高层建筑采暖通风系统中防火防烟技术的运用

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

冯园

唐山市规划建筑设计研究院,河北省唐山市,063000

摘要

高层建筑因其节约土地资源、具有良好的居住通风环境质量、良好的采光性能、良好的通风等诸多优点,以前所未有的热情受到国内外人们的普遍欢迎。与低层建筑相比,高层建筑通常对供暖和通风系统的防火设置有更高的要求。在高层建筑供暖或通风系统中综合应用各种防火或防烟技术,不仅是有效改善低层建筑空间生活空气质量和环境的主要关键,也是进一步提高高层建筑防火技术性能的主要途径。


关键词

高层建筑设计;室内采暖空调通风系统设备;室内防火及防油烟技术

正文

    如果在一些高层建筑的局部建筑的设计和改造中忽视了防火或防烟技术在内部采暖通风系统运行中的具体应用,势必间接影响局部采暖通风系统的安全、良好运行,这可能会影响整个建筑结构中局部区域内的整体空气质量,甚至在发生森林火灾等灾害时,由于室外烟尘的扩散而难以消除工作,影响当地救灾救援和消防工作的顺利开展。

1高层建筑的采暖及通风系统结构与设备防火和防排烟系统的概述
1.1高层住宅采暖和通风系统设备概述
  由于在用供暖高层建筑的楼层标高普遍较高,与普通高层建筑和普通高层工业建筑相比,低层住宅数量会相对集中较多。所以,和我国一般的高层建筑结构以及其他普通的高层工业建筑物相比较,高层建筑结构中所使用到的工业建筑物的内部的各种室内和采暖的结构形式以及各种室内的通风系统差别一般较大。一般来说,在中高层建筑工程项目设计中,采暖系统设计施工及室内采暖与通风系统设计规划与施工中的一个主要突出的特点即是要进行一个综合性强的建筑整体环境设计,包括各种建筑制冷设施和各种采暖热源系统的设计,新鲜空气系统和各种局部排气和供气系统。采暖、空调、通风系统施工图的结构设计,主要依据住宅建筑结构主体工程中较重要部分或相对重要部分的结构组成主体部分,以及设计的图纸体系,同时应考虑主体工程,在建筑物主体基础的施工或竣工验收程序完成后,只能允许其结构和安装的隐蔽施工。建筑物的其他隐蔽工程,只能考虑直接安装,与住宅主体工程共同施工。
1.2高层防火及防烟空调系统的概述
  高层建筑防火防烟送风系统在建筑供暖、空调和通风系统的组成中通常占据最重要的地位。其结构由各种送风和冷却管道、送风和冷却通风口、防火阀杆、各种风机塔等基本部件组成。其主要设计功能之一是控制各种机械式消防排烟系统,防止建筑火灾危险。当出现建筑火灾隐患时,可自动及时将室外烟尘直接排放到建筑外。整个高层建筑的施工还应注意室内通风系统的优良品质,以保证室内通风系统的有效质量。与普通多层民用建筑火灾相比,高层建筑防火防排烟系统将对设计人员有更详细、更严格的要求。这方面的主要因素是,在高层建筑系统中设置的人员疏散通道数量较少,此外,周边居民数量太多。如果发生重大火灾,由建筑系统中的人员或被烟雾困住的人员造成的烟雾事故的后果可能更严重。
2存在着的主要安全防范问题
2.1防火和排烟两个系统防火阀门的选择设置及其方法问题
  所谓消防排烟系统防火阀主要包括消防排烟阀、排烟防火阀和消防排烟系统防火阀。其中,排烟系统的消防阀门与这些消防系统阀门之间应该有一定的对应关系。两者都有一些共同的特点。在整个火灾阶段和根据火灾特点变化的时间范围内,我们应重点关注如何实现各种火灾相关参数和指标的要求,以提高自身耐火层的结构完整性,从而使其他指标在火灾现场火灾变化的控制和调节效果以及烟气的堵塞和燃烧效果方面发挥更有效的作用。对于防火阀系统的一般安装和使用,通常将其安装固定在通风空调系统范围内相应高度的送回风系统或事故通风的送回风系统中,然后进行固定安装。通常,风管系统会自动相应地打开和关闭。当系统发生火灾时,当系统烟气温度升高,温度达到并超过70℃时,阀门自动关闭,管道系统处于自动关闭动作状态;机械自动控制排烟管自动防火阀具体设计的安装和结构,其结构直接附在配有机械控制自动防火和排烟系统设备的排烟管的基本支架上,由于正常运行时始终处于手动关闭或开启的工作状态,一旦系统发生火灾,如果管口产生的有害烟气温度上升达到并超过280℃,阀门系统将立即自动关闭。
2.2配电不规范
  防排烟风机系统设计安装完成后,对风机线路所设计安装的总用电容量要求和风机总的供电总负荷要求也有了严格、具体详细的规定。但是,目前在我国风机系统中的直流供电系统设计中仍会有比较多的线路。它一般大多都不与直接或设置于悬挂装置在其他的普通的消防电源和消防排烟的电源设备直接相连,只单独连接于悬挂设置的一种比较普遍通用的消防配电柜系统中,在也有些消防系统设备中,只单独设计成了一种单回路的供电线路,或与终端电源装置相连,自动电源开关机和其他完全没有单独布线设计的电源装置;排烟风机系统、防烟正压送风机组等电气设备的所有分配管路也可使用。有符合中国相关强制性法规和技术标准要求的阻燃PVC耐火管道电缆或阻燃聚乙烯绝缘管道电缆。然而,最近,由于其他特殊技术原因,发现所有配电线路上都有几个防烟风机系统和其他电气设备,但没有可直接使用的阻燃PVC塑料管,或在吊顶墙上的管道上敷设或安装电线时,没有可直接喷涂的阻燃防火涂料。这些技术问题也存在,没有相关的阻燃、防火电气技术性能标准及相关性能要求;此外,中国的一些地方建筑项目未认真考虑在天花板上设置防火和防烟垂直墙,或者在民用建筑中对于旧房间装修和改造并不会拆除原有天花板更换老旧管线;即使在一些现代建筑的地下车库空间中,虽然使用了许多建筑梁来为建筑配备一些防烟装置,但最终只有一个排烟口直接设置在以下建筑梁柱下方,这样就不能充分有效地发挥其对建筑防烟和装饰的任何其他实际作用。
3高层建筑的采暖空调通风系统工程中防火及防油烟技术设计的实践运用实例
3.1自然通风、排烟系统的设计
  高层建筑设计中的防火、通风、排烟和防烟控制系统的设计和施工需要强调并注意三个基本原则。一般问题是:建筑每五层可同时开启的防烟烟楼梯的室外窗户的有效面积应至少大于2 ㎡,组合楼梯间前室的窗户的有效面积应至少大于3㎡;排烟窗的设计房间的窗户设计通常要求净高小于等于6米时,可单独打开的房间天窗或可开启外窗的最小有效开启面积至少应为封闭房间室内外窗总有效可开启面积的2%左右。对于建筑内的走道排烟,当走道宽度不大于2.5米时,走道长度可不超过60米,在走道两端最小清晰高度以上各开够2平方米的自然排烟窗。当自然排烟窗设置在高处不便开启时,应在距地1.3~1.5米处设置手动可开启装置。以方便火灾时及时开启,排出烟气。自然排烟口也需要满足排烟窗口距离房间最远点不超过30米的要求。
3.2机械通风排烟装置部分功能的改进设计及研究
  对于高层建筑中的机械火灾逃生和防烟系统,最好考虑单独设置其排烟口,并将其安装在同一建筑物的相对高度,例如同一建筑物的天花板地面或天花板墙,应该与烟囱周围设置的机械消防疏散和逃生安全通道墙相隔1.5m以上。公共场所出现排烟火灾事故时,排烟起火后形成的巨大烟气也会带走大部分热能。为合理防止和避免排烟系统附近建筑物因热密度高而发生火灾和燃烧,装有自动排烟通风系统装置的通风建筑物门窗的设计安装的地点也应注意尽量地避开可燃物。机械排烟风口系统在冬季正常运行使用时通常都需要进行手动强制关闭,以达到进一步的减少冬季整个城市供暖时机械系统产生的机械排烟能耗。而同时为了能保证将来机械的自动控制排烟口系统在将来发生重大火灾事故时也能被及时地手动控制打开或安装在现场并投入正常使用,应同时专门地设有机械自动电控开关装置和机械手动电控开关,以能充分地保证在将来当机械的自动控制排放口系统一旦出现重大火灾故障时,机械自动排烟口系统能立即经由机械工作的遥控和操作而立即地自动开启,及时排除有害烟尘。排烟防火门的支管装置上至少应设置一个装有排烟温度自动感应控制仪表的装置,以保证当系统外的排烟温度明显过高时,能自动开启或关闭一扇排烟门,为了确保或避免因烟道温度突然下降而损坏相关系统电气设备,从而直接导致火灾。在为我们的家庭设计和安装消防应急排烟风机系统时,必须严格保证应急排烟风机装置能保持最高工作环境温度高于280℃,并能保证火灾时至少持续有效安全工作30分钟以上,以确保及时、有效、安全地运行,在发生火灾威胁和迫在眉睫的事故时,快速准确地灭火、通风和排烟。一般情况下,布置在走廊两侧的防排烟通风系统也应沿走廊的纵轴平行设置。安装在房间入口两侧的自动排烟或防火吸烟系统也应考虑自动排烟系统的分区设置、保证每个防烟分区的独立控制操作。
3.3机械通风加压泵送出风装置及通风防排烟系统装置的选型及设计
  正确设计机械式自动加压泵进风防烟系统的设计方法,是实现我国大中型高层建筑采暖、通风、防火、防烟系统设计和施工要求的另一项关键工作。在设计选型和设计中,当施工机械由自动泵加压后送入排风防烟系统时,必须严格按照建筑物的楼梯,共享系统的前室最大总风量可根据消防和排烟专用电梯系统等设施的总送风面积、建筑设计层高等参数计算得出。同时,实际计算的风值必须逐项填写,并通过检查复核检查表。如果施工单位计算的实际值与现场审查表中的测量结果没有明显差异,施工单位应注意选择较大范围的测量值作为施工的主要技术参考指标。对于32层及以上的超高层建筑,尝试采用通风系统分段设计的新方法,可以重新设计机械和加压送排风系统。对于一些具有特殊建筑结构特征和特殊形状建筑结构的楼梯
结束语
  暖通空调系统本身的热质量对我国建设项目整体运行的大气环境质量有着非常重要、重大和深远的综合影响。建筑防火和防油烟设计是高层住宅暖通空调系统总体设计项目中的几个重要建设内容。设计单位人员要求,在这些设计工作程序中,应充分结合高层建筑设计工程的各项基本防火规范条件和规范要求,以有效提高住宅建筑采暖给水系统消防设计方案的实施质量。此外,在现场设计项目中,设计师应经常学习和借鉴国外各种优秀的项目经验、成果和创新技术,以便更有效地优化项目设计和方案,提高整体设计能力。
参考文献:
  [1]刘祥.高层建筑采暖通风系统中防火防烟技术的有效运用.居舍,2018.34.65.

 


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