天津致通机电设计事务所天津300384
摘要：国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017及其图示发布和实施以来。暖通专业在设计工作中面对一些新问题，同时总结了一些新的经验。本文对比新旧标准的不同，对其中一些较为突出的改变进行了简要总结和介绍。
关键词：防烟排烟系统；技术标准；暖通设计；新旧规范对比变化
1.《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017及其图示的颁布与实施
经过近年来多次修改，国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017（下文简称《技术标准》），自2018年8月1日起实施，《建筑防烟排烟系统技术标准》图示15K606，2018年6月第一版出版（其后发布部分更正信息）。原《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95和《建筑设计防火规范》GB50016-2006进行了合并。将何种场所应设置防排烟设施的规定划入《建筑设计防火规范》GB50016-2014章节8.5进行规定。而具体的防排烟技术措施由《技术标准》作为设计依据。新规和图示实行以来，暖通专业在防排烟系统设计中面临诸多新的问题。本文试对《技术标准》中涉及暖通设计的规定，及其应用后对比老规范出现的突出变化进行分类和探讨。
2.影响建筑专业的相关设计要点
2.1消防排烟风机、加压送风机都必须设独立的风机房。
《技术标准》4.4.5条：“风机应设置在专用机房内，并应符合本规范3.3.5款第5条规定，且风机两侧应该有600mm以上的空间….”，根据这项规定，以往常见的，在高大空间屋顶设置露天屋顶排烟风机的设计方式不再被允许。必须由建筑专业为排烟风机建独立风机房。这不仅影响了建筑的外观设计，也使得排烟竖井位置的选择必须考量更多因素。
《技术标准》3.3.5.5条“送风机应设在专用机房内，送风机房并应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的规定”。依据此条规定，常见于屋顶核心筒旁边的露天加压送机压将不再被允许。必须由建筑专业设计独立的加压送风机房来放置风机。同时考虑到《技术标准》3.3.5.3条“送风机的进风口不应与排烟风机的出风口设置在同一平面上。当确实有困难时，送风机的进风口与排烟风机的出风口应分开布置，且竖向布置时，送风机的进风口应设置在排烟风机出风口的下方，且其两者边缘最小垂直距离不应小于6m；水平布置时，两者边缘最小水平距离不应小于20m”。加压送机吸入口与消防排烟风机排烟口的水平距离由老规范的10m增大到20m，这对屋顶各种房间整体的布局与选择，甚至竖向送风井和排烟风井的位置选择提出了更加严格的要求。规范的意图是通过更加严格的要求，迫使暖通专业和建筑专业在设计时，将加压送风机从屋顶转移至建筑物下部，或者说加压送风系统的底部，从而使防排烟系统的整体流态更加合理安全，为系统运行安全可靠提供更多保证。
2.2防排烟不应采用土建风道
《技术标准》3.3.7条、4.4.7条分别指出“机械加压送风系统、消防排烟系统应采用管道送风、且不应采用土建风道。风道应采用不然材料制作且内壁光滑。当风道内壁为金属时，设计风速不应大于20m/s；送风管道的厚度应符合现行国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243的规定”。老规范中土建风井送风，风速不应大于15m/s的规定被取消了。此项规定的实施主要影响了土建风井断面面积的设计，为了能装下金属风道，土建风井必须设计的更大，这使得包含了送风井在内的核心筒设计更加复杂。当然，考虑到允许风速15m/s和20m/s的差异，虽然必须内衬金属风道，但由于允许风速的提高，土建风井无需扩大很多，所以理论上对风井断面面积也没有太大影响。
但是，在实际工程中经常出现的情况却是：很多土建井都在含有柱子在内的不规则拐角处，在本项规定实施后，由于必须内衬金属风道，且为便于施工，金属风道仍然要做成规则的矩形，所以一些不规则转角处的断面面积就无法利用了。于是土建风井面积还是必须设计的更大，建筑专业务必在核心筒的设计中给予暖通专业更多的支持。
2.3清晰高度和储烟仓概念的提出
这两个概念的提出不仅影响暖通专业设计防排烟系统，同时由于影响了自然排烟窗有效面积的计算，也间接影响了建筑专业外立面的设计。概念定义：清晰高度：设计烟层下缘至室内地面的高度。储烟仓：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。储烟仓高度即设计烟层厚度。
清晰高度的具体计算，依据《技术标准》4.6.9条：“走道、室内空间净高不大于3m的区域，其最小清晰高度不应小于其净高的1/2，其他区域的最小清晰高度Hq=1.6+0.1xH，H：对于单层空间，取排烟空间的建筑净高度（m）”
同时依据《技术标准》4.4.12.2条：“排烟口应设在储烟仓内，但走道、室内空间净高不大于3m的区域，其排烟口可设置在其净空高度的1/2以上；当设置在侧墙时，吊顶与其最近的边缘的距离不应大于0.5m”
结合以上两条规定，当采用最自然排烟时，只有位于储烟仓以上的可开启外窗面积才能被算作有效排烟面积，为了满足自然排烟口的面积规定（面积规定较多，这里不再赘述）。对于走廊和超过100平米需采用自然排烟的建筑空间，建筑专业必须结合室内吊顶高度、外立面效果，综合考虑确定窗户高度，以及增加可开窗户面积。与老规范相比《技术标准》从排烟实际效果的角度出发，给出了更贴近实际的明确规定。
2.4电动挡烟垂壁使用的增多
由于清晰高度和储烟仓概念的提出，挡烟垂壁的高度和形式也发生了变化。
在老规范中，挡烟垂壁一般满足500mm的高度即可，工程实际中经常采用玻璃制作。电动挡烟垂壁只有在吊顶高度很低的走廊才会使用。但随着新规范中清晰高度和储烟仓概念的提出，挡烟垂壁的高度基本决定了储烟仓的厚度，进而影响了排烟口的排烟量。于是为了排烟口和排烟量考虑，储烟仓的设计高度一般都会大于500mm，于是玻璃制作的500mm高的挡烟垂壁不会更多出现在设计中，而电动挡烟垂壁的使用会大大增加，这不仅对吊顶的设计会产生一定的影响，有的时候即使在裸顶区域，也不得不出现电动挡烟垂壁。这种现象在新规出台之前是不多见的。
2.5排烟井侧墙排烟口的使用被间接禁用
新规中并未有明文规定取消这种排烟口形式，这一现象的出现属于对排烟防火阀规定的间接结果，进而影响了建筑物室内排烟口所采用的样式。
依据《技术标准》4.4.12以及《技术标准》图示P112，常闭排烟口不具备自动熔断功能，必须再设置一个排烟防火阀，这样侧墙排烟口就会从侧墙探出至少400mm。如此，为美观考虑，新规实施以前，常见于走廊侧墙的常闭排烟口的排烟方式便不会再出现。
只能改成吊顶内做排烟管道，采用吊顶上开排烟口的方式排烟。这在走廊吊顶内空间局促的各类项目中增加了设计难度。有些时候不得不迫使建筑专业调整吊顶标高以争取排烟管道安装空间，或者采用裸顶形式。
3.排烟量新的计算方式
新规范在排烟量计算上的改变最为显著，从结果来看，对于终端排烟空间的排烟量计算提出了更严格的要求，排烟量变得更大。对排烟系统排烟风机的选型也提出了更严格的要求，以强制条纹的方式明确排烟系统的设计风量不应小于该系统计算风量的1.2倍。具体如下：
3.1排烟量计算依据
依据《技术标准》4.6各条规定，其中较为显著的与老规范的变化是：按净空高度6m以上和以下给予区别对待。“6m以下，其排烟量应按不小于60m3/（h•m2）计算，且取值不小于15000m3/h。当公共建筑仅需在走道或回廊设置排烟时，其机械排烟量不应小于13000m3/h。6m以上应依据具体的计算公式并和表格比对，最终确定每个防烟分区的最小排烟量。”
可见，每个防烟分区最小排烟量由老规范的7200m3/h提高至15000m3/h，确保了每个防烟分区有更充分的排烟能力。当空间高度大于6m时，依据《技术标准》表4.6.3，按照空间功能、层高、有喷淋或无喷淋，排烟量大小各有不同，与老规范相比对于大于6m净高的空间，新规的排烟量大大增加，这也使得在实际工程项目中，经常出现十几万的排烟量，排烟风机的选型也出现了以往项目中少见的大规格型号。
另外，4.6条规定中还明确，“当系统负担具有相同净高场所时，对于建筑空间净高大于6m的场所，应按排烟量最大的一个防烟分区的排烟量计算；对于建筑空间净高为6m及以下的场所，应按任意两个相邻防烟分区的排烟量之和的最大值计算”。与老规范“系统排烟量为系统内最大防烟分区排烟量的2倍计算”相比，此条规定，保证了当新规范放大了每个防烟分区最小排烟量的同时，却避免了系统的总排烟量被过度放大。
3.2排烟口最大排烟量这一概念的提出
在老规范中，只对单个排烟口的最大允许风速作出了不宜大于10m/s的规定。这一规定在新规中被保留，但除此之外还在《技术标准》4.6.14条，详细的规定了排烟口最大允许排烟量的计算方式，意在防止因排烟量过大，导致烟层被吸穿，大量空气被吸入排烟风道，而烟却无法有效排除，实际设计中需要具体计算得出。
简而言之，对最大允许排烟量造成主要影响的变量分别是：储烟仓厚度，空间净高，排烟空间的功能（共分5类，详见表4.6.6）以及是否设有喷淋，排烟系统吸入口最低点之下烟气层厚度。具体计算方式本文不再赘述，但从大量的设计实例可知，最后一个变量，即：排烟系统吸入口最低点之下烟气层厚度。对排烟口最大允许排烟量造成的影响最大。
在实际设计工作中，排烟口最大允许排烟量的规定，使得暖通设计人员必须权衡排烟口的数量、大小、最小清晰高度的设定等多个因素来综合判断的。特别是因附录表B注1的要求：“当排烟口设置于建筑空间顶部，且排烟口中心点至最近墙体的距离小于两倍排烟口当量直径或侧墙安装时，最大允许排烟量应减半”，使得诸如走廊这种狭窄空间，排烟口最大允许排烟量较小，不得不设置多个排烟口。
4.结语
《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017及其图示的出版和实施，弥补并改进了，多年来防排烟设计实践中与老规范不协调的诸多问题，为暖通、建筑、电气等与消防排烟相关的设计工作提供了新的依据。从实际工作经验来看，暖通专业的消防设计更加复杂，与建筑专业的配合与协调也更加密切。
参考文献：
[1]《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017；北京中国建筑工业出版社2015
[2]《建筑防烟排烟系统技术标准》图示15K606按《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017编制；北京中国计划出版社2018
[3]《建筑设计防火规范》GB50016-2014；北京中国计划出版社2014