高层建筑暖通空调防排烟施工技术与应用

程韶清 济南轨道交通集团

1 前言

高层建筑中的暖通空调防排烟系统，可在特殊环境下快速将建筑内部存在的浓烟排出，保障内部空气的安全性，降低危险系数。尤其是在火灾事故发生中，该系统启动后能够加速建筑内部烟雾流动，避免过多堆积带来的危险，为抢险救援提供更多支持。不过目前的暖通空调防排烟系统施工复杂性强，需要作业人员准确掌握施工技术要点，做好科学部署和规划，以优化施工质量，减少问题的生成，确保高层建筑的安全性。

2 暖通空调防排烟施工的重要作用分析

暖通空调即分户中央空调，主要起着采暖、通风以及调节空气的作用。对于高层建筑而言，暖通空调系统是保障其居住舒适度的重要手段。在日常生活中，暖通空调可以除异味、对空气进行过滤，实现电子除尘，同时还可以对空气中所带有的一些病毒进行杀灭。而暖通空调中的防排烟则可以避免火灾事故的发生，保障人们的居住安全。在高层建筑中进行暖通空调防排烟施工的应用，可以切实地将有毒气体排放至室外，避免火灾发生时烟雾的扩散，致使火灾进一步扩大，发生蔓延，以此降低火灾对人们生命安全的威胁，减少损失及人员伤亡。同时，也可以提高火灾的救援效率，保障高层建筑居住人员的人身安全。

3 影响高层建筑排烟烟雾流动的因素

排烟系统在高层建筑内占据着非常重要的地位，能够在火灾发生过程中，采取加快烟雾流动速度的方式，快速进行烟雾排放，提高内部能见度，避免有害气体的堆积，加快救援速度。对于高层建筑来说，火灾事故发生后会产生较多有毒气体，这些气体会随着空气流动四散开来，且散播速度较快，如果不能在短时间内快速处理，很容易增加火灾影响范围或产生爆炸事故，对建筑及内部现存人员构成较大威胁。具体烟雾流动表如表1所示。

表1 高层建筑物发生火灾时烟雾流动表

这一问题产生的主要原因有：高层建筑在发生火灾后，内外部会存在较大的温度差，建筑内部压力逐渐增大，这样建筑内部气体会在压力作用下由开口部向上流出，而外部气体则会从开口部位先内灌入，形成烟囱效应。随着火势的不断增加，压力变化集聚，内部产生延误也会逐渐向上蔓延，越积越多，加剧了危险性，所以需要合理的排烟系统对其实施调解处理，以降低危险系数。

4 建筑暖通防排烟施工技术及应用要点

4.1 自然排烟

自然排烟是利用高层建筑自身的对外开口达到排烟效果的一种方式，需要充分利用外部风向及内部气流浮动等媒介，形成自主循环体系，快速将建筑内部存在的烟雾排出。自然排烟中充分利用对流作用，让冷空气与热烟气之间形成良性循环，达到排烟冷区的目的。高层建筑的自然排烟口多数指的是门窗及侧墙上部的排烟口。

另外，高层建筑还会采取烟塔排烟的方式来达到自然排烟的效果。其是以建筑中的排烟竖井作为主要通风设置，在内外温差发生较大变化时，竖井内部会产生明显的上升气流，通过气流运转达到排烟效果。火灾事故发生后内部温度上升速度加快，与外界温差变化加剧，这时竖井内部会形成较为明显的烟囱效应，加快排烟速度，降低建筑内部威胁，且该模式不会对外部环境带来不良影响，同时采用的设备相对简单，不需要投入大量的资源进行后期维护。值得注意的是，还应深度考虑竖井的耐热性，只有这样才能够快速排出烟气，但是这一排烟施工技术在应用的过程中，存在占地面积过大的不足。

4.2 机械排烟

机械排烟方式可分为以下两种方式：

一是全面通风排烟。全面通风排烟是利用排烟机达到排烟效果的一种有效措施，属于机械排烟较为常见的一种，是利用排烟机将室内室外风进行转换，达到烟雾快速排出的目的。不过该方式能够将大量空气传送到控制区内，不能应用在着火区域内，空气的频繁接触可能会加剧火势，增加危险系数，只能在未着火区域内使用。值得注意的是，在对这一排烟技术进行应用的过程中，其呈现出较强的可靠性以及良好的排烟效果。天气因素对该技术的影响不大，有助于在建筑发生火灾时，维护控制区域的安全性。缺陷在于需要同时应用两套机械设备，即排风机和送风机，因此成本相对较高。

二是负压机械排烟。该方式主要利用排烟器对着火区域实施排烟处理，借助排烟器的应用降低着火区域内的压力，以负压的形式控制着火区域内的火势，并达到降低内部烟气量的作用。不过对于火势不断加剧的区域内，不能完全将烟雾排出，以免扩散对其他区域构成影响。另外，在使用该技术过程中，还需要对排烟器加以科学选择，使其能够适应高温环境，不存在关闭或故障问题，加快处理速度，保证建筑内部的安全性。

4.3 防排烟风机

防排烟风机的使用可通过热量排出及引导，降低着火区域内的火势，以达到减少烟雾量的效果（如图1）。在高层建筑暖通空调防排烟施工中，该设备使用范围较为广泛，可以对各种主动性机械加以应用，如风口、风管、风机等，同时还可以将自然防排烟应用于开通风口、开窗、开门以及通道走向的高层建筑内部，合理应用防排烟风机，遵守高层建筑防火规范，严格控制加压送风机的送风量，具体规定如下。

图1 防排烟风机

首先，高层建筑的中庭面积在1.7万平方米以下时，要求送风量控制在该体积的6次/h，如果中庭面积大于上述参数，则要求送风量在该体积的4次/h；最小排期量值要控制在每小时10.2万立方米。其次，在存在2个或以上的排烟分区，要求对送风量与最大分析面积进行计算。再次，对于带裙房高层建筑、前室、消防电梯或安装局部排烟设施的前室区域，要求排烟量控制在60m3/h以上。最后，排烟风机的净高度在5m以上时，要对排烟区加以科学化分。

4.4 防火阀

通常情况下，防火阀需要设置在通风及暖通空调系统的风管上，这是因为部分高层建筑中，隔墙与房间楼板之间发生火灾事故的概率较高，需要设置在该位置上，提高利用率。另外，防火阀会被设置在风管垂直部位或每层相交部位上，有利于在特殊情况发生后快速开启系统，加快问题处理速度。防火阀还会出现在空气调节机房楼板间隔位置内、变形缝中，以确保其性能的充分发挥。排烟阀的设置中，应保障其在管道上安装的稳定性和有效性，降低火灾事故的发生率

5 暖通空调防排烟施工中的问题

5.1 排烟设计问题

暖通空调排烟设计问题是目前常见问题之一，需要设计人员做好前期图纸审核、分析及对比研究，对图纸设计中存在的问题或异议项予以及时提出和解决，并在现有规范要求下，对其加以科学改动和处理，保证排烟系统功能效果，减少问题出现概率。目前很多高层建筑暖通空调排烟设计，都是将排烟系统设置在外墙上的，机房内没有任何排烟设施，甚至一些建筑会将排烟系统安装在房间内，这使得在现场实际施工的技术人员认为既然设计已经将排烟系统设置在外墙上，就会完全使烟雾直接排出到外面，这样就可以根除由于烟雾扩散导致的烟火扩散现象。

5.2 防火阀设置不合理

在暖通空调防排烟施工中，很多设计人员都未认识到管道在穿越防火分隔区域时防火阀设置的重要性，这一区域的短板使得在火灾事故发生时，很多设施无法正常开启，加剧了火灾事故的影响。在现有规范要求中，对防火阀的设置有明确说明，但因为技术人员的意见和见解不同，在防火阀规划中所采用的措施方式也各不相同。部分会在规定区域内安装防火阀，而部分人员则选择不安装。这就导致在事故发生后存在诸多问题和弊端，增加了排烟难度，甚至加剧了救援困难。鉴于此，针对防火阀的安装，需要与技术人员展开良性沟通和说明，并结合具体情况及规定要求，给出科学有效的措施方案，以此增强防排烟施工效果，降低危险系数。

6 结束语

目前，高层建筑作为城市建设的主要建筑类型，为保证其安全性和可靠性，应当加大内部结构和设施的处理力度，尤其要做好暖通空调防排烟施工作业。虽然暖通空调防排烟施工复杂度高，但随着技术水平的改善，现存问题也将得到进一步解决，加大高层建筑保护力度，削弱火灾威胁，从而保证内部设施及人员的生命财产安全，深化建筑的使用价值。