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老旧办公楼防排烟系统改造方案及可行性论

证

作者：莫海浩傅碧峰曾景灼邱玉峰黄园静豆鹏亮

来源：《今日消防》2023年第10期

摘要：为使既有建筑消防系统满足安全目标，确保火灾发生时人员顺利逃生，对老旧办公

楼的防排烟系统提出改造方案，重新划分防烟分区，满足各楼层有效排烟面积和增设机械排烟

系统。采用数值仿真进行排烟有效性分析，运用FDS模拟火灾烟气，用Pathfinder模拟人员安

全疏散。最终，第8层、第9层、第16层模拟得出的人员必须疏散时间（RSET）均小于可用

疏散时间（ASET），表明该防排烟系统改造设计方案可保证火灾状态下人员疏散安全，满足

消防安全目标。

关键词：既有建筑；防排烟系统；仿真模拟；可行性

中图分类号：X913.4文献标识码：A文章编号：2096-1227（2023）10-0004-03

随着高层建筑的发展以及建筑防火、防排烟规范的更新，老旧建筑逐渐不能满足新规范对

建筑防火的要求，使得既有建筑改造具有必然性。既有建筑面临的火灾有救援难度大、蔓延传

播快、持续时间长等特点[1]，再加上火灾烟气的危害，极可能造成严重后果。然而，我国既

有建筑消防改造面临缺少文件指导、技术要求难执行、监管滞后和防火设计不合理等问题[2-

3]。因此，提高既有建筑消防安全水平刻不容缓。

针对既有建筑火灾，丁厚成等[4]模拟了高层建筑火灾烟气的流动特性，表明烟气流动速

度与火源HHR（热释放速率）直接相关；朱毅等[5]实验研究了耦合因素对高层筑疏散走廊排

烟效果的影响，确定了走廊疏散的最佳机械排烟量；郑冠霞等[6]对大型商业综合体火灾进行

了烟气与疏散模拟研究，探究其烟气蔓延情况和人员疏散安全时间；郭阿敏等[7]模拟了图书

馆的烟气流动以及人员疏散，分析得出不同工况下的火灾危险性。在既有建筑火灾中，防排烟

系统是降低建筑安全隐患、延缓火势蔓延速度的重要途径。因此，应高度重视既有建筑防排烟

设计，保证建筑安全性，提高火灾逃生率[8]。王亚峰[9]提出全敞开式室外疏散措施，借助通

风空调系统开展防排烟工作，电梯井用作防排烟设施；陈兴锋[10]提出通风防排烟风机安装位

置需合理科学，且不能在前室或楼梯间安装；陈真珍[11]提出防排烟系统竖井设计，应尽量采

用金属风道，保持风道的可靠性、光滑性、严密性。

本文以某办公楼为研究对象，由于建筑老化以及相关规范的更替，其消防设计不能满足现

行规范要求以及正常使用需求，因此对消防设计中尤为重要的防排烟系统进行改造，并通过火

灾模拟软件FDS和疏散软件pathfinder模拟论证其可行性。

项目概述1

项目介绍1.1

本项目建筑为办公楼使用功能，于2004年进行设计，2009年1月竣工投入使用。项目地

下1层为车库及设备用房，地上1～16层主要功能房间有：办公室、会议室、档案室、食堂与

餐厅、专业设备机房、职工活动室等。本项目东、西及北面外墙均为玻璃幕墙，幕墙上局部位

置开有悬窗，裙楼南面与主楼南面的1层均为玻璃幕墙（无可开启窗），主楼南面2～16层外

窗为推拉窗。项目结构形式为框架—剪力墙结构，建筑高度67.05m，总建筑面积28978m2，

为一类高层公共建筑。

设计难点1.2

由于本项目建成时间久远，防排烟系统大部分无法满足现行标准，为本次改造设计带来很

大困难。按照《建筑防排烟系统技术标准》复核原设计及项目现状，其中防烟系统改造难点

为：原土建加压送风井无法满足内衬为金属风管，并且屋面布置设备多而分散，无增加专用加

压送风机房的条件。排烟系统改造难点为：不能满足自然排烟窗的面积计算；不能满足机械排

烟设置。

防排烟设计方案2

设计思路及方案2.1

本设计方案的思路是在原主体施工图执行规范的基础上，尽量满足现行规范《建筑防排烟

系统技术标准》，对于确实难以满足现行规范的，可根据住建部发布的《关于开展既有建筑改

造利用消防设计审查验收试点的通知》，参考试点区域解决方案，可按原规范《高层民用建筑

防火设计规范》实施。通过分析本建筑的消防设计以及新旧规范，把防排烟系统的改造方案分

为遵循新规范和沿用旧规范。对防烟分区划分、自然排烟窗开启角度、机械排烟系统按照新规

范改造。对防烟分区进行重新划分，保证其任意一点与最近的自然排烟窗的距离不大于30m；

对于自然排烟窗有效面积计算按照新规范考虑窗开启角度，开启高度按照原设计不作相应要

求；对各防烟分区自然排烟面积不满足2%