建筑暖通的消防安全设计与防排烟设计关键点研究

(整期优先)网络出版时间:2024-03-28
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建筑暖通的消防安全设计与防排烟设计关键点研究

张志文 

浙江天和建筑设计有限公司 浙江 313000

摘要:在建筑工程大体量、规模化建设中,暖通项目逐渐成为其中的重点及要点,能够为构建宜居、舒适的建筑环境提供功能保障,要想提高建筑工程使用阶段的安全系数,推动建筑消防系统的配套完善、升级,就需针对消防安全及防排烟这两个方面进行优化设计,增强建筑物对火灾事故的应对能力。本文就围绕建筑暖通的消防安全设计、防排烟设计关键点展开研究与讨论。

关键词:建筑暖通;消防安全设计;防排烟设计;关键点

随着建筑类型的不断增多,其功能配置也愈发完善,但是部分建筑内部空间复杂,具有较高的火灾风险,对消防系统的优化配置要求高。暖通系统作为建筑工程中的重要组成部分,能够满足人们对生活品质的高标准需求,为了提高暖通系统运行中的优良性,就需密切关注其安全系数,确保暖通系统的功能作用充分发挥,规避运行中的不良情况,当暖通系统出现故障时,系统运行及使用效率将大打折扣,更可能会对建筑内人员的生命财产安全造成威胁,基于此,不仅要加强消防安全设计,更需找准防排烟设计的关键点,以保证系统的安全稳定运行,充分保障建筑的消防安全[1]

1建筑暖通消防安全与防排烟设计的重要性

首先,在火灾发生时,建筑内的烟气、热气是造成人员伤亡的主要原因之一,通过加强消防安全与防排烟设计,能够有效控制烟气、热气的扩散,保障人员的生命安全,减少人员因烟气中毒、热气烧伤而造成的伤亡。例如:通过合理的防排烟设计,能够减少烟雾的浓度及蔓延速度,提高人员疏散效率,减少人员伤亡;其次,防排烟系统能够在火灾初期将烟雾排出室外,减少火灾现场的烟雾浓度,为人员疏散、消防救援提供更好的环境。建筑暖通消防安全设计,则能够确保建筑物内的通风系统符合规范要求,避免因通风不当引发火灾;最后,建筑暖通消防安全设计还包括防火分区、消防报警系统等多项细节设计,基于合理的防火分区能够将火灾控制在一定的区域内,避免火势蔓延。消防报警系统能够在火灾发生时及时发出警报,提醒人员疏散,这些设计都能够有效地保护建筑物安全,减少火灾带来的损失。因此,对建筑暖通的消防安全与防排烟进行优化设计至关重要,要想及时有效的控制建筑火灾,就应根据建筑工程的实际情况,提高设计的合理性及科学性,在保证暖通系统及工程质量的同时,消除系统运行中的不良因素,促使建筑消防安全能力达到最高标准,发挥出应有的作用[2]

2建筑暖通消防安全设计的关键点

2.1建筑暖通火灾风险评估

由于不同的建筑工程中,其特点及火灾风险系数都有所差异,要想保证暖通消防安全设计的有效性,优化完善设计内容,就需明确由暖通系统运行而引起的建筑火灾风险情况。可根据掌握的建筑工程实况,运用公式计算出建筑暖通的火灾危险度,通过公式带入不同的公式进行计算,进行火灾风险评估。通常情况下,在暖通系统的火灾风险评估中,需考虑暖通设备的燃烧性能、热源设备的安全性、管道的防火措施等因素,通过对暖通系统的火灾风险评估,确定暖通设备在火灾发生时的安全性能,为后续的消防安全设计提供重要依据。在明确建筑暖通火灾风险评估结果、暖通设备空间分布密度及人员数量等指标后,针对性的优化建筑暖通系统综合消防的安全设计[3]

2.2综合消防安全设计

在建筑暖通系统火灾事故风险评估后,才能对综合消防安全进行优化设计,应根据建筑物的使用要求、消防安全要求,选择更为适合的暖通系统,综合分析系统的安全性、可靠性,避免因系统故障导致火灾的发生。在建筑物的不同区域应进行合理的防火分区设计,以限制火灾蔓延的范围。在暖通系统中,应确保防火阀等设备的正常运行,以有效地阻止火势的蔓延,具体应结合现行的消防规定,将防火阀门按要求安装于暖通系统中,并针对各楼层专门设置防火分区,不同分区之间不可共用暖通系统,如涉及必须共同的情况,则要以穿越防火分区的隔离墙为基准,按规定设置消防阀,在施工中需穿过变形墙或伸缩缝时,则要在其双侧同时设置消防阀,运用防火材料,将墙体、风管之间的空隙完全填充,同时应依照设计要求在暖通系统中安装垂直风管的防火阀[4]

为了增强整个建筑暖通系统的火灾预警能力,形成联动作用,应依照现行的规范及要求,将机械消防排烟与火灾自动报警等功能模块连接到一起,优化完善其功能配置,实现对火灾的自动预警、排烟,及时处理由火灾而形成的烟气、热气[5]。为了提高建筑暖通系统的消防设计水平,还需结合实际需求,增设补风机等可手动操控的方式,促使自动化运行能够与手动操作相衔接,实现对建筑暖通系统的灵活、综合调控。通常情况下,最好不要将暖通系统中的风管系统直接设定为排烟系统,以保证排烟效果,如果风管系统日常就被应用于排烟作业中,则需结合设计要求,对自动化闭门、智能化主动切换阀门进行安装,基于优化设计及措施,提高密闭门与阀门的安全系数。对于共用的排烟与风管系统,需严格控制设备的性能指标,确保其排风速率等运行参数符合排烟系统设计要求,实现建筑暖通系统综合消防安全设计

[5]

3建筑暖通的防排烟设计关键点

3.1运用机械排烟法

在建筑暖通的防排烟优化设计中,要想降低防排烟工作的复杂性,增强排烟效果,可运用机械排烟法,自动化的将建筑内部的烟气排出。一旦建筑出现火灾事故,火灾起点所处区域的防烟分区排烟口、排烟阀将在第一时间打开,通过排烟口、排管管道,通过排烟风机及时将燃烧中形成的烟雾、热量排出。在常规性的设计模式下,可针对建筑内部的走道位置,运用竖向方式设置机械排烟系统,针对建筑的房间内,则要根据防火及防烟分区,采取水平布置方式[6]。在竖向排烟系统设计中,需综合分析通过火灾区域的各项要求,以管井为主导,将竖向排烟管安装于其中。为了保证机械排烟效果,应根据不同的建筑场所及特点,对技术参数进行优化控制,如正压送风系统、通风空调系统的建筑中,需根据要求控制防火阀规格,如果建筑工程中存在地下室结构,则需增设补风装置,参照排烟量科学调控补风量比例。

在建筑暖通防排烟设计中,还应考虑风量平衡问题,如果某个区域的排烟设备设置不当,可能会导致其他区域的风量增加,进而影响整个建筑物的通风效果,应合理设置风量平衡装置,保证整个建筑物内的通风效果。机械排烟目前在建筑暖通的防排烟设计中得到了广泛应用,属于较为常见的一类排烟方式,当建筑相应位置出现火灾时,浓烟会通过排烟口迅速排出,在加强对先进技术的应用时,还可基于负压环境优化调整建筑内部火势,如果短时间内的浓烟较多,则可能导致排烟口出现部分堵塞情况,无法全面排烟,致使消防安全性低于预期目标。因此,在运用机械排烟法时,应根据掌握的资料准确计算排烟系统的各项参数,按要求准确安装防火阀,防止火灾出现后烟雾的大面积扩散,为消防救援工作的高效开展提供有利环境[7]

3.2自然排烟设计

通过自然排烟设计,能够提升建筑物整体的排烟能力,促使排烟效率得到显著提升,由于自然排烟主要依赖于建筑物的开口,因此选择合适的排烟开口非常重要。通常情况下,开口应设置在易于积聚烟尘的部位,如走廊、房间出入口、天窗等,以确保排烟效果,开口的大小、形状应符合设计要求,以便于烟尘的排出。自然排烟受天气、风向等因素的影响较大,开口的防风能力对排烟效果至关重要,在选择开口位置时,应考虑这些因素,确保开口具有良好的抗风能力。天窗是一种有效的自然排烟方式,通过利用热压原理将烟尘排出室外,天窗的设置前应综合考虑建筑物的结构、功能特点,确保其能够有效地将烟尘排出室外。现阶段建筑暖通的自然排烟设计中,一般集中于开窗面积、外窗类型的设计上,以保证其规格参数的有效性。当建筑中出现火灾时,防火窗将在第一时间关闭,无法快速排烟,为了改善此类情况,则需在设计中分析建筑物特定层高的特点,设计适宜的开窗面积,确保出现火情后可采取自然排烟方式将烟排出,将室内烟气浓度降至最低[8]

通过结合现行的《烟标》等各项规定,需根据建筑楼面面积,对自然通风口的占比面积进行控制,以确保自然排烟的实现。通过运用公式可以发现,自然排烟面积与任意位置到达自然通风窗口的水平距离之间存在较强的关联性,当建筑内部的火情达到相应标准时,周边的温度变化将难以形成对烟雾的影响,可上升至天花板并实现自然排烟。因此,在自然排烟设计中,应根据建筑的火灾规模,对烟层厚度进行优化设计,同时科学调控补风速度,促使自然排风效果得到提升。为了保证设计参数的合理性,可运用CFD方法,根据建筑工程的实际情况,对内部可能出现火灾的蔓延状态及情况进行三维可视化显示,并根据掌握的内容,获得火灾蔓延速度、温度、浓度场等各项参数的云图,经过优化设计,调整火灾发生规模、排烟方式等因素,而后可根据火灾出现时的可燃物排烟方式特点,综合分析烟气扩散子、气流分布等各项情况,明确速度最快、最为合理的排烟方式。

3.3防排烟系统的远程启动

为了保证防排烟系统的高效运行,及时、有效的控制火势,就需采取远程启动模式,提升防排烟系统的运行效率。现阶段常用的控制方式主要有多线控制板及总线控制板,其区别在于起始方式的差异性,涉及手动操作时,需结合预先设定的代码编号进行启动,其操作流程十分繁琐,也会消耗一定的时间,为了加快系统启动速度,就需加强对多线路联动控制板的应用,仅需进行简单操作,就能够在消防室启动防排烟系统,在火情出现后及时进行扑救。在建筑中出现火灾事故时,及时启动防排烟系统,能够及时排出烟雾,提升现场的能见度,为逃生、救援争取宝贵的时间,充分保障人民的生命财产安全。另外,还可基于先进技术,探索将防排烟系统与消防控制中心的其他系统(如火灾报警系统、应急照明、疏散系统等)的集成策略,基于系统的互通、互联实现远程控制。在防排烟系统中还可通过运用防排烟风扇,对烟气散发后所形成的余热进行引导,促使其流向安全区,减少火灾的蔓延、扩散风险。

3.4防排烟风机设计

在建筑暖通的防排烟设计中,还需注重对防排烟风机的优化配置,尤其是在高层建筑中,更应保证设计的合理性及科学性,确保火灾事故出现后能够通过防排烟设备及时将大量的烟雾排到外部,将建筑中的烟雾浓度降低,为人员疏散提供可见度高的基础环境,保障人命生命财产安全。通过设计防排烟风机,可增强辅助效果,将烟雾中的热量排放出去,同时形成对热量的引导作用,促使其转移到不可燃区,削弱火势的发展及蔓延能力。因此,应根据要求及整体设计对防排烟风机进行规范安装,以保证防排烟效果,优化均衡送风量指标。例如:在建筑的中庭部位,可以自然排烟设施为主导,将自然排烟窗安装于顶部,结合要求增设补风系统,如出现自然排烟受限的情况,则要明确中庭周边既有的排烟系统,并对排烟风机的排风量进行优化设计,确保其排烟量能够符合要求。针对建筑的走道及房间,也需以自然排烟设施为优先,同步规划设计补风系统,无法实现自然排烟时,则要根据实际情况调整及规划对应的防烟分区,设置排烟系统,保证排烟口位置的合理性。

4结束语

综上所述,暖通系统作为建筑工程建设及使用中较为重要的一部分,其设置水平直接影响建筑功能作用的发挥,虽然暖通系统的防火防爆能力较强,运行中能够满足人们对生活环境、舒适度的高标准要求,要想提高整体安全系数,就需结合建筑工程的特点及结构体系,创新防火设计理念,精准定位消防安全设计与防排烟设计的关键点,消除设计中存在的缺陷及问题,提高建筑暖通系统的建设及运行水平,增强安全事件的应对及处理能力,保证通风良好,充分保障人民的生命财产安全,科学延长建筑物的可使用寿命,提高建筑物的安全系数。

参考文献:

[1]张成龙,崔莹,张洁.大型商业综合体暖通空调节能设计[J].中华建设,2020,27(04):140-141.

[2]杨鹏,侯静,张彦峰.某超高层建筑暖通空调设计[J].区域供热,2019,38(5):118-121.

[3]潘高峰.某商业综合体暖通空调设计[J].城市建筑,2019,16(27):108-109.

[4]张开娅.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计的应用分析[J].应用能源技术,2021(11):48-50.

[5]蔡连庆.建筑排烟设计常见疑难问题解析[J].居舍,2020(16):95-96.

[6]刘恩鹏.建筑暖通的消防安全设计与防排烟设计关键点研究[J].四川建材,2021,47(07):240-241.

[7]钱娇娇.高层建筑暖通消防工程防排烟施工技术[J].中国科技信息,2021(13):28-29.

[8]降耀东.建筑暖通的消防安全设计与防排烟设计要点分析[J].建材发展导向,2022,20(08):58-60.