对高层民用建筑防排烟设计中排烟口设置问题的认识
关翠萍
摘要 针对排烟口在高层民用建筑防排烟设计中的重要地位，指出了在自然排烟系统中应着重
注意“有效开启面积”概念和“设置方便开启的装置”两个问题，而在机械排烟系统中应着重注意机械排烟口的设置位置与形式的问题是关乎火灾时排烟效果的至关重要的因素。
关键词 防排烟 自然排烟系统 机械排烟系统 排烟口
1.前言
防排烟设施就是将火灾中产生的烟雾在着火点所在的防烟区域加以控制和排除，以防止烟雾扩散，确保疏散和扑救环境无烟雾侵害所采取的措施。排烟口（窗）就是防排烟系统中将火场烟气排出防烟部位的第一道关口，这些风口（窗）的设置是否正常直接关系到防排烟系统能否正常的运行。在此，本人结合自身经验谈谈在高层民用建筑中的自然排烟与机械排烟系统中的排烟口（窗）的一些认识。 2.自然排烟系统
2.1 自然排烟系统中可开启外窗面积的要求
自然排烟是利用火灾产生的高温烟气浮力作用，通过外窗、阳台、凹廊或专用排烟口、竖井等将室内烟气排至室外。自然排烟不使用机械动力，不需电源和风机设备，排烟窗还可作为平时通风采光用，只是利用自然形成热气流的运动达到排烟的目的，因此，自然排烟系统的排烟口烟气流速低，要求有足够的排烟口面积。根据《高层民用建筑防火规范》（GB50045-95 2005年版，以下简称《高规》），在高层建筑中可采用自然排烟的部位及可开启外窗面积见表2.1-1。
自然排烟部位及可开启外窗面积 表2.1-1 序 号 1 2 3 4 5 6 自 然 排 烟 部 位 长度≤60m的内走道 超过100m需排烟的房间 靠外墙的防烟楼梯间的 前室或消防电梯前室 靠外墙的合用前室 靠外墙的防烟楼梯间 净高＜12m的中厅 不靠外墙的防烟楼梯间 的前室或消防电梯前室 2开 口 形 式 外窗（或排烟口） 外窗（或排烟口） 外 窗 外 窗 外 窗 天窗或高侧窗 进 风 口 进 风 道 排 烟 口 排烟竖井 1
可开启外窗面积 ≥走道面积的2% ≥房间面积的2% ≥2.0m ≥3.0m 每5层开窗≥2.0m ≥地面面积的5% ≥1.0m 2断面≥2.0m 2≥4.0m 2断面≥6.0m 22227
8 不靠外墙的合用前室 进 风 口 进 风 道 排 烟 口 排烟竖井 ≥1.5m 2断面≥3.0m 2≥6.0m 2断面≥9.0m 2 注：上表第七、第八项不靠外墙的防烟楼梯间的前室或消防电梯前室及合用前室采用自然排烟的方
式，由于其利用竖井的烟囱效应进行自然排烟，需要很大的竖井截面，给设计时建筑平面布局带来很大困难，同时也降低了建筑的使用面积，因此，已很少被采用了，多采用机械防烟和排烟设施。
2.2 自然排烟口设置位置的要求：
（1）自然排烟口应设于房间净高的1/2以上，宜设在距顶棚或顶板下800mm以内（以排烟口的下边缘计），若设置有挡烟垂壁，排烟口最好高于挡烟垂壁的下沿。同时，自然进风口应设在房间净高的1/2以下（以进风口上边缘计）。
（2）内走道和房间的自然排烟口，至该防烟分区最远点的水平距离应在30m以内。 （3）自然排烟窗、排烟口、送风口应由非燃烧材料制成，宜设置手动或自动开启装置，手动开关应设在距地坪0.8-1.5m处。
2.3 自然排烟系统中几个需要注意的地方 2.3.1关于自然排烟口“有效开启面积”
从表2.1-1可以看出，自然排烟系统对于可开启外窗面积有着非常严格的要求，主要就是为了保证火灾时有足够的排烟通道（烟气出路）。因此对于自然排烟系统来说，必须强调 “有效的能够作为排烟通道的可开启外窗面积”，只有“有效开启面积”才能在一旦发生火灾时起到排烟的作用。本人根据自身的设计经验，对于《高规》中规定的可开启外窗面积是否就是“有效开启面积”的问题认为还有商榷之处。
（1）在工程设计中，有的设计人员将平时做为通风用的自然排烟窗设置为固定窗或者半开窗（上、下悬窗）、斜开窗等，其设置的形式和位置均不利于自然排烟，并且由于半开窗、斜开窗等的开启面积并不等于窗洞口面积，如果直接以此种窗的洞口面积作为可开启面积计算，势必减少了实际可利用排烟的窗口面积，因此，应改用可直接对外开启的排烟窗或者能够完全打开的窗形代替。
（2）关于所有可开启外窗均计入“有效开口面积”。排烟口（窗）的设置位置一般在高处，如按在距顶棚800mm以内，此时就涉及可开启外窗面积的取法，在距顶棚800以内的可开启外窗面积不一定完全达到表2.1-1中规定的面积要求。现行《高规》条文解释中的说法是：火灾时开窗或打碎玻璃的办法进行排烟，因此，“有效开启面积”按可开启外窗面积计算即可。但是，本人认为此说法不尽合理：首先，火灾发生时，人们都忙于疏散
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逃命，很难保证有人去打碎玻璃；其次，就算有人将玻璃打碎了，一般也只能将人身高所及范围的一部分玻璃打碎，而在火灾初始阶段热气流及烟气主要聚集在房间上部，又如何能够从低处的开口排出室外呢（其实在火灾初期，下部开口起到的是进风口的作用）！如果因为排烟孔口面积不足，导致烟气聚集到房间下部时，说明火灾已经发展到比较严重的阶段了，此时，已经丧失了最佳的疏散逃生和灭火救援时间了。
因此，本人建议对于在房间1/2以上高度无法达到“有效开启面积”且有方便开启装置的房间最好采用机械排烟系统,这样就可以保证在火灾信息被确认的第一时间里排除有害烟气,保证火场人员的疏散要求。
2.3.2 关于排烟口（窗）设置方便开启的装置
（1）根据规范要求，自然排烟口（窗）应设置在上方，并宜设置手动或自动装置，手动开关应设在距地坪0.8-1.5m处。而窗户的开启形式直接决定了能否设置方便的开启装置。但在实际工作中，有些设计人员在窗户选型时忽略了窗户的开启形式，设置了推拉窗、半开窗等不利于设置手动或自动开启的窗形。因此，本人认为规范中应增加关于作为自然排烟口使用的外窗的窗型的规定。
（2）按《高规》第8.2.2.5条规定净高小于12m的中庭可采用开启的天窗或高位侧窗自然排烟。而有的设计师却忽视了其设置的形式，使的安装高度较高的排烟天窗及高位侧窗缺少了便于开启的操作装置，不利于火灾时的自然排烟。因此，对于此类天窗或高位侧窗应在下部适当位置设置能手动开启排烟窗的装置。 2.3.3 关于内走道自然排烟的问题
在很多工程中，出现了长度介于20m-60m之间的只有单侧有可开启外窗走道，对于此种走道，因为单侧开窗，即便有足够的可开启外窗面积能够达到表2.1-1中规定的开窗面积要求，但因为走道长度大于30m，走道最尽端距排烟口（可开启外窗）也必定超过30m，不符合《高规》第8.4.5条“防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30米”的规定。因此，此种情况下，应考虑在走道另一侧设置一个与外界相连的通风口，如条件不允许，应设置机械烟设施。
3.机械排烟系统
3.1.1需要设置机械排烟系统的部位
高层建筑设立机械排烟设施可以保证当建筑物内某一部位发生火灾时，对火灾区域实行排烟控制，使火灾产生的烟气和热量能迅速排除，以利于火场人员的疏散和消防人员的
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灭火扑救行动，该部位的空气压力值为相对负压。根据《高规》下列部位应设置机械排烟系统。
需要设置机械排烟的部位 表4.1-1 序 号 部 位 机械排烟的设定条件 1.内走道长度超过20m时，且无直接采光窗或设固定窗 2.内走道有直接自然通风，但长度超过60m 23.面积超过100m的无窗或设固定窗的房间且经常有人停留或可燃物较多 22 总面积超过200m时，或一个房间面积超过50m且经常有人停留或可燃物较多时 不具备自然排烟条件或净高超过12m 1 走道和地上房间 2 3 地下室房间 室 内 中 厅 3.2 机械排烟系统中对设置排烟口的一般规定
（1）当用隔墙或挡烟垂壁划分防烟分区时，每个防烟分区应分别设置排烟口，且防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30m。
（2）排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上，且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小水平距离不应小于1.5m；设在顶棚上的排烟口，距可燃构件或可燃物的距离不应小于1.0m；
（3）排烟口均设有手动开启装置或与感烟器连锁的自动开启装置或消防控制中心远距离控制的开启装置等。除开启装置将其打开外，平时需一直保持闭锁状态，手动开启装置宜设在墙面上，距离地面0.8-1.5m处；或从顶板下垂时，距离地面宜为1.8m处。
（4）排烟口的尺寸，可根据烟气通过排烟口有效断面时的速度不大于10m/s进行计算，排烟口的最小面积一般不应小于0.04m2。
3.3 设计中需要注意的问题 （1）烟气排出口的设置位置
烟气排出口的设置，应考虑既不能将排出的烟气直接吹在其他火灾危险性大的建筑物上，也不能妨碍人员避难和灭火活动的进行，更不能让排出的烟气再被通风或空调设备等吸入。因此，应根据建筑物所处的条件（风向、风速、周围建筑物以及道路等情况）考虑确定，同时必须避开有燃烧危险的部位，且排烟风机不得设在排烟口位置的下方。
（2）走道排烟口设置
走道排烟口的位置与防烟楼梯的疏散口的距离无关，但根据有关研究，走道内的排烟口在工作时处于负压状态，排烟口下方周围始终积聚着一团浓烟，如果排烟口位于安全疏
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散出口较近的位置，将影响人员的安全疏散。因此走道排烟口的位置尽量布置在人流疏散方向相反的位置处，远离防烟楼梯间的疏散口。
（3）另外，在排烟通道中，条缝形排烟口对于整个通道都是有效的，而方形排烟口则不容易排烟通道两侧的烟气，在有条件时应尽量选用条缝形排烟口。
以上三个关于机械排烟口的设置位置与形式的问题是在设计中是最为容易忽略的，而这恰恰是关乎火灾时排烟效果的至关重要的因素，因此，因引起足够的重视。 4.结束语
以上是本人根据自身设计经验，并通过研究有关资料对防排烟系统的各类排烟风口的总结，虽不十分全面，但可作为设计防排烟时的参考。另外，因为篇幅的原因,防排烟系统中的新风送风口和运行控制也是非常重要的，也应引起足够的重视。
参考资料:
1. 建设部工程质量监督与行业发展司、中国建筑标准设计研究所编著，《全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调动力》， 中国计划出版社出版， 2003
2. 张吉光、史自强、崔红社 编著，《高层建筑和地下建筑通风和防排烟》，中国建筑工业出版社，2005 3. 陆耀庆 主编，《实用供热空调设计手册》，中国建筑工业出版社出版，1997 4.《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）
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对高层民用建筑防排烟设计中排烟口设置问题的认识
