2015 年 4 月27 日公安部消防局于发布《关于执行新版消防技术规范有关问题的通知》,作出以下说明鉴于新制订的《建筑防烟排烟系统技术规范》尚未批准发布,防烟排烟系统的设计与审核按照以下规定执行:防烟与排烟系统设置场所执行新版《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014);其他具体系统设计仍执行《建筑设计防火规范》(GB 50016-2006)及《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)(2005 版)的有关规定。 基于以上规范,大空间建筑防排烟的设计规范仍可以参照《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)(2005 版)中对中庭的要求。 1 大空间建筑排烟方式的选择 建筑的排烟设施应分为机械排烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。而建筑在选择排烟设施时比较灵活,即可选择机械排烟设施又可选择自然排烟设施。 与机械排烟相比,自然排烟耗费人力、物力的资源较小,不需要较大的动力能源,维护保养耗费较少,平时还可进行通风换气等优点;而运动场馆类建筑的特殊功能需求,在建筑中不适用于选择排烟风机及管道的设施设置,此时可以优先选择开启窗的自然排烟设施。 2 影响自然排烟的因素 选择自然排烟设施,还应该考虑其影响排烟的因素。影响烟气流动的因素有:燃烧加热所产生的浮力和膨胀力、建筑物内外温差产生的浮力、外部风产生的压力差和建筑物内的空气控制系统产生的压力差。即烟气流动的驱动力可以总结为热压作用和风压作用。与热压作用大小有关的因素包括着火空间室内温度、空间高度、环境温度,而风的作用分为外部环境风和内部通风口的补风作用。 2.1 烟气流动 烟气流动的特点有弥散、层化、沉降,烟气弥散时温度大幅度降低,烟气层化与可上升的高度有直接关系,为解决此类问题《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)(2005版)中,已规范中庭使用自然排烟的高度。因此运动场馆等建筑的高度应满足上述要求。 2.2 排烟口设置 综合影响自然排烟因素,可得出:(1)仅设置顶部的水平排烟口并不可靠,还应在侧墙的适合高度上设置竖直排烟窗,以加强自然排烟的可靠性。(2)不建议在正压面设置排烟口,在负压面和顶棚设置排烟口是最有利的。但某些地区风向具有多变性,建议在建筑物四周均匀设置排烟窗,并结合顶棚水平排烟口一起使用。(3)自然排烟的排烟外窗应设置在主体空 间高度的 4/5 以上并尽量接近屋顶。 为了能达到设计的排烟效果,建筑物底部需设置适宜的补风口,以方便补充大量的新鲜空气,达到动态平衡的目的。 3 排烟窗的设计 自然排烟设施中,选择排烟窗进行排烟时建议考虑以下几点: 3.1 排烟窗的数量 与排烟窗数量直接关系的是排烟面积及排烟量。净高度不超过 12m 的中庭排烟面积的大小参照《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)(2005 版)中“8.2.2.5 净空高度小于12m 的中庭可开启的天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面积的 5%。” 排烟量的计算可按以下公式计算: 0 0 TT MV (3.1) T T T   0 (3.2) 其中: V -排烟量( s m 3 ); 0 -环境温度下的气体密度; 0T -环境绝对温度; T -烟层的平均绝对温度。 而排烟面积的大小还要根据实际地面积来计算,排烟窗的数量即可根据排烟面积及实际的排烟量来设置,另外还需考虑窗的大小尺寸,方便开启及关闭等因素。 3.2 排烟窗的开启方式 一般来说,窗的开启方式有很多种,包括上悬窗、下悬窗,外平开窗、内平开窗、平推窗(平移窗)、百叶窗等。而窗户作为排烟窗时,开启方式选择时建议不选择外上悬窗及内开窗。 排烟窗不同开启方式时的有效面积可根据《建筑防排烟系统技术规范》来查询,具体规定如下: 1 当窗的开启角度大于 70°时,面积应按窗的面积计算; 2 当窗的开启角度小于 70°时,面积按窗的水平投影面积计算; 3 采用侧拉窗时,面积按开启的最大窗口面积计算; 4 当采用百叶窗时,面积按窗的有效开口面积计算; 5 当采用平推窗设置在顶部时,其面积应按窗的 1/2 周长与平推距离乘积计算,且不应大于窗面积; 6 当平推窗设置在侧墙时,其面积应按窗的 1/4 周长与平推距离乘积计算,且不应大于窗面积。” 根据以上规范内容,选择排烟窗的开启方式时,尽量选择外开,且开启角度大于 70°为最佳,但此时应根据窗的大小尺寸,考虑安全因素,应采取安全措施,如加装防坠落等装置,来提高窗的安全系数。 3.3 窗开启的控制方式 窗的开启控制方式,包括自动及手动。根据建筑设计实际情况,选择开启方式时,可根据建筑控制系统选择合适的开启方式。 如果建筑控制系统采用消防联动控制,可采用消防控制箱加消防电动装置(消防电动开窗机)的开启方式,此时消防控制箱可接收消防反馈信号,也可连接烟雾感应器,接收烟雾信号后,将开窗信号传递给消防电动开窗机来最终实现窗的开启,将烟雾及时排出。若建筑控制系统没有采用消防联动控制系统,此时可需选择单控控制器加消防电动装置(消防电动开窗机)的开启方式,此时要求控制器可连接烟雾感应器接收传感器信号,即可实现开窗机开启功能,从而实现窗扇的开启,排出烟雾的效果;控制器也可以通过手动的方式来开启窗 扇,很方便快捷。 4 4 结束语 通过以上分析,大型场馆等类似建筑物选择排烟方式时,根据建筑物的高度高、面积大等的建筑特点可优先选择自然排烟,部分理由如下:耗费人力、物力的资源较小,不需要较大的动力能源,维护保养耗费较少,平时还可进行通风换气等。 选择自然排烟设施后,排烟窗的设置及开启方式可根据所需排烟面积及排烟量的要求来设置,并建议在建筑物四周均匀设置排烟窗,并结合顶棚水平排烟口一起使用,高度在主体空间高度的 4/5 以上并尽量接近屋顶。排烟窗控制方式可根据建筑控制系统中是否有消防联动控制系统来选择采用消防控制箱加消防电动装置(消防电动开窗机)或者采用单控控制器加消防电动装置(消防电动开窗机)控制方式。 参考文献 [1] 公安部消防局.公消 2015[98]号 关于执行新版消防技术规范有关问题的通知[Z].2015. [2] 李晓丽,李帅,赵楠.体育馆类大空间建筑火灾自然排烟影响因素分析 [J].暖通空调,2010,40(6):137-141. [3] 华高英,张向阳,陈文涛.单体型高大空间建筑的自然排烟设计[J].暖通空调,2013,43(5):93-97. [4] 公安部天津消防研究所,公安部四川消防研究所.GB50016-2014 建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2014. [5] 中华人民共和国公安部.GB50045-95(2005 版)高层民用建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2005. [6] 冯瑶,朱国庆,王金争,高云骥.大空间自然排烟过程影响因素研究[J].消防科学与技术,2015,34(3):319-321. [7] 公安部四川消防研究所 ,上海市公安消防总队.GBXXXXX-201X 建筑防烟排烟系统技术规范(报批稿)[S]. [8] 李顺康,杨捷.小议电动排烟窗[J].建筑电气,2017,2:25-30.