从建筑消防检测看防排烟设计、施工存在的问题及对策
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30号令）规定，设有建筑自动消防设施的建筑工程，在工程竣工后，施工安装单位必须委托具备资格的建筑消防设施检测单位进行技术测试，取得建筑消防设施测试技术报告。近几年，通过对一些高层建筑及重点工程的自动消防设施的检测，发现这些建筑在防排烟设计、施工及消防设备的选择等方面存在一些共性的问题，总结如下：
1. 自然排烟
1.1根据《高层民用建筑设计防火规范》第8.2.2条规定,“防烟楼梯
间前室，消防电梯间前室可开启外窗面积不应小于2.00平方米，合用前室不应小于3.00平方米”。由于此条款在规范中防排烟章节中，未能引起建筑师的重视，因此在检测采用自然排烟的高层建筑中，绝大多数达不到规范要求的开窗面积，同时，可开启外窗多为推拉窗，使得原本不够的开窗面积又小一半。建议设计师将推拉窗改为平开窗，最大限度地增加开窗面积。
1.2根据《高层民用建筑设计防火规范》第8.2.2规定,“靠外墙的防烟楼梯间每五层内可开启外窗总面积不应小于2.00平方米”。在检测的高层建筑中，虽然其可开启外窗总面积都可以达到规范要求，但是，有的防烟楼梯间可开启外窗安装高度过高，一般人很难开启，又未设计开窗装置，一旦火灾发生，无法顺利地开启外窗，希望设计师引起注意。
2.机械加压防烟
机械加压防烟系统是保障疏散通道不被浓烟侵袭，保护人员安全疏散的系统，是消防检测的重点内容之一。
2.1根据《高层民用建筑设计防火规范》第8.3.1之规定，“不具备自然排烟条件的防烟楼梯间，消防电梯间前室或合用前室，应设置独立的机械加压送风的防烟设施”。表1是已检测各建筑的加压送风系统的送风量一览表。
各建筑加压送风系统的送风量一览表 表1
建筑名称 | 送风机型号 | 送风机铭牌风量m3/h | 加压送风部位 | 实测风量m3/h | 规范推荐值m3/h |
×广场 | XGX型№7 XGX型№7 | 23000 2300 | 防烟楼梯间 №1 防烟楼梯间 №2 | 13577 20807 | 16000~20000 16000~20000 |
×大酒店 | XLF-2A 7.5 | 18662 | 防烟楼梯间 | 9679.3 | 16000~20000 |
×大厦 | 4-72-11 8C 4-72-11 8C 4-72-11 8C 4-72-11 8C | 20968 20968 17487 17487 | 防烟楼梯间 J1 防烟楼梯间 J2 合用前室 J3 防烟楼梯间前室J4 | 35795 44923 43798 37908 | 22000~27000 22000~27000 16000~20000 16000~20000 |
××大厦 | T35-11 №7 | 9600 | 合用前室 | 3433.6 | 22000~27000 |
××商场 | 4-68 №10 | 25300 | 合用前室 | 23790 | 22000~27000 |
××中心 | 4-72-11 6A | 11040 | 合用前室 | 8180 | 22000~27000 |
×大厦 | DZ型 №6 | 19600 | 防烟楼梯间 | 7374 | 25000~30000 |
×大厦 | 4-68 型 №8C 4-68 型 №8C 4-68 型 №8C 4-68 型 №8C | 15000 32000 15000 15000 | 合用前室 JS1 防烟楼梯间 JS2 防烟楼梯间 JS2 防烟楼梯间 JS2 | 23766 42644 20383 18738 | 16000~20000 22000~27000 16000~20000 22000~27000 |
从表1中可以看到机械加压送风系统送风量检测值偏小，其原因有以下几个：
（1）设计时选用风机风量偏小，达不到规范推荐值，应按《采暖通风设计手册》中差压法或流速法计算确定。
（2）检测的高层建筑其机械防烟送风道均为砖砌风道，内表面有的未抹灰，有抹灰的也很粗糙，造成系统阻力增加，风量减小。
（3）从选择的设备上看，离心式通风机其实测风量与风机铭牌送风量接近或超过，而轴流风机、斜流风机或高温排烟风机其实测风量与风机铭牌风量相差较大。设计时要进行送风系统阻力计算，以确定选择何种型号风机，其流量、压头都要满足设计要求。同时，选择的风机宜选用名牌大厂生产的优质风机，确保风机风量风压符合要求。
2.2 根据《高层民用建筑设计防火规范》第8.3.7条规定，“机械加压送风机的全压，除计算最不利环管道压头损失外，尚应有余压，其余压值应符合下列要求：防烟楼梯间为40~50pa，前室、合用前室、消防电梯前室为25~30pa”。从检测的高层建筑来看，实测值与规范要求相差很远，除个别建筑达到要求外，大部分建筑均偏小，表2中列举了部分建筑实测余压值。
防烟楼梯间、前室余压值一览表 表2
建筑名称 | 检测部位 | 实测余压值 （pa） | 加压风口型式 |
×大厦 | 合用前室 防烟楼梯间 1 楼梯间前室 防烟楼梯间 2 | 0~3 0~5 4~6 5~9 | 常开方式 常开方式 常开方式 常开方式 |
×大厦 | 合用前室 防烟楼梯间 1 楼梯间前室 防烟楼梯间 2 | 大于25 ~22 大于25 ~10 | 常闭百叶 自垂百叶 常闭百叶 自垂百叶 |
××广场 | 合用前室 1 合用前室 2 | 27~40 14~70 | 常闭百叶 常闭百叶 |
××大厦 | 合用前室 | 8~15 | 常闭百叶 |
×大厦 | 合用前室 | 0~2.5 | 常开百叶 |
××大酒店 | 合用前室 | 2~8 | 常开风口 |
影响前室、合用前室余压值小的主要原因是系统漏风量大，主要漏风部位如下：
（1）前室常闭式加压送风口关闭不严密
高层建筑安装的常闭式风口，来自全国各地，其质量有很大的差异，有的风口关闭不严密，用肉眼都能见到风阀的缝隙很大，有的风阀不能灵活开关，活动百叶七扭八歪，严重影响了正压送风系统的正常工作。例如：××大厦合用前室总送风量为23790m3/h，在只开启一层正压送风口时测得该层送风量为6500~8500 m3/h，只占总送风量的1/3左右，造成余压值偏低。该大厦由于在联动控制上存在问题，火灾控制中心只能联动开启加压送风机，无法开启前室加压送风口，在联动测试时，加压送风机开启了，而加压送风口一个都未开启，这时，送风机运行正常，可见其风口漏风量之大。
（2）送风道不严密
如上所述，送风道均为砖砌土建风道，内表面有的还没抹灰，造成风量漏失。
（3）前室开启的防火门数量过多
根据《采暖通风设计手册》正压值的计算公式，加压送风量与防火门有效漏风面积、开启防火门数量成正比，防火门漏风面积大则加压送风量就增大，开启防火门数量多则加压送风量就增多。
在高层商住楼中，如其住宅入户门（乙级防火门）就开在合用前室内，势必造成总有效漏风面积增加。开启防火门数量增加，在这种情况下，还是按规范推荐的送风量来选择送风机，其风量显然就小多了，就会造成前室余压值偏小。因此，在相同的加压送风量前提下，当漏风面积增加或开启防火门数量增加时，则余压值就会减小。××建筑合用前室在同时开启二层加压送风口时，测得前室余压值为+14pa，当只开启一层加压风口量，则余压值升至37pa。在同一建筑的地下室前室，由于防火门下有20mm隙缝，该前室余压值仅为14pa。
（4）合用前室安装常开式百叶风口
在表2中可以看到，有几幢高层建筑的前室选用常开式百叶风口做为加压送风口，而加压风机的风量又未按常开风口进行计算。因此，实测其前室余压值几乎为零。
（5）防烟楼梯间未形成封闭筒体
防烟楼梯间至屋面的疏散门，有的建筑未安装，有的建筑安装的是普通门，未带闭门器，不能自动关闭，送入楼梯间的加压送风量，有很大一部分从此处泄漏掉，对楼梯间的余压值产生很大影响。还有，有的商住楼，住户为了通风的要求，往往用木块将防火门卡住，这样也影响楼梯间的余压值。
2.3加压送风口风速过大
加压送风口尺寸的大小将影响送风口的风速，在检测中发现，某些建筑在设计时，其加压送风口选择的尺寸太小，合用前室最小风口为400×400mm，防烟楼梯间百叶风口最小尺寸为200×200mm，其数量很小，造成送风风速严重超标，也影响了整个加压送风量，增加了系统的阻力，使总送风量减少。
总结检测的经验，希望在设计机械加压送风系统时，必须考虑其漏风量损失，漏风系数建议在30%以上。还应保证风机有足够的风压，以保障总送风量满足余压值的要求。
3.机械排烟
设置机械排烟系统的部位在高规中已明确说明，这里不再多说。在消防检测中涉及到的主要是地下汽车库、高层建筑的地下室、地下商场等，遇到的主要问题如下：
3.1排烟风量及补风量不足是机械排烟系统最大的问题，表3给出了部分建筑排烟风量及补风量实测值。
各建筑排烟及送风量一览表 表3
建筑名称 | 排烟、送风 风机型号 | 排烟、送风 风机铭牌风量m3/h | 排烟、送风 部位 | 实测排烟送风风量m3/h | 备注 |
×广场 | YGX №7 YGX №7 YGX №7 YGX №7 YGX №7 YGX №7 YGX №7 YGX №7 YGX №7 YGX №7 | 22439 22439 22439 22439 22439 22439 22439 22439 22439 22439 | 地下汽车库 | 20848 12500 10927 15185 16587 14296 9097 9439 11132 9200 | |
4-72-11 5.5A（送风） 4-72-11 5.5A（送风） 4-72-11 5.5A（送风） 4-72-11 5.5A（送风） 4-72-11 5.5A（送风） 4-72-11 5.5A（送风） 4-72-11 5.5A（送风） 4-72-11 5.5A（送风） 4-72-11 5.5A（送风） | 9790 9790 9790 9790 9790 9790 9790 9790 9790 | 地下汽车库 | 14550 12277 12874 11604 12247 11416 10703 11491 11426 | ||
××地下汽车库 | XPY №7 XPY №7 XPY №7 | 24000 24000 24000 | 地下汽车库 | 8063 8063 8063 | |
××中心 | HTF №6 HTF №6 | 15102 15102 | 地下室 | 11252 11253 | |
×商厦 | HTF №7 | 25000 | 地下汽车库 | 14730 | |
××大厦 | XPY №6 | 14302 | 地下汽车库 | 16704 |
表3中所测风量是系统经过整改之后所测风量，在未整改前，很多系统都不能使用，主要原因是：排烟风管内杂物过多、排烟防火阀不能动作、止回阀安装有问题、排烟风机电源反相等，曾有几个系统在初测时，排烟风量基本为零，说明排烟系统和补风系统未经过调试，又没使用过。从表3中可以看出，选用高温轴流式排烟风机的排烟系统及补风系统，其系统排烟量都偏小，实测排烟量大部分都比规范风量偏小，同时影响排烟风量偏小的原因还有排烟系统阻力较大，如风管的光洁度、排烟口尺寸及数量等。
3.2排烟系统及补风系统噪声大
噪声大是排烟系统存在的第二大问题。假如该排烟系统不与通风系统合用，只在火灾发生时使用，噪声大还没有多大关系，但是有80%以上的排烟系统与平时的通风换气系统共用一个系统，这时，噪声大对环境的影响就不可低估。另外，在地下公众聚集场所，噪声还会直接影响火灾应急广播和声光报警器的正常工作。造成排烟系统噪声大的主要原因是选择风机型号、排烟系统设计、减振消声等因素，选择风机型号是很重要的，这种高温轴流排烟风机的噪声实在是太大了，即使高温轴流排烟风机设置在排风机房内，再加一段消声器，其噪声也让人很难受。
经我们检测的一个地下桑拿中心，该排烟系统与通风系统共用一个风机、风管和风口，排烟风机型号为4-68 10C，排烟风量27000m3/h。为了减小平时通风的噪声，经整改，增加了一台变频器，使平时通风换气的风量控制在3500 m3/h，经过改造之后通风系统24小时开启，地下桑拿中心空气新鲜，在这个温馨的环境里，几乎听不到排风机的声音。在火灾发生时，由火灾控制中心将频率调至50HZ，达到额定排风量。这样增加一台变频器，费用只增加了一万多元。用变频风机做地下商场的排烟（通风），还是大有前途的。
3.3地下汽车库的下排风口
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》规定，地下汽车库排烟量按换气次数不小于6次/时计算，且上排1/3，下排2/3。设计院在设计地下汽车库时，一般都采用排烟系统与通风系统共用，因此，在排烟工况下，必须切断下排2/3的排风口，开启水平干管上的排烟风口。最有效的切断排风支管的装置是电动风阀或带远距离操作功能的防火阀，当火灾发生时，由火灾控制中心发出信号，迅速地切断下排风口。而有的设计选用的是不带远距离操作功能的普通防火阀，只带70℃易熔片，在火灾初期，当烟气温度未达到70℃以前，下排风口无法关闭，且下排风口风量又大，这将严重地影响烟气流动，对人员或物资的疏散造成很大影响。
3.4风管止回阀
止回阀在排烟系统中应用比较普遍，在检测中，发现风管上安装的止回阀存在一些问题，不能有效地起到止回作用。
(1)止回阀的阀杆应水平安装，而有的是垂直安装，阀杆朝上或
下。
(2)止回阀调重杆上未安装重锤，有的重锤调节不好，使止回阀
动作有问题。
(3)止回阀本身无开或关标志，这一点请生产厂家注意。
4.防排烟系统联动控制
根据规范规定，机械加压防烟系统、机械排烟补风系统以及空调系统都应纳入消防控制中心进行自动联锁控制。当火灾发生时，消防控制中心发出指令，使机械防烟、机械排烟系统迅速投入使用，空调系统迅速停机，以达到防灾减灾的目的。
4.1机械加压防烟系统
当着火层感烟信号报警后，联动开启着火层所有前室的加压送风口、联动开启相对应的加压送风机及防烟楼梯间的送风机。火灾扑灭后，由消防控制中心发出指令，停止各加压送风机的运转，并将加压送风口复位。
4.2机械排烟系统
当感烟感温探测器报警后，要联动开启排烟风口、排烟阀，关闭下排风支管上的电动风阀或防火阀，以及相关风阀，关闭平时用的通风系统。同时，联动开启挡烟垂壁，开启排烟风机及补风机。当排烟系统的排烟防火阀（280℃）熔断后，关排烟风机及送风机。
4.3空气调节系统
任意一层感烟探测器报警后，消防控制中心能切断建筑的空调电源。当空调系统的送回风干管上安装的防火阀易熔片熔断之后，要联锁关闭空调器风机电源。
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