一、消防防排煙系統(tǒng)工作原理
(一)機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)
(一)機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)
系統(tǒng)構(gòu)成與基本原理
機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)主要由送風(fēng)機、送風(fēng)管道、送風(fēng)口、余壓閥等部件組成。其核心原理是通過送風(fēng)機將室外空氣或建筑物內(nèi)其他清潔區(qū)域的空氣加壓后,經(jīng)送風(fēng)管道輸送至需要保護的特定空間,如疏散樓梯間、前室、合用前室、避難層(間)等,使這些區(qū)域形成相對高壓,阻止火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧進入。
送風(fēng)機是系統(tǒng)的動力源,通常采用離心式風(fēng)機或軸流式風(fēng)機,其性能參數(shù)根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計風(fēng)量和壓力要求進行選擇。送風(fēng)管道一般采用不燃材料制作,以確保在火災(zāi)情況下不會成為助燃物或傳播火焰。送風(fēng)口的形式多樣,常見的有常開式和常閉式,常閉式送風(fēng)口在正常情況下處于關(guān)閉狀態(tài),當(dāng)火災(zāi)發(fā)生且系統(tǒng)啟動時,通過消防控制信號開啟。
壓力控制與調(diào)節(jié)機制
為了保證系統(tǒng)的有效性,需要對各保護區(qū)域的壓力進行精確控制。在樓梯間等主要疏散通道,正壓值一般要求大于 50Pa;在前室、合用前室、消防電梯前室等部位,正壓值應(yīng)為 25 - 30Pa。這是因為如果壓力過高,會導(dǎo)致門難以推開,影響人員疏散;壓力過低則無法有效阻擋煙霧。
系統(tǒng)通過余壓閥來調(diào)節(jié)壓力。余壓閥是一種自動調(diào)節(jié)裝置,當(dāng)某一區(qū)域的壓力超過設(shè)定值時,余壓閥會自動開啟,釋放部分空氣,使壓力保持在合適范圍內(nèi)。同時,一些先進的機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)還配備了壓力傳感器和智能控制系統(tǒng),能夠?qū)崟r監(jiān)測壓力變化,并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速等參數(shù)進行調(diào)整,實現(xiàn)更精準的壓力控制。
(二)機械排煙系統(tǒng)
系統(tǒng)組成與排煙過程
機械排煙系統(tǒng)由排煙風(fēng)機、排煙管道、排煙口、排煙防火閥等部分組成。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時,火災(zāi)產(chǎn)生的高溫?zé)熿F首先被排煙口捕捉。排煙口通常設(shè)置在靠近頂棚的位置,因為煙霧在熱浮力的作用下會向上聚集。
排煙口通過排煙管道與排煙風(fēng)機相連。排煙風(fēng)機啟動后,在其抽吸力的作用下,煙霧從排煙口進入排煙管道,然后被排至室外。排煙風(fēng)機的選型至關(guān)重要,其風(fēng)量、風(fēng)壓等參數(shù)需根據(jù)排煙區(qū)域的大小、形狀、火災(zāi)荷載等因素進行計算確定,以確保在規(guī)定時間內(nèi)將煙霧排出,為人員疏散和消防救援提供清晰的視線和安全的環(huán)境。
排煙防火閥的作用與工作機制
排煙防火閥是機械排煙系統(tǒng)中的關(guān)鍵安全部件。在正常情況下,排煙防火閥處于開啟狀態(tài),保證排煙系統(tǒng)的正常運行。當(dāng)排煙管道內(nèi)的溫度達到 280℃時,排煙防火閥會自動關(guān)閉。這是因為當(dāng)溫度過高時,繼續(xù)排煙可能會導(dǎo)致火勢通過排煙管道蔓延,同時也為了保護排煙風(fēng)機等設(shè)備免受高溫損壞。排煙防火閥的關(guān)閉動作通常是通過易熔合金片或感溫元件在高溫下的變形來實現(xiàn)的,并且能夠?qū)㈥P(guān)閉信號反饋給消防控制系統(tǒng),以便及時掌握系統(tǒng)狀態(tài)。
排煙量的計算與設(shè)計要求
排煙量的計算是機械排煙系統(tǒng)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。不同類型的場所和排煙區(qū)域,其排煙量計算方法不同。例如,對于擔(dān)負一個防煙分區(qū)排煙或凈空高度大于 6.0m 的不劃防煙分區(qū)的房間,排煙量應(yīng)按每平方米面積不小于 60m³/h 計算(且單臺風(fēng)機最小排煙量不應(yīng)小于 7200m³/h);對于擔(dān)負兩個或兩個以上防煙分區(qū)排煙時,應(yīng)按最大防煙分區(qū)面積每平方米不小于 120m³/h 計算。
此外,排煙系統(tǒng)的設(shè)計還需要考慮排煙口的布置、排煙管道的走向和坡度等因素。排煙口應(yīng)均勻布置,且與附近安全出口相鄰邊緣之間的水平距離不應(yīng)小于 1.5m,以避免排煙口排出的煙霧干擾人員疏散。排煙管道應(yīng)保持一定的坡度,防止積油積水,確保排煙順暢。
二、應(yīng)設(shè)置防排煙系統(tǒng)的場所
(一)公共建筑中的中庭
設(shè)置必要性
中庭是公共建筑中常見的高大空間,往往貫通多個樓層。在火災(zāi)發(fā)生時,中庭就像一個巨大的煙囪,會產(chǎn)生強烈的煙囪效應(yīng),使火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧迅速向上蔓延,并在短時間內(nèi)充斥整個中庭及周邊區(qū)域。這種情況下,如果沒有有效的排煙措施,煙霧會嚴重影響人員疏散和消防救援行動。
法律依據(jù)
根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016 - 2014(2018 年版))規(guī)定,建筑內(nèi)設(shè)置中庭時,其連通部位的頂棚、墻面應(yīng)采用 A 級裝修材料,同時應(yīng)設(shè)置排煙設(shè)施。這一規(guī)定明確了中庭排煙系統(tǒng)的設(shè)置要求,旨在降低中庭火災(zāi)時煙霧的危害,保障人員安全。
(二)歌舞娛樂放映游藝場所
設(shè)置原因
歌舞娛樂放映游藝場所人員密集,且人員在娛樂過程中往往注意力分散,對火災(zāi)的感知和反應(yīng)可能相對遲緩。此外,這些場所通常燈光較暗、裝修材料易燃,一旦發(fā)生火災(zāi),煙霧會迅速彌漫,對人員的生命安全構(gòu)成嚴重威脅。設(shè)置排煙系統(tǒng)可以及時排除煙霧,為人員逃生爭取時間。
法律規(guī)定
面積大于 100m² 的歌舞娛樂放映游藝場所,應(yīng)設(shè)置排煙系統(tǒng)。當(dāng)設(shè)置在四層及以上樓層時,更應(yīng)嚴格設(shè)置防煙、排煙設(shè)施。這是從保障人員密集場所消防安全的角度出發(fā),依據(jù)相關(guān)消防法律法規(guī)和規(guī)范制定的要求。
(三)商場、市場等商業(yè)場所
設(shè)置意義
商場、市場是人員高度密集的商業(yè)區(qū)域,商品種類繁多,火災(zāi)荷載大。在火災(zāi)發(fā)生時,大量的商品燃燒會產(chǎn)生濃厚的煙霧,同時人員疏散方向復(fù)雜。有效的排煙系統(tǒng)能夠降低煙霧濃度,提高能見度,引導(dǎo)人員疏散,減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。
法律依據(jù)
建筑面積大于 1000m² 的地上商店和建筑面積大于 500m² 的地下或半地下商店,應(yīng)設(shè)置排煙系統(tǒng)。這一規(guī)定在《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中有明確表述,是商業(yè)場所消防設(shè)計的重要依據(jù),確保商業(yè)環(huán)境在火災(zāi)情況下有一定的安全保障。
(四)體育館、展覽館、候機樓等大型人員密集公共建筑
設(shè)置理由
這些大型公共建筑在使用過程中人員密度大,空間跨度大。一旦發(fā)生火災(zāi),煙霧擴散迅速,容易引起人員恐慌和混亂。設(shè)置防排煙系統(tǒng)可以改善疏散環(huán)境,保障人員在緊急情況下能夠有序疏散。例如,體育館在舉辦大型活動時,觀眾人數(shù)眾多,良好的排煙系統(tǒng)對于保障人員安全至關(guān)重要。
法規(guī)要求
此類大型人員密集公共建筑根據(jù)其建筑面積或容納人數(shù),應(yīng)按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》等相關(guān)標準設(shè)置防排煙系統(tǒng),以應(yīng)對火災(zāi)時煙霧的危害,滿足消防安全要求。
(五)工業(yè)建筑中的丙類廠房
設(shè)置必要性
在工業(yè)建筑中,丙類廠房存放或生產(chǎn)的物品一般具有一定的可燃性。當(dāng)廠房內(nèi)建筑面積大于 300m² 且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的地上房間,以及人員或可燃物較多的丙類生產(chǎn)場所發(fā)生火災(zāi)時,煙霧會對工人的生命安全造成威脅,同時也可能導(dǎo)致火勢蔓延擴大。設(shè)置排煙設(shè)施可以及時排出煙霧,減少對人員和生產(chǎn)設(shè)備的損害。
法律依據(jù)
相關(guān)建筑防火規(guī)范規(guī)定了丙類廠房排煙設(shè)施的設(shè)置條件,要求在滿足特定條件的丙類廠房中設(shè)置排煙系統(tǒng),以確保工業(yè)生產(chǎn)過程中的消防安全。
(六)高層建筑和地下建筑
高層建筑
疏散樓梯間、前室等部位:高層建筑的疏散樓梯間、前室、合用前室、避難層(間)等是人員疏散的關(guān)鍵通道和安全區(qū)域。由于高層建筑火災(zāi)撲救難度大,煙霧容易向上蔓延,因此需要設(shè)置機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。通過保持這些區(qū)域的正壓,可以有效防止煙霧侵入,為人員疏散創(chuàng)造安全的空氣環(huán)境。
法律依據(jù):《建筑設(shè)計防火規(guī)范》對高層建筑的防排煙系統(tǒng)設(shè)置有詳細規(guī)定,明確了疏散樓梯間等部位機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置要求,保障高層建筑在火災(zāi)情況下人員能夠安全疏散。
地下建筑
設(shè)置原因:地下建筑如地下車庫、地下商場等,其空間相對封閉,通風(fēng)條件差。火災(zāi)發(fā)生時,煙霧難以自然排出,容易積聚,對人員的危害極大。而且地下建筑人員疏散相對困難,設(shè)置防排煙系統(tǒng)可以改善疏散條件,提高人員逃生的機會。
法律規(guī)定:地下建筑的排煙系統(tǒng)設(shè)置需遵循相關(guān)消防規(guī)范,根據(jù)地下建筑的功能、面積等因素,合理設(shè)置排煙設(shè)施,確保地下空間在火災(zāi)時的安全。
三、法律依據(jù)總結(jié)
消防防排煙系統(tǒng)的設(shè)置依據(jù)主要來源于國家的法律法規(guī)和相關(guān)的建筑設(shè)計防火規(guī)范?!吨腥A人民共和國消防法》明確了單位和個人在消防安全方面的責(zé)任和義務(wù),規(guī)定了各類建筑和場所應(yīng)按照國家標準、行業(yè)標準配置消防設(shè)施,防排煙系統(tǒng)作為消防設(shè)施的重要組成部分,必須依法設(shè)置和維護。
《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016 - 2014(2018 年版))是消防設(shè)計的核心規(guī)范,詳細規(guī)定了不同類型建筑、不同功能區(qū)域在消防設(shè)計方面的要求,包括防排煙系統(tǒng)的設(shè)置場所、設(shè)計參數(shù)(如排煙量、正壓值等)、設(shè)備選型、系統(tǒng)控制等內(nèi)容。此外,還有其他相關(guān)規(guī)范,如《消防設(shè)施通用規(guī)范》(GB 55036 - 2022)等,這些規(guī)范相互補充,形成了完整的消防防排煙系統(tǒng)設(shè)計、安裝、驗收和維護的法律和技術(shù)依據(jù)體系,確保消防防排煙系統(tǒng)在保障建筑消防安全中發(fā)揮應(yīng)有的作用,最大限度地保護人民生命財產(chǎn)安全。