商业建筑防排烟与安全疏散性能化设计

１浅谈商业建筑的防排烟设计与安全疏散摘要本文介绍了商业建筑的防排烟性能化设计和安全疏散，特别针对防排烟系统设置的部位、设施的选择、防烟分区、防排烟系统的设计，以及对安全疏散相关键参数的确定、安全疏散距离、疏散通道的宽度等进行分析。关键词：商业建筑；防排烟；安全疏散AbstractThisarticlepresentthesmokemanagementsystemdesignforthecommercialbuildings,especiallyanalysethepositionofthesmokemanagementsystem,thechoiceofthefacilities,thesubregionofdefendingagainstsmoke,thedesignmentofthesmokemanagementsystem,alongwiththeparameterandthedistanceaboutsafetyevacuation,thewidthexitpassagewayandsoon.Keywords:Commercialbuildings;Thesmokemanagementsystem;Safetyevacuation２1引言随着人们生活水平的提高，购买力增强，近年来增加了不少商场，包括地下商场和高层商场等。商场都集中在比较繁华的地段，商业建筑内是人流和物流的聚集地，存在大量的可燃物，且照明设备和线路较多，再加之顾客来自各行各业，人员素质良莠不齐，很容易引起火灾。一旦失火很可能造成大量的人员伤亡和财产损失。据相关部门统计，火灾造成的人员伤亡中有近四分之三的人员死于烟气等有毒有害气体。当前的商业建筑规模越来越大，在使用功能上提出了越来越高的要求，使得其消防设计遇到了越来越多的挑战，因此，合理地进行消防设计，尤其是防排烟设计与科学的安全疏散显得越来越重要。2商业建筑的火灾特点从商业建筑发生的火灾来看，主要有以下几个特点。2.1用火不慎和电气故障是引发火灾的主要原因。商业建筑火灾的原因多种多样，包括人为纵火、用火不慎、电气故障等。由于商业建筑内可燃物数量多、分布广，如果用火管理不慎，如随处抽烟、随意丢弃烟头、使用电炉等，很容易引起火灾。另外，商场内照明、空调等电气设备比较多，由于商户的调整、经营范围和格局经常发生调整，使得电气线路的改造也比较频繁，如果采用不合格的线缆和接插件，甚至私搭乱接，很容易引起接头温度过高短路打火等现象，容易引燃临近可燃物而发生火灾。2.2火灾造成的财产损失和人员伤亡较大。商业建筑内商品的种类和数量往往很多，其中可燃物占绝大多数。一旦发生火灾，除非能够扑灭初期火灾，否则容易导致火灾面积蔓延，在成直接经济损失可达几百万元甚至上千万元。另外，商场建筑一般属于人员密集场所，一旦发生３火灾对人们的生命财产产生巨大威胁，如果不能及时疏散，疏散通道不畅通，疏散指示不明确，甚至照明不能正常工作，往往导致重大或恶性伤亡事故。2.3消防安全管理和培训问题突出。商业建筑内部的布局、空间的的分隔、装饰材料等往往给商户留有很大的自由度，商户对店面的改造往往要影响消防系统的可靠性和有效性，甚至需要对系统进行重新设计和改造。其次，处于自身经营和管理的需要，有些商场将原来可开启的外窗封堵死或被室外灯箱广告占用，在平时不常用的疏散楼梯和疏散通道堆放杂物，甚至将疏散通道的门上锁。另外，对于一些大型的商业建筑来说，商户很多，人员变化频繁，使消防安全培训管理难度增大。因此，加强日常的监督管理，建立一支训练有素的内部义务消防队伍显得非常重要。2.4消防系统的管理和日常维护不够。火灾探测报警系统、灭火系统、防火卷帘、疏散指示和应急照明的消防系统，是发现火灾、扑灭火灾、控制火灾和引导人们疏散的必备消防设施，其中一个系统出现问题，都将会导致严重的后果，对于可燃物集中、人员密集的商业建筑后果极为严重。大量的火灾案例表明，消防系统不完备或消防系统管理维护不当，导致火灾时不能及时报警，消火栓或自动喷水灭火系统没有水，防火卷帘不能有效降落，应急照明时间或亮度不够，都是造成重大火灾损失的重要原因。2.5需要更加合理的消防设计。消防设计室建筑设计中的重要内容，如果消防设计不合理，会导致建筑的消防安全先天不足。3防排烟系统3.1设置的部位４3.1.1一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑的下列部位应设排烟设施：长度超过20m的内走道；面积超过100㎡，且经常有人停留或可燃物较多的房间；高层建筑中的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。机械排烟的风速，应符合下列规定：采用金属风道时，不应大于20m/s；采用内表面光滑的混凝土等非金属风道时，不应大于15m/s。送分口的风速不应大于7m/s；排烟口的风速不应大于10m/s。3.1.2地下室商场应设防烟、排烟设施，并符合本规范的相关规定；设置机械排烟的地下室，应同时设置送风系统，且风量不宜小于排烟量的50%。3.2设施的选择3.2.1除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外，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。采用自然排烟的开床面积必须符合下列规定：防烟楼梯间前室、消防电梯前室可开启外窗面积不应小于2.00㎡，合用前室不应小于3㎡。靠外墙的防烟楼梯间每五层内可开启外窗总面积之和不应小于2.00㎡。长度不超过60m的内走道可开启外窗面积不应小于走到面积的2%。净空高度小于12m的中庭可开启的天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面积的5%。排烟窗宜设置在上方，并应有方便开启的装置。3.2.2高层建筑下列部位应设置独立的机械加压送风的防烟设施：不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室；采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室；封闭避难层（间）。3.2.3一类高层建筑和建筑高达32m的二类高层建筑的下列部位，应设置机械排烟设施：无直接自然通风，且长度超过20m的内走道或虽有直接自然通风，５但长度超过60m的内走道；面积超过100㎡，且经常有人停留或可燃物较多的地上无窗房间或设置定窗的房间；不具备自然排烟条件或净空高度超过12m的中庭；除利用窗井等开窗进行自然排烟的房间外，各房间总面积超过200㎡或一个房间面积超过50㎡，且经常有人停留或可燃物较多的地下室。3.3防烟分区3.3.1设置排烟设施的走道、净空高度不超过6.00m的房间，应采用档烟垂壁、隔墙或从顶棚下突出不小于0.50m的梁划分防烟区间。每个防烟分区的建筑面积不宜超过500㎡，且防烟分区不应跨越防火分区。3.3.2需设置排烟设施的部位，应划分防烟分区。每个防烟分区的建筑面积不应打于500㎡但当室内地坪至顶棚的高度在6m以上时，可不受此限制；需设置排烟设施的走道、净空高度不大于6m的房间，宜采用档烟垂壁、隔墙或从顶棚突出不小于0.5m的梁划分防烟分区。防烟分区不得跨越防火分区。3.4防排烟系统的设计3.4.1机械加压送风量的确定（1）压差法当楼梯间和前室之间的门及前室与走廊之间的门关闭时，保持加压部位一定的正压值所需的加压送风量计算式为：11125.1827.0NpALn式中1L——保持加压部位一定的正压值所需的送风量（sm3）；A——每个电梯门或疏散门的有效漏风面积（㎡）；Δp——压力差（Pa）；1.25——不严密处附加系数；1N——漏风量的数量，当采用常开风口时，取实际楼层数；当采用常闭６风口时，取1。（2）风速法当楼梯间和前室之间的门或前室和走廊之间的门开启时，保持门洞处风速所需的加压送风量计算式为：22vNALk式中2L——开启着火层疏散门时为保持门洞处风速所需的送风量（sm3）；kA——每层开启门的总断面面积（㎡）；v——门洞断面风速（sm），取0.7~1.2sm；2N——开启楼层的数量。采用常开风口时，20层及以下取2,20层以上取3；采用常闭风口时取1。（一般商业建筑不会达到20层）3.4.2设置机械排烟设施的部位，其排烟风机风量应符合以下规定：担负一个防烟分区排烟或净空高度大于6.00m是不划防烟分区的房间时，应按每平方米不小于603m/h计算（单台风机最小排烟量不应小于72003m）。负担两个及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1203m/h计算。中庭体积小于70003m时，其排烟量按其体积的每小时6次换气计算；中庭体积大于70003m时，其排烟量按其体积的每小时4次进行换气计算；但最小排烟量不应小于1020003m/h。3.4.3防烟分区内的排烟口距离最远点的水平距离不应超过30m。在排烟支管上应设有当烟气温度超过280℃时能自行关闭的排烟防火阀。排烟风机可采用离心式风机或采用轴流式风机，并应在其机房入口处设有当烟气温度超过280℃时能自行关闭的防烟防火阀。排烟风机应保证在280℃时能连续工作38min。4安全疏散７4.1关键参数的确定（1）疏散开始时间疏散开始时间包括探测时间和疏散准备两部分。当采用日本避难安全检证法提供的疏散时间预测模型时，疏散开始时间按如下公式计算：30Atstart式中startt——疏散开始时间，min；A——为火灾区域建筑面积，㎡。（2）人员行进速度人的行进速度与人员密度、年龄和灵活度有关。当人员密度小于0.5人每平方米，人群在水平地面上的行进速度可达70minm并且不会发生拥挤，下楼梯的速度可达51~63minm。相反，当人员密度大于3.5人每平方米时，人群将非常拥挤基本上无法移动。研究表明，人员密度和行进速度之间存在下式所示的关系：)266.01(DKV式中V——人员行进速度，minm；D——人员密度（不小于0.5），人每平方米；K——系数，对于水平通道K=84.0，对于楼梯台阶K=51.821)(RG，G与R分别表示踏步的高度和高度。4.2安全疏散距离（1）多层民用建筑中的安全出口应分散布置。建筑中相邻两个安全出口或疏散出口最近边缘之间的水平距离不应小于5.0m。其安全疏散距离，应符合下列要求：直接通向公共走道的房间门至最近的外部出口或封闭楼梯间的距离，应符合８下表的要求。表1房门至外部出口或封闭楼梯间的最大距离单位：m位于两个出口或楼梯之间的房间位于袋型走道两侧或尽端的房间耐火等级耐火等级一、二级三级四级一、二级三级四级403525222015注：1.敞开式外廊建筑的房间门至外出口或楼梯间的最大距离可按本表增加5.00m。2.设有自动喷水灭火系统的建筑物，其安全疏散距离可按本表规定增加25%。（2）高层建筑的安全出口应分散布置，两个安全出口之间的距离不应小于5.00m。房间门或住宅至最近的外部出口或楼梯间的最大距离应符合下表规定：表2房间门或住宅至最近的外部出口或楼梯间的最大距离单位：m位于两个安全出口之间的房间位于袋型走道两侧或尽端的房间40204.3关于疏散通道的宽度（1）多层建筑的商店底层疏散外门、楼梯、走道的各自宽度，应通过计算确定，疏散宽度指标不应小于下表的规定：表3楼梯门和走道的净宽度指标单位：米/百人层数耐火等级一二级三级四级一二层三层≥四层0.650.751.000.751.001.251.00————（2）高层建筑内走道的净宽，应按通过人数每100人不小于1.00m计算。疏散楼梯间及其前室的门的净宽应按通过人数每100人不小于1.00m计算，但最小净９宽不应小于0.90m。高层建筑首层疏散外门的总宽度，应按人数最多的一层每100人不小于1.00m计算。首层疏散外门和走道的净宽不应小于下表的规定：表4首层疏散外门和走道的净宽单位：m每个外门净宽走道净宽单面布房双面布房1.201.301.404结束语建筑物内发生火灾时，必然会产生大量烟雾，建筑物火灾案例表明：烟气对人员的伤害程度比火更为严重。因此，为了保证人民群众的生命财产的安全，消防事业必须常抓不懈，切实做好“预防为主，防消结合”，也要在防排烟这方面下大力气。在事故发生前要做好预防设施的安装，平时要进行认真抽查，做到责任到人。与此同时，安全疏散通道要确保畅通，保证在火灾发生