空間細化的人防工程防排煙設計的探討

文/堯勇，李刻銘

1引言

近年來，隨著各類人防工程建設力度的加大，大量不同類型不同級別的人防工程不斷開工建設。有一類人防工程建筑面積不大，大多數在3500㎡以內，由于人防功能的需要空間均被細化，完全為人防功能服務，平時沒有商業或娛樂的用途，其防排煙設計仍按《人民防空工程設計防火規范》(GB50098-98)執行，但這類人防工程本身的特點及建筑布局與普通大跨度、大空間的人防工程有較大的區別，完全照搬照抄不利于這類人防工程的建設。應結合其本身的特點進行設計、施工。北京海淀消電檢公司轉載《空間細化的人防工程防排煙設計的探討》。

2該類型人防工程的特點

    該類人防工程由于要滿足抗沖擊波的要求及防護的需要，埋深較深，一般均為單層，與普通人防工程相比，其工程具有以下特點:

(1)為了滿足人防工功能的需要，內部空間被劃分成面積大小不一的房間，**的在160～200㎡之間(僅一間)(有的達到300㎡)，絕大多數房時間在10～20㎡之間。

    (2)該類地下人防工程一般都采用回廊式布置，長、寬都不超過100 m，走廊寬度一般不超過2m，由于受抗力的影響，各房間的分隔均采用鋼筋混凝土墻(有少部分采用磚墻或輕質隔墻分隔)。

(3)這類人防工程單位面積建筑造價較高，一般為普通人防工程的兩倍，沒有梁、柱，鋼筋混凝土隔墻厚度在400～800mm內部管線非常多，防煙垂臂設置困難，內部空間有限，設備施工難度較大。

(4)排煙排熱困難，該類人防工程著火時，無外墻門窗向外部排煙排熱，只能從口部排出，而工程的疏散出口又少，一旦著火，大量的煙和熱在工程內彌漫，致使工程被煙和熱包圍。

(5)該類人防工程只設置了一個排風口(都設置了2個煙氣出口)，與普通人防工程可以根據工程的需要設置排風排煙口有顯著的區別。

(6)工程內人員數量有限，一般都少于250人，人均使用面積大于8㎡

3該類人防工程排煙量的商榷

該類人防工程的防排煙設計嚴格地說并不適用于《人民防空工程設計防火規范》(以下簡稱防規)，根據適用規則，該規范只適用于平戰結合類型的人防工程，而且該規范是針對大空間、大跨度的人防工程。但消防審查機關都按這本規范進行審查。

防規第6.3.1條規定:(1)、擔負一個或兩個防煙分區排煙時，應按該部分總面積每平方米不小于60m3/h計算，但排煙風機的最小排煙量不應小于7200耐/h;(2)擔負三個或三個以上防煙分區排煙時，應按其中**防煙分區面積每平方米不小于120 m3 /h計算。這一條與《高層民用建筑設計防火規范》及《建筑設計防火規范》完全一致，對于大跨度、大空間的地下人防工程，執行這一條款沒有更多的爭議，但對于空間分隔非常細的人防工程，排煙量的增加不僅是加大了設備的投資，而且也增加了土建的投資。當前這類人防工程的防排煙設計隨意性比較大，筆者認為只要防煙分區劃分適當，排煙口的位置及開啟方式設置正確，可按不論防煙分區的多少，按**防煙分區60 m3/h·㎡計算排煙量，排煙風機采用雙速風機，低速時既可擔負小房間的排煙，也可擔負整個工程的排風;高速時擔負**房間的消防排煙，應該是可以的，同時在選擇排煙風機時增加一定的富裕量即可。

(1)該類人防工程本身的局限性，排煙口只有一個，且與排風口合用，必然要擔負多個防煙分區的排煙任務。考慮到消防疏散的距離及防火分區的面積，都需要設置2個以上的防火分區。嚴格按照規范要求，就要按**防煙分區面積每平方米不少于120 m3/h計算排煙量，排煙量將增大一倍，所有的排煙管(通常與排風管合用)、排煙風機都將增大，這都造成土建和設備投資的增大，另外這類人防工程的結構形式采用墻板形式，而非梁板形式，吊頂內高度有限，而內部的管線非常多，風管增大，增加了施工難度;按60m3/h·㎡計算，可將風管的管徑減小一倍，這樣就增加了吊頂內的使用空間，同時也降低了施工難度和有利于今后的維護。這類工程內部均設置了自動報警系統，隨著自動報警控制技術的發展，完全可以及時發現著火點并打開相應區域的排煙口。

(2)普通的人防工程為一個防火分區設一套防排煙系統，一般不跨防火分區，而這類人防工程只有一個排煙口，必然是一個排煙系統擔負整個工程的排煙任務，要跨越防火分區。整個工程面積**的房間處于整個工程的中心，由于功能的需要，無法設置擋煙垂臂，空間內也沒有梁可用，故該房間的排煙量決定了整個工程的排煙量。由于面積**的房間只有一間，若按60m3/h·㎡計算排煙量，這樣就可以減小一個防火分區排煙風管的管徑，減小設備、土建投資及施工難度。另外，由于風量的減小，風速可減小，整個排煙系統的漏風量可以減小，有利于保證每平方米60m3的排煙量，同時補風量也可大大減小。

(3)由于這類人防工程內部使用功能的細化，空間被分隔成小房間，不可能通過走廊來排除煙氣。煙氣流動距離過長，容易與下部空氣混合后冷卻，增大煙氣層的厚度，不利于人員的疏散，故每個房間設置排煙口是更為合理的，亦即每個房間劃分為一個防煙分區。防煙分區的細化以及房間本身的隔離作用，在單個房間發生火災時可以大大減少對整個工程的影響，對內部人員的疏散是非常有利的。

(4)地下工程的裝修材料均應為A級材料，亦即不燃材料，故煙氣的流動與大跨度大空間的人防工程是不相同時;另外，工程的鋼筋混凝土隔墻都是與頂板相連的，故煙氣的流動局限在單個房間內，在消防排煙時，房間應處在負壓的狀態，煙氣流動到走道的可能性大為減少。

(5)考慮到工程內排風排煙管的漏風情況，在選擇風機時，可以根據風管的長度增加10%～20%的富裕量;施工質量驗收規范對排風排煙系統的漏風量做出了明確規定，大于規范規定的數值，就判定施工質量是不合格的，考慮風管的漏風量而把排煙量增大一倍，要求太高。

風管的允許漏風量可按下式計算:

Q=mp^0.66

式中:Q為系統風管在相應工作壓力下，單位面積風管單位時間內的允許漏風量，m3/(h·㎡)；m為風管的漏風系數;低壓系統:m=0.1056;中壓系統:m=0.0352;高壓系統:m=0.0117;P為風管系統的工作壓力，Pa。

這類人防工程的排煙量按**防煙分區面積每平方米不少于60m3 /h計算排煙量，只要設計合理，施工質量符合規范要求，應該完全可以滿足要求，同時也符合這類人防工程的實際情況。

4排煙口設置的探討

4.1排煙口的總體布置

當前，這類人防工程的防排煙口很多還按普通的人防工程在設置，都按距離不大于60m的要求在通道內設置，這不符這類工程的實際情況，每個房間都設置了房門，同時為了空調回風的需要，絕大數的房門均為下部帶百葉風口的門，每個房間的送風量有限，而排煙量是送風量的數倍，在排煙時大大增加了排煙系統的阻力，而這部分阻力往往又被忽略了;另外，排煙口設置在通道內，不能及時排出房間內的煙氣，煙氣溫度較高，都貼附在吊頂上，而通過設置在房門底部的百葉口來排煙氣，不符合煙氣的流動規律，也容易造成疏散通道被煙氣堵塞，影響人員的逃生和工程的滅火。其次，排煙口設置在通道內，不能及時排除周邊房間的煙氣，排煙量也滿足不了要求;各房間距排煙口的距離的不同，煙氣流動的阻力也是不一樣的，而通道內空氣流動阻力較小，因此在發生火災時，排煙量很難能滿足要求，排除的很可能是通道內的空氣，這是該種設置方式**的問題。筆者認為在每個房間內設置排煙口可以有效解決這一間題，雖然排煙口的數量增加了，但并沒有增加控制系統的復雜性，在一定程上還減輕了控制的困難，同時最主要的一點就是消防系統更為合理，更符合工程的實際情況。

4.2房間內排煙口的設置

排煙口應盡量設置在離門遠的地方，距疏散出口的距離應大于2m，而不應設在門口的上方，這樣不利于人員的疏散;其次，火災一般不發生在門口，大多數都在房間的內部，同時也有利煙氣的及時排除。排煙口的設置不當不僅會影響疏散人員的逃生，而且也可能貽誤滅火的**時機。

4.3走廊排煙口的設置

按照防規第6.4.2條的要求，排煙口距最遠點的距離應不大于30m。也就是說排煙口之間的**距離可以達到60m。這類人防工程本身具有疏散距離長、疏散出口少的特點。排煙口間距過大，受影響的房間越多，越不利于人員的疏散，同時也影響滅火設備的使用，如手提式滅火器、消火栓等的使用，也會影響自動噴淋噴頭的自動噴水。參照消火栓的設置間距，排煙口之間的距離設置在不大于30m的范圍內更為科學、合理。

排煙口與防火分區分隔用的防火門應保持一定的距離。在排煙時防煙分區內保持的是負壓，如果排煙口距防火門的距離過小，可能造成防火門開啟困難，不利于人員的疏散。

5排煙時補風問題的探討

根據防規第6.3.2條規定:①當補風通路的空氣阻力不大于50Pa時，可自然補風;②當補風通路的空氣阻力大于50Pa時，應設置火災時可轉換成補風的機械送風系統或單獨的機械補風系統，補風量不應小于排煙量的50%。大多數工程根據這一條都沒有設置機械補風，采用自然補風。這是不符合工程的實際情況的。這類人防工程本身具有很高的氣密性和密閉性;另外工程內部發生火災時也不可能剛好出入口的門是完全打開的。該類人防工程的使用情況與普通的人防工程的使用情況剛好相反，兩者都是人多的時候用電設備完全開啟，發生火災的可能性大，人少的時候發生火災的機率小;前者是人多的時候是關著的，人少的時候

可能是開著的，而后者是人多的時候是開著的，人少的時候是關著的。所以完全執行第6.3.2條對于這類人防工程的人員疏散是不利的。根據相關規范的解釋，當工程內保持250Pa的負壓時，單人開啟疏散門非常困難。在沒有補風的情況下，造成這類人防工程單個防火分區的負壓的速率可按下列公式粗略計算。

（2）

式中:P為負壓的保持速率，Pa/s; q為排煙量，m3/s; V為防火分區的體積，m3;B為工程所在點的大氣壓力，Pa。

如果嚴格按照規范的規定的排煙量(即:120 m3/h·㎡)進行計算，**防煙分區的面積按160㎡計算(一般在160～200㎡)，則排煙量:

防火分區的體積，按面積1000㎡，層高4m計算，V=4000 m3，大氣壓力采用標準大氣壓，B=1.01×10⁵Pa，則:

根據上式的計算，考慮防火分區的漏風情況、火災時燃燒物的發煙量及工程內部的溫升，完全可能在不到1分鐘的時間內造成250Pa的負壓;造成疏散門開啟困難，從而影響工程內人員的疏散。這類人防工程應該設置補風系統，以避免在短時間內保持著火的防火分區內負壓過大，不利于人員的疏散。同時這應該是強制性的。當然從滅火角度看，補風量過大，火勢容易擴散，增加滅火的難度，而不利于滅火。應根據人防工程的特點，在編制或修訂規范時，強制性要求補風并確定補風量的大小。這有利于工程設計人員、審查人員及工程管理人員操作，同時也有助于完善這類人防工程的防排煙系統。

6結語

合理的確定這類人防工程的排煙量，不僅可以節省投資，而且也可以更好的實現消防排煙的要求。根據這類人防工程的實際情況及其特點，只要防煙分區設置合理，排煙口的位置及開啟方式選擇得當，按**防煙分區面積每平方米不小于60 m3/h確定排煙量，在選擇排煙風機時增加一定的富裕量，是完全可以滿足工程消防排煙的要求的。同時建議這類人防工程在消防排煙時應強制性的要求補風，以利人員的疏散和工程的滅火。