邵怡倩
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：大型商业广场防排烟系统设计包括地下车库机械排烟通风系统设计、营业大厅和内走道排烟系统、中庭排烟系统设计、楼梯间和前室机械加压送风系统设计、地下商场避难走道前室机械加压送风系统设计。
关键词：大型商业广场；工作原理；机械排烟通风；机械加压送风；避难走道前室送风；中庭排烟；防排烟风机；排烟防火阀；电动排烟口；电动送风口；余压智能监控
0 引言
城市的购物商场功能一体化、大面积化越来越多，由于商场平面面积较大，重大火灾隐患较多，需要设计完善的防排烟通风系统。
1 设计依据
（1）《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）；
（2）《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）；
（3）《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067-2014）；
（4）《建筑机电工程抗震设计规范》（GB50981-2014）。
2工作原理
（1）机械排烟系统的工作原理：当建筑物内发生火灾时，采用机械排烟系统将不具备排烟条件的走道、房间等空间的烟气排至建筑物外。机械排烟系统的启动，通常由火场人员手动控制或由感烟探测器将火灾信号传递给消防中心防排烟控制器，开启活动的挡烟垂壁将烟气控制在着火区的防烟分区内，并打开排烟口以及和排烟口联动的排烟防火阀，同时关闭相关空调系统和送风管道内的防火阀防止烟气从空调和通风系统蔓延到其他非着火房间，最后由设置在屋顶的排烟风机将烟气通过排烟管道排至室外。
（2）机械加压送风系统的工作原理：为了保证疏散通道不受烟气侵害，保证人员能安全疏散，发生火灾时，从安全性角度出发高层建筑内可分为4 个安全区：第1 类安全区是防烟楼梯间、避难层；第2 类安全区是防烟楼梯前室、消防电梯间前室或合用前室；第3 类安全区是走道；第4类安全区是房间。加压送风时应使防烟楼梯间压力大于前室压力，前室压力大于走道压力，同时还要保证各部分之间的压差不要过大，以免造成开门困难影响疏散。当火灾发生时，机械加压送风系统应能及时开启，防止烟气入侵以确保有一个安全可靠的疏散通道和环境，为安全疏散提供足够时间。
3某大型商业广场的防排烟系统设计
某商业广场建筑位于广州市广州番禺区，总建筑面积14.6 万平方，地上共4 层，地下1 层。地上每层建筑面积1.4 万平方，建筑高度为21.8m，每层划分为四个防火分区，每个防火分区设有一个中庭，一个自动扶梯，4个疏散楼梯，为大型商场。地下1 层建筑面积9 万平方，其中1.6 万平方功能为停车库，7.4 万平方功能为人行通道、商业、餐饮等服务设施，共划分为47 个防火分区，设置下沉式广场、避难走道、避难走道前室。
3.1 地上排烟通风系统设计内容
（1）营业大厅、内走道设置排烟排风系统。
（2）超过50平方的房间设置排烟排风系统。
（3）中庭设置排烟系统。
3.2 地下排烟通风系统设计内容
（1）地下车库按防火分区设有机械排烟系统，与平时通风系统合用，设置双速排烟风机，每个防火分区内划分防烟分区，每个防烟分区不大于2000平方。每个防烟分区的排烟量，按规范的要求计算，排烟量为33000立方/时，并设置机械补风系统，送风量为不少于排烟量的50%。当发生火警时由消防中心控制平时排风系统转换为排烟系统。排烟风机前均设置280℃排烟防火阀，当烟温达到280℃时则防火阀关闭，且排烟风机、送风机停止运行，并有信号反馈至消防中心。
（2）地下商业及配套用房等人员较多的场所，按不大于500平方划分防烟分区，且按各防火分区均分别设置机械排烟系统，与平时通风系统合用，设置双速排烟风机，并设置消防时的机械补风系统。排烟量按最大防烟分区面积每平米不小于120m3/h 计算，送风量不小于排烟量的50%。在每个防烟分区内的排烟口按距最远点不超过30m，对于面积大于50m2的商铺或房间，单独设置电动排烟风口。当发生火警时，由消防中心控制着火所在防火分区内的排烟风机进行排烟，并打开火灾所在防烟分区的电动排烟口及排烟阀，关闭非着火区的所有电动防烟防火阀；同时启动机械送风机进行消防补风。
（3）地下营业厅、内走道排烟系统：不具备自然排烟条件的营业厅、内走道设置机械排烟系统，排烟量按走道面积60m3/h·平方计算。负责二个排烟分区时，按最大防烟分区面积不少于120m3/h·平方计算。防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不超过30m。当发生火警时，由消防中心控制该排烟风口开启，并启动排烟风机进行排烟。
3.3 正压送风系统设计内容
（1）地上楼梯6、10 各层防烟楼梯间靠外墙，每五层内可开启外窗总面积之和大于2m2，且消防前室分开设置，按规范采用自然排烟方式。
（2）地上其他楼梯间采用正压送风系统，设置自垂式百叶送风口，每二层设置一个。
（3）消防合用前室均采用正压送风系统，每层均设置电动送风口，常闭，火警时，系统由消防控制中心控制启动着火层及其上下一层前室送风口，同时启动加压送风机。
（4）地下室不符合自然排烟条件的楼梯间设计独立机械加压送风系统，单独送风，其前室或合用前室有加压时送风量为25000m3/h，每层设一常开型百叶风口，当火警发生时，由消防中心控制加压风机启动，给楼梯间加压送风。防烟楼梯间正压值为40～50Pa。
（5）合用前室及楼梯间前室设置机械加压系统，当楼梯间设置加压系统时合用前室送风量为25000m3/h，楼梯间采用自然排烟时合用前室送风量为33000m3/h，合用前室每层设有电动加压送风口，当发生火警时，由消防中心控制本层及上一层电动加压送风口开启，同时启动加压风机进行加压送风。合用前室正压值为25～30Pa。
（6）避难走道前室设置机械加压送风系统，送风量为40000m3/h。避难走道每个前室内设置电动加压送风口。当发生火警时，由消防中心控制该防火分区避难走道所有前室的电动加压送风口开启，同时启动加压风机，进行加压送风。
3.4 排烟系统设计
（1）排烟风机：排烟风机设置在天面，采用双速排烟风机，平时排风，火灾时排烟。风机应设在混凝土或钢架基础上。风机驱动装置的外露部位必须装设防护罩，直通大气的进、出风口必须装设防护网，并应设防雨措施。排烟风机应保证在280℃时连续工作30min。
（2）排烟防火阀：在风机房房入口处设有当烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀。阀门应顺气流方向关闭，防火分区隔墙两侧的防火阀距离墙端面应不大于200mm。
（3）排烟口：排烟口距可燃物的距离不小于1.5m。电动排烟口的手动驱动装置应固定安装在明显可见、距楼地面1.3～1.5m 之间便于操作的位置。排烟口的设计风速小于10m/s。
（4）排烟风管：排烟风管采用镀锌钢板制作。风管穿越防火分区、空调机房处均设置有防火阀，穿越变形缝两侧的风管均设置防火阀。穿越不同防火分区的消防风管均需采用50mm 厚玻璃棉毡作隔热处理，并用耐火时间大于1.5h 防火板作密封处理。本项目所在地抗震设防烈度为Ⅷ度，按规范要求防排烟风管应采用防震支吊架。
3.5 中庭排烟系统设计
防火分区一区、二区中庭设置独立的机械排烟系统，总排烟量分别为130000CMH，并设置百叶自然补风，排烟风口布置在中庭顶部。当发生火警时，由消防中心启动排烟风机进行排烟，并打开电动排烟口及排烟阀，同时启动机械送风机进行消防补风。三区一个中庭总排烟量为125000CMH，并设置百叶自然补风。四区一个中庭，中庭总排烟量为120000CMH，并设置百叶自然补风。在四层天面设置中庭独立排烟风机。
3.6 加压送风系统设计
（1）加压送风量的选取：机械加压送风系统的设计送风量应充分考虑管道沿程损耗和漏风量，且不应小于计算风量的1.2 倍。
（2）余压阀：为了保证防烟楼梯间及其前室或合用前室的正压值，防止正压值过大而导致疏散门难以推开，应在防烟楼梯间与前室、前室与走道之前设置余压阀，控制余压阀两侧正压间的压力差不超过规范要求的50Pa。余压阀是控制压力差的阀门。
（3）送风口：送风口的设计风速小于7m/s。
3.7 地下室发电机房及电房气体防护区的通风排风设计
（1）气体事后通风：设有气体消防或事故通风的房间在灭火完毕后开启事后排风机和防烟防火阀排风。事后排风与平时排风或事故通风合用系统。
（2）气体灭火时，70℃电动防火阀关闭；气体灭火后，70℃电动防火阀打开。
4调试
（1）排烟防火阀的调试：模拟火灾，相应区域火灾报警后，同一防火区域内阀门应联动关闭。阀门关闭后的状态信号应能反馈到消防控制室。阀门关闭后应能联动相应的风机停止。
（2）排烟口的调试：模拟火灾，相应区域火灾报警后，同一防火区域内的阀门应联动开启，排烟口关闭后的状态信号应能反馈到消防控制室。排烟口关闭后应能联动相应的风机停止。
（3）送风机、排烟风机的调试：手动开启风机，风机应正常运转2.0h，叶轮旋转方向应正确。核对风机的铭牌值，并测定风机的风量、风压，其结果应与设计相符。在消防控制室手动控制风机的启动、停止，风机的启动、停止状态信号应能反馈到消防控制室。
（4）机械加压送风系统：同一防火分区内两个独立的火灾探测器作为送风口、送风机开启的联动触发信号，或一个火灾探测器与一个手动报警按钮的报警信号，作为送风口、送风机开启正压送风口。根据设计模式开启送风机，在系统的不同位置打开送风口，测试送风口处的风速，以及楼梯间、前室、合用前室、消防电梯前室、封闭避难层的余压值，应达到规范要求。测楼梯间和前室的余压值时，手动开启相应的加压送风机，采用数字微压计，两个操作员配合，一人手执微压计站在前室，另一人微压计正压软管站在楼梯间，微压计上的读数就是压力，结果应符合规范要求。
（5）机械排烟系统：根据设计模式开启排烟风机和相应的排烟口，风机排烟量和排烟口处的风速应达到设计要求；测试机械排烟系统，还要开启补风机和相应的补风口，送风口处的风量值和风速应达到规范要求。
5安科瑞余压监控系统介绍及选型
针对各类机械加压送风系统的应用特点，安科瑞电气股份有限公司研发了余压监控系统，是集工业计算机技术、通讯、抗电磁干扰、数字传感技术及消防二总线于一体的智能化系统。采用高灵敏度压力信号传感器，24小时实时自动巡检并采集监控区域压力变化等工作状态，对超压故障发出报警信号并记录，当防烟楼梯间或前室余压值达到超压监控值时，余压探测器发出报警信号，余压控制器打开加压风机风管上的旁通阀泄压；余压回落到正常区间值后，余压探测器发出信号，余压控制器关闭旁通阀，通过控制旁通阀的开启，来保持余压值稳定在规范要求的区间值内，系统具有实时性、数字化、智能化，自动化连续监控的特点。
5.1系统结构
余压监控系统由余压监控器（主机）、余压控制器、余压探测器、风阀执行器、系统监控专用软件等部分或全部设备组成满足并高于GB51251《建筑防烟排烟系统技术标准》、GB50016《建筑设计防火规范》和GB50098《人民防空工程设计防火规范》等相关国家标准中的功能需求。
5.2 配置与功能
系统应根据建筑物内机械加压送风系统设置的具体情况，采用分断设计的控制方式，确定余压控制器和余压探测器的设置部位、数量与形式；5.3设计规程
余压控制器和余压探测器的实时工作状态及故障报警等信息，应通过通信接口，并联接入加压风机控制箱内的余压监控系统总线，将各类信息上传至消防控制室内的余压监控器（主机），进行统一监测管理、显示并存储，以便于值班人员随时掌控和了解设备运行情况；
余压监控器与余压控制器之间采用RS485通讯方式，485回路的总线采用NH-RVSP-2*1.5mm2的通讯线缆，通讯距离一般在500米以内，余压监控器可连接64个余压控制器；
余压控制器与余压探测器之间采用二总线通讯方式，二总线回路的总线采用NH-RVSP-2*2.5mm2的通讯线缆，通讯距离一般在500米以内， 防烟楼梯间、前室楼板垂直敷设，余压控制器可连接128个余压探测器；
系统的设置不应影响机械加压送风系统的正常工作。
5.4设置场所及范围
在设有机械加压送风系统的场所，应设置余压监控系统。每台加压送风机配电控制箱内应设置余压控制器；防烟楼梯间及其前室设置余压探测器；消防电梯间前室或合用前室应设置余压探测器；避难走道的前室，避难层(间)应设置余压探测器。
5.5设置部位
5.5.1.余压控制器的设置
余压控制器的设置数量，与机械加压送风机的数量为一对一的关系；
余压控制器应设置在加压送风机控制箱内，控制箱内预留一路220V做为余压控制器的工作电源；
5.5.2.余压探测器的位置
防烟楼梯间的前室或合用前室，应每层前室设一台余压探测器；
应在楼梯间高度约为三分之一和三分之二处（层）各设置一台余压探测器；或宜在设有加压送风口处（层）， 设一台余压探测器；
余压探测器应设置在高压区（楼梯间、前室区域疏散门侧），距顶0.2至0.5米壁挂安装，采用底座直接固定在预埋86盒上。
6 结语
总之，大型商业广场防排烟通风系统的设计，需要对不具备自然排烟条件的营业大厅、走道、铺位、商店设计防排烟通风系统。特别是超过2万平方的地下室商场，还要设计避难走道前室的机械加压送风系统。
参考文献
[1] 中华人民共和国公安部编写.《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）.中国计划出版社，2014.
[2] 李育华. 论大型商业广场的防排烟通风系统设计[J]. 建材与装饰，2018(032):118-119.
[3] 安科瑞 余压监控系统, 2020.08版.
作者简介：
邵怡倩，女，本科，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为余压监控系统。Email: 13917887510@126.com，手机：18702106120，QQ: 2885106379