大型室内布匹市场的防排烟设计探讨

张啸楚 文 屹 陈洁玲

随着我国经济和贸易的快速发展,出现了很多大型或超大型的布匹批发商贸建筑。这些建筑物的消防有以下特点:1)建筑的占地面积大,很多单层面积都在10 000 m2以上。2)来往人员复杂,室内人口密集,特别是营业时间。3)由于很多此类建筑物为批发市场性质,单位面积的商户较多。统一管理比较麻烦。4)各个商户内堆积和储存货物较多,而且很多是可燃或易燃物品,有些货品仓库还设在地下。这些商品的堆积的燃烧热很大,着火点低,一旦着火,蔓延迅速,危害严重。初期火灾扑灭很难,而且很多商品会产生大量的浓烟,为火灾救援工作带来更多的不利条件。5)由于单位面积的商户较多,为了节约使用面积,很多商户将原来的窗户封住排放货品,造成单位面积的可开启窗口面积不够,建筑室内的空气流通不好,自然排烟能力差。6)随着用地的日趋紧张,这类建筑也由原来的2层～3层的低层建筑向超过24 m的高层建筑发展,现在多为二类高层或一类高层,而且基本都有2层～3层地下层。7)室内通道长且狭窄,发生火灾时疏散困难。布匹市场的特点使得该类建筑的防排烟设计显得更加重要。本文通过对这类建筑的防排烟系统的特点的分析,对规范条文的理解,探讨了大型室内布匹批发市场的防排烟的设计要点。

1 国内外防排烟技术的发展

近年来国际上在机械防排烟技术方面的研究主要关注以下3个方面[1]:1)火灾烟气运动规律及其数学模化研究;2)防排烟系统的性能化设计和评估;3)防排烟系统技术参数和设备。现在已经应用的主要防排烟技术及方法有:1)设置机械排烟、送风系统,进行机械排烟或止压送风防烟;2)对建筑进行防烟分隔或建立防烟封闭避难区;3)设计自然通风口,利用烟气的热浮力特性采用自然排烟;4)对建材和家具进行阻燃、消烟处理;5)利用喷洒化学消烟剂或水雾等进行消除烟气中有毒成分及烟尘粒子,提高能见度。目前国内的防排烟设计主要利用上述方法中的前三种方法。我国对建筑防排烟的研究开始得较晚。火灾烟气运动和防排烟的数学模化还处于起步阶段,正在开发少量的高层、地下、大空间建筑的火灾烟气运动数学模化。缺乏大量的基础试验数据和试验、理论模型作支撑。因此我国以后的防排烟技术的研究主要在于获得基础试验数据,数模的完善。

2 防排烟的设计

2.1 防烟设计

1)防烟分区与防火分区的关系。防火分区的划分,既要从安全的角度出发,为火灾时限制火势蔓延、减少损失考虑;又要从平时使用和管理出发,分区应兼顾方便管理使用、节省投资。有人防要求的地区,地下室的防火分区还应结合人防的分区和设置。现在新建的布匹批发市场一般都设有火灾自动报警系统和自动灭火系统,单层建筑面积基本上都超过4 000 m2。因此对布匹批发市场这种单层面积很大的商贸类建筑,要根据建筑分隔、使用功能来进行防火分区和防烟分区的适当划分。由于规范的条文解释中也阐述了500 m2的防烟分区考虑到竖向烟井的位置和数量对建筑的影响,如增加投资不多,可考虑扩大设置范围。因此对于布匹市场这样单层建筑面积的建筑可以考虑扩大防烟分区的面积,但是不能跨越防火分区。2)防烟分区的设置。设置排烟设施的走道、净高不超过6.00 m的房间,应采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下凸出不小于0.50 m的梁划分。每个防烟分区的建筑面积不超过500 m2,防烟分区不应跨越防火分区。防烟分区采用隔墙、顶棚下凸出不小于500 mm的结构梁以及顶棚或吊顶下凸出不小于500 mm的不燃烧体等分隔。3)防烟的风量设计。在不具备自然送风条件的情况下,可以采用机械送风、机械排烟。对于地上无窗和地下市场应采用此设计。送风量按负担防烟分区排烟量的50%确定。

2.2 排烟设计

1)排烟的方式。建筑中的排烟可采用以下两种方式:机械排烟方式和可开启外窗的自然排烟方式。机械排烟办法是用风机将起火建筑内的烟气通过排风风机和管道抽送出建筑外,以减少或消除建筑内的烟气,阻止烟气蔓延。《高规》[3]中规定:靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室,宜采用自然排烟方式。

2)系统排烟量的确定。排烟量应根据排烟分区来计算。设置机械排烟的系统,排烟量不能小于规范要求。《高规》中规定[3]:设置机械排烟设施的部位,其排烟风机的风量应符合下列规定:担负一个防烟分区排烟或净空高度达6.00 m的不划防烟分区的房间时,应按每平方米面积不小于60 m3/h计算(单台风机最小排烟量不应小于7 200 m3/h)。担负两个或两个以上防烟分区排烟时,应按最大防烟分区面积每平方米不小于120 m3/h计算。中庭体积不大于17 000 m3时,其排烟量按其体积的6次/h换气计算;中庭体积大于 17 000 m3时,其排烟量按其体积的 4次/h换气计算,但最小排烟量不应小于102 000 m3/h。

3)排烟口的设计。防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30 m。原则上每个防烟分区都应设置排烟口,但面积较大的房间,采用隔墙、顶棚下凸出不小于500 mm的结构梁以及顶棚或吊顶下凸出不小于500 mm的不燃烧体等进行分隔,将房间划分出许多小防烟分区,若每个防烟分区均设排烟口,风道及排烟口数量太多。可以综合考虑多方面因素,将房间视为若干个面积不超过500 m2的防烟分区各自设置排烟口,而每组梁围成的小区域只起汇集和滞留烟气的作用。

2.3 布匹市场防排烟设计常见问题

由于这类建筑的单层面积大、人员密集,不可能完全依靠自然通风,所以一般都设置了空调系统。规范中并没有禁止将通风、空调系统和机械排烟系统合用,而是建议不要设置在一起,如果设置在一起,应该有保障安全的措施。所以也有部分该类建筑物将空调系统、通风和机械排烟系统合用。当把这三种系统合用时应注意[4-6]:1)送风口应具有报警系统控制关闭功能;2)排烟口平时关闭,火灾时确保送风口和排烟口能由控制系统有效开启;3)对于与排风系统共用的风机火灾时供电应按照排烟风机来考虑。所以平时用动力供电回路供电,火灾时切换为消防供电回路供电;4)排烟口设置的自动排烟防火阀耐受温度应超过280℃。

3 设计实例

广州市某布匹批发市场为超大型公建项目,集办公、酒店、商场于一体,总建筑面积80万m2,其中包括40万m2的轻纺旗舰展示中心,40万m2的写字楼、酒店、商务公寓等综合商业配套。地下3层,地上7层。该项目由4栋27层和 1栋24层的塔楼组成,5栋塔楼属于一类高层公共建筑,在裙楼安排了商场空间,-2层,-3层为地下车库、非机动车库和设备用房,-1层为地下车库及商铺。地下室的设备用房均按各自不同的换气次数进行通风换气,设置独立的通风系统。地下 3层机动车库划分为13个防火分区。对于人防区按防火分区、防护单元单独设置机械排风系统兼用排烟系统,每一系统担负面积均不超过2 000 m2。对于非人防区按防火分区单独设置机械排风系统,每一系统担负面积均不超过2 000 m2。机动车库排风兼排烟系统风量按6次/h换气进行计算。风机均选用低噪声双速柜式离心风机,平时风机在低速运行排风,火灾时在高速运行排烟。补风均设有机械送风系统,补风量按不小于排烟量的50%考虑。

地下2层机动车库划分为13个防火分区。按防火分区单独设置机械排风系统兼用排烟系统,每一系统担负面积均不超过2 000 m2。机动车库排风兼排烟系统风量按6次/h换气进行计算。排(风)烟系统风机均选用低噪声双速柜式离心风机,平时风机在低速运行排风,火灾时在高速运行排烟。补风均设有机械送风系统,补风量按不小于排烟量的50%考虑。

地下1层商铺划分为22个防火分区。按防火分区单独设置机械排烟系统,按防火分区划分防烟分区,排烟量按最大防烟分区面积的120 m3/(m2◦h)计算,部分分区采用自然进风,其他防火分区均设置机械送风系统,补风量按不小于排烟量的50%考虑,火灾时开启着火防烟分区的电动排烟口,并且联动开启排烟风机及送风机,当烟气温度达到280℃时关闭排烟、送风系统。

对1层～6层商业用房中不能满足自然排烟要求的区域按防火分区均独立设置机械排烟系统,排烟量按最大防烟分区面积120 m3/(m2◦h)计算。补风均采用自然进风方式。火灾时开启着火防烟分区的电动排烟口,并且联动开启排烟风机,当烟气温度达到280℃时关闭排烟系统。电房、发电机房、储油间、发电机房设置事故后通风系统与平时通风系统兼用,风管与上述房间相连处设置防烟防火阀,防烟防火阀平时常开,70℃时自动关闭,火灾时关闭,火灾结束后,开启防烟防火阀及通风机进行事故后通风。建筑高度超过50 m的一类公共建筑,所有防烟楼梯间、合用前室均采用机械加压送风系统。防烟楼梯间设置自垂式百叶送风口,合用前室设置电动百叶送风口。当发生火警时,由消防控制中心自动启动加压风机进行加压送风。

4 结语

大型室内布匹市场防排烟系统的设计应根据这类建筑的特点协同其他的消防设施设计,做好防排烟分区,合理布置送风口和排烟口,正确计算防排烟的风量,从而得到合适的风管截面面积,合理的布置风管,选用经济适用的风机。好的防排烟系统的设计对保障大型室内布匹市场的安全和提高建筑功能是非常重要的。好的防排烟系统的设计可以节省建筑的初投资,方便管理和日常维护。

[1] 兰 彬.国内外防排烟技术研究的现状和研究方向[J].消防科学与技术,2001,3(2):17-21.

[2] GB 50016-2006,建筑设计防火规范[S].

[3] GB 50045-95,高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[S].

[4] 刘西平.浅谈大型批发市场消防设计[J].山西建筑,2005,31(23):37-38.

[5] 赵艳玲.对大面积房间排烟系统设计的几点认识[J].暖通空调,2002,32(3):46-48.

[6] 张 虎.大空间建筑防排烟工程设计[J].消防技术与产品信息,2008(10):14-15.