丁类厂房的排烟系统设计要点分析

丁类厂房的排烟系统设计要点分析

王腾

中铝山东工程技术有限公司 山东 淄博 255051

摘要：《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB51251-2017）于2018年8月1日实施后，丁类厂房的建筑防排烟系统的设计难度增加，文章结合设计实践，从厂房排烟方式的选择、划分防烟分区、储烟仓的设计、排烟系统的计算、排烟设施的设计、补风系统的设计、规范执行尺度等方面，对丁类厂房的建筑排烟系统设计进行简要探讨。

关键词：自然排烟；机械排烟；储烟仓；防烟分区；排烟设施

0引言

火灾危险性为丁类的厂房是常见的工业建筑，广泛用于我国工业生产中，比如冶金、化工以及玻璃、陶瓷等轻工业，在《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）（2018年版）（以下简称《建规》）中规定，以下生产的火灾危险性属于丁类：

（1）对不燃烧物质进行加工，并在高温或熔化状态下经常产生强辐射热、火花或火焰的生产。

（2）利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其它用的各种生产。

（3）常温下使用或加工难燃烧物质的生产。

由此可见，丁类厂房的火灾危险性较低，但是仍存在火灾危险性较大的局部区域，比如氧化铝行业中的窑炉，就是利用燃气进行燃烧用作氧化铝的生产，如果没有防排烟设施，一旦发生火灾，烟气由于车间进深大可能难以排出。因此《建规》规定：建筑面积大于5000m²的丁类生产车间应设置排烟设施。

《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB51251-2017）（以下简称《防排烟规范》）于2018年8月1日实施后，对建筑、暖通、电气专业在防排烟系统中的设计进行了详细的规定，需要各专业密切配合，相互协调才能完成防排烟系统的设计，丁类厂房的排烟设计难度增加了。

1 设计要点分析

1.1 排烟方式的确定

建筑排烟方式的确定是整个工程防排烟系统设计的根本问题，只有确定了排烟方式，设计工作才有了大方向。建筑排烟方式有两种：自然排烟或者机械排烟，规范规定建筑排烟系统的设计应根据建筑的使用性质、平面布局等因素，优先采用自然排烟系统。

丁类厂房如果采用机械排烟，对建设投资、施工难度与厂房空间均有不小的影响，对工业生产来说，自然排烟显然是首选。实现自然排烟关键是自然排烟窗（口），《防排烟规范》对自然排烟窗的设置有详细的规定，因此自然排烟的设计需要暖通和建筑专业密切配合。

因此丁类厂房排烟的设计有以下原则：厂房内靠外墙的防烟分区尽量利用高位排烟窗、采用自然对流的方式排烟；厂房的宽度不要太大，满足防烟分区内任一点与最近的自然排烟窗之间的水平距离不大于建筑内空间净高的2.8倍；不靠外墙的防烟分区可采用屋顶排烟窗作为自然排烟；当房间面积不大时，净高尽量小于6m；无法采用自然排烟的防烟分区，采用机械排烟。

在实际项目中，厂房建筑主要根据工艺布置来进行设计，防排烟系统不是优先考虑的因素，当建筑的设计与自然排烟设计原则相冲突时，厂房可能存在不靠外墙亦不靠屋顶、无法采用自然排烟的防烟分区，或采用自然排烟难度太大的防烟分区。遇到这种情况，暖通、建筑专业要积极与项目负责人或工艺专业沟通，如果无法从沟通上解决问题，则采用机械排烟。

1.2 防烟分区的划分

《防排烟规范》规定，设置排烟系统的场所或部位应采用挡烟垂壁、结构梁及隔墙等划分防烟分区。防烟分区的划分不仅要考虑空间净高、防烟分区最大允许面积和长边最大允许长度这三个要素，还要考虑这个分区所采用的排烟方式能否有效排烟，比如采用自然排烟的防烟分区优先选用厂房外墙作为长边，便于设置排烟窗；采用机械排烟的防烟分区要预留风管和排烟口的安装空间。

1.3 储烟仓的设计

储烟仓是位于建筑空间顶部，由挡烟垂壁、梁或隔墙等形成的用于蓄积火灾烟气的空间。进行排烟计算前，要设计储烟仓高度、挡烟垂壁底标高和最小清晰高度。

需要理解储烟仓的高度是用于蓄积火灾烟气的空间的高度，在进行机械排烟的计算时，储烟仓的高度会影响每个排烟口最大排烟量；挡烟垂壁底标高不能高于储烟仓的底标高；最小清晰高度是保证室内人员安全疏散和消防人员灭火扑救的空间高度，不允许有烟气存在，一般不小于净高的 1/2 或通过公式计算。

1.4 排烟系统的计算

自然排烟系统的计算主要是对排烟量和自然排烟窗（口）面积的计算。当防烟分区是净高小于或等于6m的场所，采用建筑面积系数法，按照自然排烟窗（口）的有效面积不小于该房间建筑面积的2%计算。当空间净高大于6m，需根据《防排烟规范》表4.6.3规定的计算排烟量与自然排烟窗（口）风速计算自然排烟窗（口）面积。

机械排烟系统的计算比较复杂，主要是计算各防烟分区的排烟量、系统排烟量、单个排烟口最大允许排烟量。当防烟分区是净高小于或等于6m的场所，其排烟量应按不小于60m3/(h·m2)计算，且取值不小于15000m3/h。当空间净高大于6m，应根据场所内的热释放速率以及《防排烟规范》第4.6.6条~4.6.13条的规定计算确定，且不应小于表4.6.3中的数值。

1.5 排烟设施的设计

排烟设施的设计在《防排烟规范》实施后有了一些变化，需要重点关注。

机械排烟系统不允许使用土建风道排烟，应使用金属或非金属管道排烟，因此即使建筑预留了排烟风井，也要在风井内安装风管。另外，排烟风机应设在风机房内，不能直接安装在屋面或外墙，风机房宜设在系统的最高处。

自然排烟的排烟口必须设在储烟仓以内，但走道、净高不大于3m的区域的自然排烟窗（口）可设置在室内净高度的1/2以上，因此建筑专业的普通窗户很可能无法作为排烟窗使用。另外，当设置在外墙时，自然排烟窗（口）应沿建筑物的两条对边均匀设置，因此，配电室或操作室沿外墙设置的丁类厂房可能无法采用自然排烟。

1.6 补风系统的设计

无论是自然排烟还是机械排烟，都应设置补风系统，补风系统应直接从室外引入空气，且补风量不小于排烟量的50%。丁类厂房宜采用自然进风的方式补风。需要注意的是，当防烟分区采用本分区内的外窗、外门作为补风口时，补风口应设置在储烟仓下沿以下，这样才不会扰动烟气，也不会使冷热气流相互对撞。也可以用相邻防烟分区的自然进风口补风，此时补风口位置不限。自然补风口的面积用补风量除以风速计算，自然补风口的风速不宜大于3m/s。

1.7 《防排烟规范》的执行尺度

对于丁类厂房，我国各地消防设计审查验收部门对于新规范的部分非强制性条文的理解存在不统一的情况，某些地区相关部门会针对《防排烟规范》作进一步解释，对部分非强制性条文的执行尺度进行统一。例如山东省在2020年11月发布的《山东省建筑工程消防设计部分非强制性条文适用指引》，对一些工业建筑执行难度较大的条文进行了解释，实际上放宽了执行的尺度。设计人员在做丁类厂房的排烟设计前，应充分了解当地的政策。

2 结语

总而言之，丁类厂房为工业建筑的重要组成部分，排烟设计是建筑防火安全设计的重要组成部分。在做丁类厂房的排烟设计时应综合考虑系统的可靠性、经济性与实用性，使火灾后的烟气得到有效的控制，减少火灾人员伤亡。

参考文献：

[1] GB 50016-2014,建筑设计防火规范（2018年版）[S].北京:中国计划出版社,2018.

[2] GB 51251-2017,建筑防烟排烟系统技术标准[S].北京:中国计划出版社,2017.

[3] 巩伟,余欣瑶.丙类厂房的建筑排烟系统设计要点分析[J].安徽建筑,2019,v.26;No.232(08):60-62.