摘 要：《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB 51251-2017（以下簡稱為“新規(guī)”），于2018年8月1日起正式實施，新建民用建筑及工業(yè)建筑均按本規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。建筑火災(zāi)中，引起人員傷亡的主要原因是吸入有毒煙氣窒息致死，所以，在建筑設(shè)計中，防排煙設(shè)計尤為重要，建筑防煙主要依靠自然通風(fēng)和機(jī)械加壓送風(fēng)，而排煙也可以分為自然排煙和機(jī)械排煙。本文針對“新規(guī)”實施后的一類高層住宅剪刀樓梯間防煙及應(yīng)急排煙問題進(jìn)行設(shè)計簡析。提出住宅建筑樓梯間防排煙存在的問題及具體解決問題的辦法。

關(guān)鍵詞：住宅建筑；防煙設(shè)計；自然通風(fēng)；機(jī)械加壓送風(fēng)文章編號：2095-4085（2024）06-0103-03

0 引言

伴隨著我國城市化進(jìn)程步伐的不斷加快，一座座建筑如雨后春筍般拔地而起，隨之帶來的就是高層建筑的消防問題。高層住宅居住人員多，一旦著火，大量人員會通過樓梯間逃生，人員聚集會造成人員疏散困難。因此，為保障人員疏散安全，必須加強(qiáng)對建筑樓電梯間的防煙設(shè)計。

實際案例，以2019年山西某地區(qū)實施的某一類高層住宅樓設(shè)計項目為例，來探討樓電梯間及前室的防煙設(shè)計。

1 項目概況

該住宅總建筑面積24 418.16m2，其中地上建筑面積23 048.60m2，地下建筑面積1 369.56m2，地上二十六層，地下一層（帶設(shè)備夾層），地下使用功能為設(shè)備管道夾層及人防層，其中設(shè)備夾層層高為2.19m，人防層層高為3.4m，地上使用功能住宅，層高均為3.0m，地上部分建筑高度為78.40m，地下部分高度為5.29m。

2 建筑耐火等級及樓電梯間防煙形式的確定

本建筑為建筑高度大于54m的住宅建筑，依據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016-2014（2018年版）（以下簡稱為“火規(guī)”）第5.1.1條，建筑分類定性為一類高層居住建筑，依據(jù)“火規(guī)”5.1.3條，本建筑的耐火等級為一級；依據(jù)“火規(guī)”第5.5.28條，當(dāng)住宅樓的建筑高度大于33m時，樓梯間應(yīng)采用防煙樓梯間。

2.1 樓電梯間防煙系統(tǒng)的探討

2.1.1 防煙系統(tǒng)的選擇

高層住宅樓電梯間核心筒的防煙常采用自然通風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)兩種形式，從工程經(jīng)濟(jì)及實用性上考慮應(yīng)優(yōu)先選用自然通風(fēng)形式，但在具體項目設(shè)計時，為了使用建筑外形更加規(guī)整及戶型更加合理，或者為了實現(xiàn)某種特定的建筑功能，也往往采用機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，因此，核心筒防煙是采用自然通風(fēng)系統(tǒng)還是機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)是由具體工程項目的使用功能和使用要求來決定的。

2.1.2 核心筒地上部分防煙

“新規(guī)”第3.1.3條規(guī)定：當(dāng)前室（含獨(dú)立前室及合用前室）的加壓送風(fēng)口設(shè)置在前室的墻體頂部或正對進(jìn)入樓梯前室的入口墻面時，樓梯間允許采用自然通風(fēng)進(jìn)行防煙；反之，沒有設(shè)置在頂部或正對前室入口墻面時，樓梯間必須采用機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，以保持正壓，防止煙氣直接進(jìn)入豎向交通疏散系統(tǒng)。依據(jù)規(guī)范本條規(guī)定，豎向交通疏散系統(tǒng)如果想要采用自然通風(fēng)防煙方式，就需要滿足兩個條件中的至少一條，即樓梯間的前室采用頂部加壓送風(fēng)或者使前室的加壓送風(fēng)口要正對進(jìn)入前室入口的墻面。對于前室頂部加壓送風(fēng)方式，《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的圖示版15K606給出了設(shè)計示例，據(jù)此我們可以這么認(rèn)為，只有在前室的頂部吊頂才能實現(xiàn)頂部送風(fēng)，而送風(fēng)口一般都需要從加壓送風(fēng)井的側(cè)墻引入，加之前室有一些消防水暖管道及電纜橋架，如果采用頂送，可能導(dǎo)致前室的凈高不足，給人以壓迫感。對于后者，前室往往有多個入口，且前室內(nèi)有很多的設(shè)備管井，很難做到設(shè)多個加壓送風(fēng)口正對每個前室入口墻面。那么，以上兩個條件均不容易滿足，這就導(dǎo)致雖然樓梯間具備自然通風(fēng)條件，也必須采用機(jī)械加壓送風(fēng)。

（1）實際案例地上核心筒布置

住宅項目的地上核心筒布置如圖1所示，實際案例住宅樓的核心筒為典型的三合一前室，即剪刀樓梯間的兩個前室與消防電梯的前室合用，剪刀樓梯間具備自然通風(fēng)條件，按照規(guī)范條文，送風(fēng)口沒有正對前室入口墻面，合用前室也沒有采用頂部送風(fēng)，剪刀樓梯需要分別設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，且樓梯間只能設(shè)置固定窗。

（2）實際案例地上核心筒存在的弊端

樓梯間作為住宅建筑的公共交通空間，外窗采用固定窗，將導(dǎo)致此空間無法正常通風(fēng)換氣，空氣污濁，容易產(chǎn)生異味，特別是對于一梯多戶只有一個朝向住宅，無法形成空氣對流，住戶使用不便。剪刀樓梯間增加兩個加壓送風(fēng)井，使住戶公攤面積加大，增加建設(shè)成本和購房成本。

（3）解決問題的應(yīng)對辦法

合用前室加壓送風(fēng)口設(shè)置于側(cè)墻的頂部?！靶乱?guī)”對第3.1.3-2條的條文解釋對能否設(shè)置于側(cè)墻的頂部沒有給出解答，只是說明了設(shè)置在前室的頂部的目的是形成風(fēng)幕，從而阻隔煙氣的進(jìn)入；加壓送風(fēng)口設(shè)于正對進(jìn)入前室入口的墻面，是為了更有利于防止煙氣侵入前室。通過查閱相關(guān)設(shè)計資料，在《山東省建筑工程消防設(shè)計部分非強(qiáng)制性條文適用指引》一書中找到了相關(guān)條文解答，暖通專業(yè)第1.0.21條提出了相關(guān)問題，當(dāng)樓梯間自然通風(fēng)系統(tǒng)時，前室或合用前室的加壓送風(fēng)口設(shè)置在其側(cè)墻上部的結(jié)構(gòu)板底或結(jié)構(gòu)梁下，此設(shè)置是否可行？指引指出，在滿足一定限定條件時，是允許這樣設(shè)置的，限定條件的要求是：a、在前室內(nèi)靠近加壓送風(fēng)口的墻面設(shè)置手動開啟裝置，該裝置距離室內(nèi)地面的高度范圍是1.3～1.5m；b、加壓送風(fēng)口的位置不能正對或者緊臨樓梯間的疏散門，并且送風(fēng)口不能被門或其它障礙物遮擋。此書的前言部分指出，此《指引》是在借鑒北京市、浙江省、廣州市等省市對消防疑難問題解答基礎(chǔ)上，并經(jīng)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50016-2014）編寫組知名專家審查后定稿，在業(yè)內(nèi)有很高的知名度，國內(nèi)許多知名大院也參照本《指引》進(jìn)行具體工程項目設(shè)計［1］。

（4）實際案例中核心筒的優(yōu)化

依據(jù)《指引》中對“新規(guī)”中3.1.3-2條的解釋，三合一合用前室的加壓送風(fēng)井的送風(fēng)口設(shè)置在側(cè)墻的頂部，緊貼前室的頂板，并在加壓送風(fēng)井附近距地高度為1.3～1.5m的位置加設(shè)手動開啟按鈕，樓梯間可改為自然通風(fēng)形式，原來剪刀樓梯間的兩個加壓送風(fēng)井可以取消，外窗由固定窗改為可開啟的外窗。實際案例核心筒優(yōu)化后結(jié)果見圖2所示。

（5）實際案例核心筒優(yōu)化后的優(yōu)點(diǎn)

樓梯間由原來的固定窗變?yōu)榭砷_啟外窗，能夠自然通風(fēng)采光，減少樓梯間的異味，單一朝向的戶型能夠形成空氣對流，有利于提高住宅的通風(fēng)效果；取消了剪刀樓梯間的兩個加壓送風(fēng)井，減少工程建造成本，減少住宅的公攤面積，降低住戶的購房成本。

2.2 防煙樓梯間應(yīng)急排煙設(shè)計探討

防煙樓梯間的應(yīng)急排煙設(shè)計分為兩種情況，一種為設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的樓梯間應(yīng)急排煙設(shè)計，另一種為采用自然通風(fēng)樓梯間的排煙設(shè)計。雖然兩種情況的排煙方式均是通過可開啟外窗的形式進(jìn)行排煙，但排煙的應(yīng)用原理卻不同。

2.2.1 機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)防煙樓梯間的消防救援排煙設(shè)計

“新規(guī)”第3.3.11條規(guī)定，對于采用機(jī)械加壓送風(fēng)方式的封閉及防煙樓梯間，要在其頂部設(shè)置固定窗，且開窗面積不小于1m2。頂部設(shè)置固定窗的目的是為了保障消防救援人員生命安全，當(dāng)樓梯間內(nèi)的煙氣及熱量比較多時，救援人員可以對此固定窗進(jìn)行破拆，排除樓梯間內(nèi)的大量煙氣和熱量，從而保障消防救援人員的人身安全［2］。

《建筑設(shè)計防火通用規(guī)范》（GB55037-2022）第2.2.4條，對于設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)并且靠近建筑外墻或能夠直通建筑屋面的封閉及防煙樓梯間，要求在樓梯間的頂部或最上一層外墻上設(shè)置常閉式應(yīng)急排煙窗。本條規(guī)范對“新規(guī)”的3.3.11進(jìn)行了重新修正，“新規(guī)”此條自2023年3月1日起進(jìn)行廢止，不再執(zhí)行。

通過新舊規(guī)范的對比可以看出，“新規(guī)”的固定窗變成了常閉式應(yīng)急排煙窗，原來的在樓梯間“頂部”變?yōu)榱恕绊敳炕蜃钌弦粚印痹O(shè)置即可，本條修訂對排煙窗的具體開窗面積大小沒有做出具體規(guī)定，在執(zhí)行過程中，可以參照“新規(guī)”（的3.3.11條規(guī)定執(zhí)行，保證開窗面積不小于1m2。排煙窗位置的設(shè)置變化，給設(shè)計師在工程設(shè)計時提供了更多便利條件，在處理樓梯間頂部平臺處外窗時，不必在糾結(jié)排煙窗是否在樓梯間頂部，只要保證在最上一層即可，可以按正常樓層的開窗位置進(jìn)行設(shè)計，使建筑立面更加協(xié)調(diào)美觀。

機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)樓梯間的排煙窗是屬于應(yīng)急排煙，人員在緊急疏散時，難免會有少部分煙氣進(jìn)入樓梯間，消防救援人員在特殊情況時可以打開排煙窗，盡快排除進(jìn)入樓梯間的煙氣，從而保證人員安全。排煙窗具有手動和聯(lián)動開啟功能，平時使用時應(yīng)保持關(guān)閉，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，啟動樓梯間的加壓送風(fēng)系統(tǒng)，保持樓梯間的正壓，以免煙氣進(jìn)入此空間。

2.2.2 自然通風(fēng)樓梯間的消防救援排煙設(shè)計

“新規(guī)”第3.2.1條，采用自然通風(fēng)方式的封閉及防煙樓梯間，要求在樓梯間的最高位置設(shè)置可開啟的外窗，且開窗面積不應(yīng)小于1.0m2。當(dāng)建筑物的高度超過10m時，在樓梯間外墻上每五層內(nèi)設(shè)置總面積不小于2.0m2的可開啟外窗，且間隔層數(shù)不應(yīng)大于三層。

依據(jù) 《建筑設(shè)計防火通用規(guī)范》（GB55037-2022）第2.2.4條，滿足自然通風(fēng)排煙條件的樓梯間可以利用既有外窗進(jìn)行排煙［3］，不在需要設(shè)置專門的應(yīng)急排煙窗。“新規(guī)”中要求的在“最高部位設(shè)置1.0m2的可開啟外窗”可以不在執(zhí)行，其他防排煙設(shè)計要求依據(jù)“新規(guī)”的3.2.1條執(zhí)行。

3 結(jié)語

“新規(guī)” 發(fā)布后，在實際工程項目設(shè)計中，個別條文很難實施，作為設(shè)計師，要為項目的終身負(fù)責(zé)，設(shè)計必須嚴(yán)謹(jǐn)。而《山東省建筑工程消防設(shè)計部分非強(qiáng)制性條文適用指引》［4］依據(jù)實際工程中存在的問題，給出了合理的解釋，提出了解決問題的辦法，為廣大設(shè)計師指明了設(shè)計方向。對于一類高層住宅剪刀樓梯間的防煙設(shè)計，是采用自然防煙系統(tǒng)還是采用機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，規(guī)范都有一定的限制條件，這就要求設(shè)計人員在具體工程設(shè)計時，具體情況具體分析，準(zhǔn)確把握設(shè)計規(guī)范要求，設(shè)計出合格的建筑產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

［1］GB 50016-2014（2018年版），建筑設(shè)計防火規(guī)范［S］.

［2］GB 51251-2017，建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］GB 55037-2022，建筑防火通用規(guī)范［S］.

［4］山東省建筑工程消防設(shè)計部分非強(qiáng)制性條文適用指引（住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部令第51號）［S］.