通风与防排烟设计探讨

           随着经济的发展，现代化建筑正跨着高科技伐迅猛前进，但高层建筑通凤空调防火与防排烟的设计，是关系到生命和财产安全的重大问题，决不可掉以轻心。只有提高建筑物的安全系数，使建筑中的人员在火灾情况下能沿着安全疏散通道顺利地向室外疏散。 

1、通风空调系统基本组成及其形式 
1.1、组成 
通风空调系统主要由下列设备组成，空调机组、排风机、防火阀、送回风口、矩形或圆形风管、消声器、消声弯头等，风管所占空间相对较大、因此成为“烟气流动”的一个重要隐患，对通风空调系统的控制成为暖通专业设计和防火审核的一项重要内容，需要联动控制的设备主要有、新风机组、排风机、送回风口、防火阀等， 
1.2、分类 
通风系统以是否需要动力分为自然通风和机械通风系统，机械通风系统按空气流向又分为机械送风系统和机械排风系统， 
1.3、目的 
高层民用建筑内部设置通风空调系统的目的是为了及时排出室内的废气、烟雾及余热并同时按人体卫生需要送入一定量的新鲜空气，以满足室内的空气质量标准， 
1.4、场所 
通风空调系统主要是设置在一些有特殊要求和不具备良好自然通风条件的场所，如三星级以上的宾馆、标准较高的商场、餐厅、剧场、演播厅、多功能厅等；面积较大的商场、剧场，不能开窗的办公室、地下室、卫生间等， 

2、防排烟系统组成及其形式 
目前，对烟气控制比较有效并且相对成熟的手段就是设置防排烟系统。 
2.1、组成 
防排烟系统主要由送风机、排烟风机、风道、加压送风口、排烟口、防火阀等组成，需要进行控制的设备主要有：正压送风机、排烟风机、加压送风口、排烟口、防火阀等。 
2.2、分类 
防排烟系统分机械防烟系统和机械排烟系统。 
2.3、目的 
对防排烟系统进行联动控制的目的在于发生火灾时，根据功能需要或防火、防烟分区的划要求，自动或手动将上述设备开启或关闭。 
2.4、场所 
不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、前室、消防电梯间前室或合用前室应采用机械防烟系统；内走道、中庭、可燃物较多。 
无自然排烟条件的房间、地下室等应采用机械排烟系统。 

3、系统组成方式及联动控制特点 
一般来说，通风空调系统与防排烟系统的设计大致有两种组成方式；一是空调送、排风系统与防排烟系统分开设置，各自独立运行；二是空调系统的送排试析高层建筑通风空调及防排烟系统联动控制风机、送排风管道与排烟系统的风机、管道共用。这两种设置方式在规范中都有执行的依据，在《高层民用建筑设计防火规范》第8、4、10条中有明确规定：机械排烟系统与通风、空调系统宜分开设置。若合用时，必须采取可靠的防火安全措施，并应符合排烟系统要求，大量的工程实践表明，这两种方式都是可行的。但在适用范围和联动控制的侧重点等方面有所区别，分别详述如下： 

3.1、通风、空调系统与防排烟系统分开设置，独立运行 
在实际工程中，因通风量和防排烟风量相差较大，大部分是通风、空调系统与防排烟系统独立设置。分开设置的组成方式的联动控制重点在于火灾报警后应关闭空调送风系统，开启防排烟系统，并将反馈信号送至消防控制中心，《火灾自动报警系统设计规范》第6、3、9条中规定“火灾报警后，停止有关部位的空调送风......”，哪些算是“有关部位”呢？笔者认为，简单地讲，在发生火灾的区域内的风机就应该停止运行。高层民用建筑中的通风、空调系统的组成方式很多，对火灾现场有影响的通常为该层的新风机组或空调机组的送风机，根据规范的规定是应该停止运行的。停止这些风机的办法往往是通过切断向这些风机供电的电源来实现，即由火灾自动报警装置或控制模块的输出接点发出信号，通过低压断路器的分压脱扣器或失压脱扣器（或交流接触器）来切断电源。可以切断风机电源的低压断路器（或交流接触器）通常有两个，一是装在风机房专为保护控制风机而设的断路器和接触器，它的通断只涉及到风机，不影响其它设备的用电；二是风机供电干线上的低压断路器，如果采取通过干线上的低压断路器来切断风机电源，联动控制回路较前者要简单一些，但停电的影响就会大一些，在实际工程中以控制何处的低压断路器为宜，还得视其配电系统和消防系统联动装置的情况来定。通风空调系统送排风管道上的防火阀均设有70摄氏度熔断开关，无论采取上述何种切断风机电源的方式，均应将防火阀的限位开关信号与相关风机联动，即防火阀关闭后，立即关闭空调风机，但应注意与同一风机有关联的所有防火阀的限位开关信号应并联在一起.
《火灾自动报警系统设计规范》中对防排烟系统的控制要求是：“启动有关部位的防烟和排烟风机......”，常见的正压送风系统通常设置于防烟楼梯间、防烟前室、消防电梯前室及合用前室内，楼梯间内每隔二至三层设一个加压送风口，因多点送风可使压力值均衡，避免楼梯间顶部送风带来的楼梯间与前室压差过大，疏散门不易打开的问题或者在楼梯间下部送风导致大量的空气从一层楼梯间门洞处流出的问题。防烟楼梯间正压送风可采用任何地点报警均开启方式，但防烟前室正压送风口应根据《高层民用建筑设计防火规范》要求开启报警层及上、下相邻各一层。火灾发生时，感烟（感温）探测器报警→打开报警控制器（控制模块）→打开相应防烟分区的排烟口（正压送风口）→打开排烟（正压送风）风机；当烟温达到280摄氏度时，排烟（正压送风）风机关闭.联动控制方式可采用集中报警控制器（或区域报警控制器）联动，或采用就地安装的联动控制模块联动两种方式，采取联动控制模块进行联动控制的接线方式，要根据不同设备的性能进行不同的划分，如有的联动控制模块除可以由相对的烟温探测器自动控制外，还具备由集中报警控制器进行手动遥控与反馈排烟口动作状态信号到消防控制中心的功能时，其设备自身的功能已完全符合《火灾自动报警系统设计规范》的要求，否则的话，就应在消防控制中心再另设联动控制屏以满足手动遥控及动作状态显示的要求。在实际工程中，经常出现一个报警信号需要联动多个排烟（送风）口防火阀的情况，《民用建筑电气设计规范》规定：同一排烟区内的多个排烟阀，若需同时动作时，可采用接力控制方式开启，并由最后动作的排烟阀发出动作信号。排烟口、正压送风口、防火阀及挡烟垂壁等通常使用的为电磁式，可电控动作，但动作之后，只能手动复位。这些设备在有火警时，哪些该动作，规范中没有明确规定，建议根据工程实际情况确定。 
               

3.2、通风、空调系统风机、管道与防排烟系统风机、管道共用形式 
一般来说，在高层公共建筑的地下层或地下工程中，通风空调系统与防排烟系统共用的形式运用较为广泛，原因在于规范中两个系统单位时间内的换气次数较接近，排风系统是5~6次/h，排烟系统是6次/h，技术参数较接近，其次，排风系统兼用排烟系统相对来说要经济一些，从投资角度来说较易被接受，此种设置方式的联动控制重点在于火灾报警后关闭排烟（风）道上的所有排风口，打开与火灾场所相应的排烟分区排烟口，这里的排烟口的打开与排风口的关闭可采用串行开（关）阀方式，但若其中有一设备出现故障，其后边的设备将无法工作，这是此种系统组成方式中的一个缺陷，排烟风机的选择是按两个防烟分区的排烟量选择的，所以，若排风口关闭不好会造成排烟效果不好，影响火灾扑救及人员疏散，所以建议此系统组成方式采用集中报警控制器或控制模块分点控制方式，即使采用串行开（关）阀方式，也建议采用关闭排风口时，按防烟分区划分控制回路，这样即使设备出现故障，影响也会相对小一些，此系统组成方式采用串行联阀方式时，可增加逐级开、关阀手动开关按钮及指示灯，以便在发生故障时很容易找到故障点，迅速进行处理，需要强调的是，此系统组成方式在火灾报警后，不仅不能关闭排风机，而且一定要强制其投入运行，在《火灾自动报警系统设计规范》中，对空调系统、防排烟系统的联动控制要求为火灾报警后，即关闭空调系统，开启防排烟系统，但如果出现以下问题将直接影响联动控制的效果、一是火灾报警探测器出现误报；二是送排风口的质量不可靠；三是控制系统中的机械部分出现故障，笔者认为局部火灾或误报引起的空调系统关闭在短时间内不会产生严重的不良后果，所以空调系统及防排烟系统还是在火灾报警后联动，即报警源是联动控制的充分条件更合理一些，这也满足现行技术规范的要求，空调系统中的其它用电设备，例如制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵等，在火灾报警后是否需要停止运行呢？火灾自动报警系统设计规范1中无此要求，笔者认为、这些设备容量大，服务范围广，不宜经常启、停，因此火灾报警后不必立即停止这些设备的运行，而应在火灾确认后，再关闭。 

4、结语 
随着人们对建筑安全要求的日益提高，暖通空调的系统防排烟的设计是关系人民生命财产安全的重要方面，相关技术人员应认真地学习并深刻地领悟消防技术规范，并严格地按照规范中的相关条文来进行设计；同时也要实事求是地看待目前我国的相关技术规范，在设计和审核的过程中要积极地思考，灵活地运用，不生搬硬套，不片面地去考虑或夸大技术规范中问题；目前消防设计的相关规范还存在着很多的不足，积极地探索性能化设计规范，推动消防设计技术的发展，做到真正的科学、实用以及合理。