对防排烟系统设计的思考——基于GB51251—2017《建筑防烟排烟系统技术标准》

张初倍

（中国中元国际工程有限公司，北京 100089）

1 引言

GB 51251—2017《建筑防烟排烟系统技术标准》（以下简称《标准》）已于2018 年施行。该《标准》是我国第一项建筑防排烟系统专项技术标准[1]，涉及较多新的防排烟控制理论，较之前防排烟计算方法存有不小差异。由于《标准》部分条文未明确具体做法，导致许多设计师对其存有理解和执行上的偏差，对新建项目带来不同影响[2-3]。本文结合工程项目，针对《标准》中部分条文提出自己的理解与分析，对其他设计师在遇到类似情况时，有一定的参考价值。

2 防烟系统

2.1 封闭楼梯间自然通风

《标准》3.1.6 条规定，当地下、半地下建筑（室）的封闭楼梯间不与地上楼梯间共用且地下仅为一层时，可不设置机械加压送风系统，但首层应设置有效面积不小于1.2 m2的可开启外窗或直通室外的疏散门。同时，在《标准》3.2.1 条规定，采用自然通风方式的封闭楼梯间、防烟楼梯间，应在最高部位设置面积不小于1.0 m2的可开启外窗或开口。

1）如果某建筑高度小于10 m的封闭楼梯间不与地上楼梯间共用，地下有两层时，则需要在最高部位开1.0 m2可开启外窗；但如果封闭楼梯间仅为地下一层，则可开启外窗需符合《标准》3.1.6 条1.2 m2要求。火灾危险性大、疏散难度大的地下两层封闭楼梯间反而比地下一层封闭楼梯间的开窗面积少，条文间存有逻辑矛盾之处。

2）“疏散门”与“防火门”的差异。疏散门是房间直接通向疏散走道的房门、直接开向疏散楼梯间的门（如住宅的户门）或室外的门。GB 50016—2014《建筑设计防火规范》（2018 年版）（以下简称《建规》）6.5.1 条对防火门的设置做了规定[4]：“常开防火门应能在火灾时自行关闭，并应具有信号反馈的功能。除管井检修门和住宅的户门外，防火门应具有自行关闭功能。双扇防火门应具有按顺序自行关闭的功能。”

疏散门不一定是防火门，防火门也未必是疏散门，二者没有必然联系。《标准》3.1.6 条中所表述的为“直通室外的疏散门”，如果在实际执行中，采用直通室外的防火门，则在火灾时，防火门会自行关闭，达不到楼梯间通风效果，从而影响人员疏散。《建规》6.4.2 条文说明，通向封闭楼梯间的门，正常情况下需采用乙级防火门。

在设计过程中，遇到仅地下一层封闭楼梯间的情况，建议优先考虑利用可开启外窗的方式进行防烟设计，避免利用防火门、窗进行火灾时的自然通风。这在消防补风系统设计部分亦有类似要求体现。《标准》4.5.3 条，补风系统可采用疏散外门、手动或自动可开启外窗等自然进风方式以及机械送风方式。防火门、窗不得用作补风设施，这是由于防火门、窗在火灾时，处于关闭状态，不能满足自然补风需求。因此，在做设计时，应注意防火门、窗对防排烟自然通风是否产生影响，避免把防火门、窗用作防烟通风口或自然排烟口。

2.2 楼梯固定窗

《标准》3.3.11 条说明，设置机械加压送风系统的封闭楼梯间、防烟楼梯间，尚应在其顶部设置不小于1 m2的固定窗。

大型公共建筑多存在未临外墙的地下楼梯间。当此楼梯间采用机械加压送风系统时，为满足《标准》要求，有的设计师通过窗井形式把地下楼梯间的固定窗设置在建筑上部屋顶区域；有的设计师则利用水平风管形式把地下楼梯间的固定窗设置在建筑下部外立面上。如某项目未临外墙的地下楼梯间，利用长度为20 m，截面尺寸为2.0 m×0.5 m 的水平风管把首层外立面上的固定窗与地下楼梯间的顶部相连。两种做法都满足规范，但对于后者，如果风管管线过长，或者在管线密集处，为保证净高要求，现场施工人员对风管进行了上下翻弯处理，这样都势必会影响火灾烟气与热量的排出，从而难以达到良好的通风效果。《标准》对此类楼梯间固定窗的做法，未进行详细做法说明。对于满足规范要求的多种做法，其可行性与实际应用效果有待进一步研究，建议编制组在后续的修订中完善相关内容。

3 排烟系统

3.1 建筑内走道

1）《建规》8.5.3.5 条对需要设置排烟的建筑内走道做出了规定。《标准》4.6.3 条对具体的设置方式进行了说明。《标准》规定当公共建筑仅需在走道或回廊设置排烟时，其机械排烟量应不小于13 000 m3/h，或在走道两端（侧）均设置面积不小于2 m2的自然排烟窗（口）且两侧自然排烟窗（口）的距离应不小于走道长度的2/3。

《建规》和《标准》都未对“走道”进行量化定义，走道的宽度超过一定数值后可能具有了房间功能变成了“厅”或者一些公共建筑的公共区域可能兼顾有走道疏散功能。如某建筑平面内走道两端为门厅，门厅面积小于100 m2，走道两侧为洗衣房和值班室。当走道长度不包含两端门厅区域时，走道长度小于20 m；当走道长度包含两端门厅区域时，则走道长度大于20 m。针对这种情况，一部分设计师认为，走道长度应不包含门厅区域，门厅区域应该按房间排烟处理，走道长度小于20 m，门厅面积没超过100 m2，所以走道和门厅区域都不用考虑排烟设施。另一部分设计师则认为，火灾情况下，人员疏散至室外需要通过走道和门厅两个区域，两个区域空间上属于连通状态，且走道内的烟气排出室外，也需要经过门厅区域。所以即使门厅没有超过100 m2，也需要建筑专业在门厅区域设置2 m2的自然排烟窗。《标准》未对特殊的走道形式进行举例说明，两种设计方案都满足规范条文，但后者的排烟窗设置要求严于前者。出现这种情况的原因是《建规》与《标准》对特殊走道形式未有详细的解释说明，造成不同设计师对该类型走道在设计方面存有执行上的差异。走道局部加宽区域，多大宽度按走道处理，多大宽度可以按房间排烟处理，《标准》中未见有量化说明。

针对走道虽没有超过20 m，但考虑连通的门厅区域超过20 m 的情况，建议在走道两端设置不小于2 m2的排烟窗。此排烟窗可设置在门厅区域。当门厅与走道面积之和大于100 m2时，自然排烟窗的面积还应该大于该值的2%。

2） 某联合建筑标准层的走道一侧为外墙，设有8 个宽1.80 m 高1.80 m 的外窗，另一侧为办公室。办公室面积均小于100 m2，且有外窗。走道面积49.55 m2，长度31.76 m，层高3.60 m，净高H′为3.48 m，根据《标准》公式4.6.9，最小清晰高度Hq=1.6+0.1H′=1.6+0.1×3.48=1.95 m。走道储烟仓厚度为3.48-1.95=1.53 m。

根据《建规》8.5.3 条，此走道大于20 m 需设置排烟设施。按《标准》4.6.3.3 条，当采用自然排烟时，需要在走道两端均设置2 m2的排烟窗，同时排烟窗边缘间距大于走道的2/3。考虑沿外墙方向有0.60 m 高的结构梁，外窗的窗顶贴结构梁底安装，此时，走廊两端窗户C1、C4为位于储烟仓内的面积为SC1=SC4=(3.6-0.6-1.95)×1.8=1.9 m2＜2 m2，不满足规范要求。当走道两端C1、C2与C3、C4都按排烟窗考虑时，此时，两端排烟窗的面积大于2 m2（即，SC1+SC2=SC3+SC4=3.8 m2＞2 m2）。但C2与C3边缘距离为18.20 m＜走道长度31.76 m×2/3=21.17 m，亦不满足规范要求。

可见，现有开窗方式是不满足《标准》4.6.3.3 条规定，但该走廊的实际开窗面积已达到走道面积的30.57%（储烟仓内开窗高度1.05 m×窗户宽度1.80m×8 个/ 走道面积49.55 m2×100%=30.57%），且外窗是均匀布置在走道的一侧，有利于烟气的排出。针对这种情况，有的设计师认为，《建规》中提到的“建筑内走道”是指“建筑”的“内走道”，即走道两侧是内墙的情况，有一侧均匀开外窗的情况，可以按房间情况处理。而有的设计师则认为“建筑内走道”指的是“建筑内”的“走道”，即建筑物内部的走道，只要不是外走廊都应该算建筑内走道，所以上述情况，应该通过调整窗户的宽度或间距，满足《标准》要求。

《标准》对走道的定义和特殊形式走道的自然排烟要求，仍有完善之处。

3.2 中庭

《建规》8.5.3.2 条和《标准》4.1.3.1 条都要求建筑内的中庭应有排烟设施，《标准》也对中庭排烟量的计算方法进行了详细说明。但规范未对“中庭”进行量化术语说明，只要房间功能为中庭性质，就需要考虑排烟设施。如天津某项目售楼处，地上两层，建筑面积600 m2，一层、二层的层高均为3.60 m，一层设有中庭、样板间、会客间、卫生间，二层设有样板间。各个房间面积小于100 m2，中庭面积40 m2，按《标准》要求，中庭的最小清晰高度为1.96 m，需要设置在储烟仓内的自然排烟窗面积为27.80 m2，且需要在房间低位处设置手动开启装置。如果自然排烟窗面积无法满足要求，则需增加机械排烟系统。但上海市发布的DG/TJ 08-88—2021《建筑防烟排烟系统设计标准》对“中庭”进行了量化定义[5]，其规定中庭为贯通至少3 层、对边净距不小于6 m，且贯通空间的投影面积不小于100 m2。依据此标准，则该中庭不用考虑排烟系统。对于具有中庭的联排别墅，亦有此类问题，是否设置排烟系统对经济成本具有直接影响。

4 结语

结合近几年的工程项目，基于《标准》相关条文，本文对封闭楼梯间的防烟设施、走道和中庭的排烟设施提出了一些想法和建议，对其他设计师在工程设计时有一定的参考价值。随着《标准》在近几年的实施，难免会暴露出一些争议或难以落地实施的条文，但随着时间的积累，以及更多项目经验总结与深入研究，其将越来越完善，且将在建筑消防方面发挥更积极的作用。