蔓延就愈不利,火勢蔓延愈快即對疏散與撲救愈不利,造成的火災損失也就愈大。因此,正確合理地控制機械排煙量與加壓送風量就顯得相當重要了。
現在,我國的變頻調速已是成熟技術,速度信號遠傳也已在不少行業廣泛使用。因此,在機械排煙口與加壓送風口處裝一風速探測器,將速度信號遠傳給風機,然后通過速度控制變頻調速至滿足合理所需風量。
3. 6 準確、合理規定機械排煙口及加壓送風口的風速及范圍
要想合理控制風口風速,首先應規定合理的機械排煙口與加壓送風口的風速及范圍。否則,合理控制風口風速就是一句空話,因此建議公安消防部門認真研究測試后給出。
4 結束語
以上三方面的理解與看法,是筆者通過對《高規》的學習與工程設計所提出的一些體會,錯誤之處難免,敬請提出寶貴意見,以使《高規》在實施過程中更加完善。
參考文獻
1 高層民用建筑設計防火規范(GB50045 - 95)