【民用建筑地下空间防排烟设计问题及优化探究6000字（论文）】

民用建筑地下空间防排烟设计问题及优化研究目录TOC\o"1-2"\h\u23302引言 1250281、地下建筑火灾烟气的防控机理 2102021.1火灾烟气的产生与运动 257201.2地下建筑火灾烟气的防控原则 2229272、我国民用建筑地下空间防排烟存在的问题 3125482.1建筑师缺乏安全原理的指导 381312.2防排烟建筑设计及技术手段不够 4109722.3防排烟系统风道设置待改进 480623、民用建筑地下空间防排烟设计优化 5276493.1加强建筑师的视域外延 56893.2选择合适设计方案 660573.3空间布局及布置的优化 693664、结语 721888参考文献 7摘要：新世纪以来，随着我国经济的快速发展，建筑业的发展速度越来越快，对建筑的需求量也越来越大。同时，我们的建筑正在逐步地朝着多元化、复杂的方向发展。但是，由于我国人口的不断增长，建筑中的人流不断增多，一些建筑在实际设计中存在隐患也不断暴发出来，造成严重的事故。在建设工程中，如果不能确保消防安全，将危及人身、财产的安全。建筑地下空间的防火、通风是影响建筑空间品质与安全性的重要因素。在这样的背景下，对建筑地下空间的排烟设计进行了研究，本文首先分析了地下建筑火灾烟气的防控机理，其后本文研究了目前我国民用建筑地下空间防排烟存在的问题，最后探究了民用建筑地下空间防排烟设计优化的对策。关键词：民用建筑；地下空间；防排烟引言在过去的数十年里，随着中国经济的高速发展，公共工程的规模不断扩大，新建筑结构的设计也越来越趋于复杂化。尽管这样的开发方式可以节约大量的空间，但是在火灾安全方面也面临着巨大的挑战。目前，在公共建筑中，由于通风系统的设计不合理，造成了大量的火灾。这主要是因为公共建筑每天都会有大量的人员进出，当火灾发生时，会产生大量的浓烟，燃烧时会造成窒息、中毒、燃烧、遮蔽等严重危害，造成人员疏散，影响消防员救援，造成人员伤亡和财产损失。浓烟为火灾中的人员逃生增加了许多困难和障碍，中毒，窒息，无法逃脱。浓烟也增加了人们进入现场救火的障碍，使人们无法逃生，延误行动，多次失去看到看不见的搜救目标和生命的机会和机会。有的地方救援人员未能成功，却在浓烟中，危及救援人员的安全[1]。困境是，在火灾现场的人将被疏散，救援队将拯救灾难。那次事故中的大量人员伤亡，足以说明烟雾的危害和机械排气系统的重要性。如果在两次火灾涉及的建筑物和车辆上安装了机械排风系统，并且该系统启动运行正常，自动排风扇会及时启动，去除有毒气体和浓烟。许多高层建筑、地下工程、交通隧道和公共娱乐场所造成了大量人员伤亡，人们已经清楚地认识到设计和安装烟气和废气保护系统并确保其长期良好运行的重要性和必要性。围绕火灾的事实告诉我们，烟雾和排气保护系统可以在发生火灾时有效控制烟雾的蔓延[2]。1、地下建筑火灾烟气的防控机理1.1火灾烟气的产生与运动火灾烟气是一种由固体和液态组成的物质在燃烧或热解时所形成的一种固体和液体物质混合物。火灾烟气的成分和性质，既与燃烧或热分解的物质的化学成分有关，也与环境中的氧气、加热条件和时间条件有关。所以，在不同的燃烧情况下，烟雾的产生、组成和特性也会有差异。同时，在地下建筑物内，火灾烟雾的分布可分为横向和纵向两种。烟雾流动的速度是由内部和外部两方面的因素决定的。环境温度、流动障碍物、通风及空调系统的空气扰动是外部影响最大的；内部因子为烟气温度、烟气运动方向等。随着燃烧过程中的热量增加，烟气温度升高，烟尘浓度降低，浮力作用增大，升高速率加快；当烟气在接触地面或顶棚时，就会变成横向流动，从而形成横向的烟雾流动；烟道在烟道间或巷道内，由于烟道的作用，烟道的上升速度加快，形成了烟道的垂直移动[3]。1.2地下建筑火灾烟气的防控原则预防和控制危险源是安全原则的指南。对于一般的建筑来说，建筑设计是建筑施工的第一步，建筑中的许多问题的合理解决，往往要靠第一步作为开端，民用地下建筑的防烟设计也是如此，建筑师需要以安全原则为指导，在综观建筑方案的整体情况和初始阶段，综合考虑相关问题，才能够在地下建筑的防烟设计中加强建树。虽然安全科学只有一个世纪的历史，但它已经为安全、事故和危害制定了一个系统的理论框架。在事故因果关系理论中，特别是随机能量释放理论受到广泛关注。地下建筑中的大部分烟雾是由火灾引起的。火火灾即一种事故。能量的偶然释放理论认为，事故是由于不小心的释放而导致的，所以能量可以转变成危险的来源。通过对危险因素的分析，提出了事故与危险源的关系，并将其划分为两种危险源，并提出了相应的安全措施。在国内外进行的以性能为基础的建筑消防设计，也是从安全的角度来考虑建筑的安全问题。建筑师运用设计与建造工具，以制订合适的战略，以分析工程中的风险，进而降低风险。当然，在建筑中，不管是地面或地面，都存在着各种危险源，只有隔离、保护和屏蔽这些无法避免的危险源，以防止它们的能源被不经意地释放[4]。通过建筑措施为烟雾控制创造条件。由于地下空间和地上空间的差异，地下建筑的烟雾危险性要高于地表建筑物，而地下空间则更为密闭，没有敞开的外窗和窗户，室内没有自然光线。烟气只有从地下建筑物的竖井和烟道中排放出来。烟气排放途径单一，当发生火灾或断电时，烟气不能从外部排放。所以，在建筑设计初期，对建筑物的目标环境进行改进，是十分有意义的[5]。在对地下建筑进行总体布置与功能布置时，要注重对火灾烟雾的控制和控制，使其总体布置和功能布置更有利于控制和控制火灾，布置要简洁、整洁。避免过分迂回，减少不必要的变动，减少高低错落，让人更容易了解周围的环境。灾难发生后，人们熟悉周围的环境是很重要的，这样他们就不会在灾难发生后迷路，感到更加恐慌。因此，在建设规划之初，不仅要考虑建筑的功能和舒适度，更要考虑预防和控制火灾烟雾的整体情况，为地下建筑的防烟和消烟环境设计创造更有利的条件。2、我国民用建筑地下空间防排烟存在的问题2.1建筑师缺乏安全原理的指导建筑师缺乏对危险源的认识，比如在装修材料、装修物件的选用上没有采取积极的措施，仅从室内装饰材料、隔断、家具、陈设等方面考虑到室内美观、环境变化、舒适等方面的考虑，从而极大地提高了室内一类危险源的数量，从而为火灾的发生提供了有利的条件。很多地下建筑空间里都设置有餐饮门面，既然有了餐饮门面，那就必不可少的会出现明火，比如图1，这里到处都有明火，而且大部分地方都没有防备，这对于地下建筑的安全来说是非常不利的[6]。图1某地下建筑中的明火分布情况其次，由于地下建筑与地面建筑空间的差异，经营者们往往会在在地下空间中通过各种各样的方式来营造舒适空间环境，特别是在商业取，人流较多的情况下，商家会尽可能地美化地下空间，以吸引更多的客人来此逗留，而在假日，商家也会在那里悬挂各种各样的广告，美化门面。这些装饰品将易燃的塑料缠绕门面上，并在天花板上悬挂易燃的红灯笼，在火宅发生的时候，会迅速加剧地下建筑的火势蔓延。2.2防排烟建筑设计及技术手段不够在组合空间和设计疏散节点方面，目前很多地民用地下空间仍然使用传统的方法，而不是采取适当的措施，保证民用建筑地下空间安全排烟。只有在一些地下建筑内设有下沉式的广场，并且大部分的地下建筑除了出入口以外都没有与地面的空间相连，如开放庭院或中庭[7]。当火灾发生时，内部的电力供应会被切断，整个地下大楼就会陷入一片漆黑之中，而且地下建筑内部空间也会比较密闭，导致烟雾无法排出，影响到人员的安全和消防工作。2.3防排烟系统风道设置待改进本次经走访发现，不少民用地下建筑在排烟口的安装位置上，就存在隐患。当发生火灾时，在设计民用地下建筑物时，排烟口的设计非常重要，排烟口通常安装在商业民用地下建筑和建筑区。因此有必要选择更多的空旷位置，以便更好地扩散[8]。但是，许多当前开口的着火位置极为危险有待进一步改进。比如，一些烟孔位置离小区外墙太近，小区门窗或风向太近。导致有毒防排烟传播到家庭。还有一些烟孔过于封闭且排空不够，有害气体难以释放，不利于民用地下建筑物内气体的安全。关于外壳的设计，当条件的限制迫使其沿着外壳的一部分的外壁放置时，应始终将其放置在上风口。然而，一些民用地下建筑物的设计继续显示风向的选择取决于它们的安装位置。3、民用建筑地下空间防排烟设计优化3.1加强建筑师的视域外延地下建筑的特点，使建筑师的视域受到限制。我国地下空间的开发起步于人防工程，之后逐步出现了地下车库、地下走廊等，尤其是高层建筑，考虑到结构的安全性和设备配置要求，要求在高层建筑中按照一定的楼层比例设置地下室，即地下空间。同时，在人防工程地下化的前提下，在平战相结合的前提下，逐渐实现了从地下向民用的转变。比如，A市的大部分地下商业街都是以国防建设为基础的地下商业场所[9]。随着对地下空间的开发与利用意识的增强，地下空间的开发与利用得到了充分的重视，并逐步形成了地下商业街、地铁、地下停车场。地下空间已不再仅仅是一个附属的被动使用空间，它的主体作用是通过地下建筑物来支持的。在这种发展与使用的地下空间中，设计师的作用和视角也随之改变，从一开始的建筑工程师对地下空间的开发，到后来的设计师与工程师之间的协作。但是，由于地下建筑没有室外的空间，因此建筑师在地下建筑的设计中所扮演的角色也随之改变。它在地下空间的规划中，着重于对地下空间的组织、功能的分布以及对地下空间的封闭性的变化等方面的研究。专业划分意味着建筑师过分地依靠工程师来防止和消除建筑中的烟雾。毫无疑问，无论是地面还是地下都需要建筑师，土木工程，设备工程师和价格工程师进行协作和协调。然而，地下建筑翼楼有其自身的特殊性。它相对封闭，火灾发生后烟雾不容易扩散，而且烟雾流动的方向和人员疏散的方向与底层大不相同，火灾发生时疏散和救援困难。要解决地下建筑发生火灾时的排烟问题，仅仅依靠暖通空调工程师是一种被动的方法，要么使解决方案复杂化，要么增加设备投资，这不仅推高了成本，而且在效果上也不理想。如果建筑师能够拓宽视野，在布局、建筑材料和物体的选择、疏散通道和路口组织等方面优化地下建筑的设计，这是一项积极的措施，再加上暖通工程师的配合，将大大改善地下建筑的排烟性能。3.2选择合适设计方案因地制宜，选择合适设计方案，在基于实际情况的前提下不断优化民用地下建筑布局，也可以起到合理布局消防疏散通道的目的。一般而言，民用地下建筑设计是民用地下建筑物防火设计的主要内容。为了提高消防建设工程的科学性，需要改进民用地下建筑物的设计，降低安全隐患。对于民用地下建筑物周围的环境，要充分了解民用地下建筑物的设施，明确民用地下建筑物的防火设计要求，科学地做好设计准备，以便及时处理火灾，减少火灾发生。在设计民用地下建筑物的紧急出口时，要从民用地下建筑物的实际设计出发，保证消防通道数量合理、科学分布，应科学规划走廊宽度，满足消防人员疏散需要，保障生命财产安全。此外，根据不同的民用地下建筑选址以及今后选择合适设计方案，妥善解决烟气控制问题，也可以提高民用地下建筑材料的选择。例如，科学选用具有防火安全等级的防烟民用地下建筑材料，应结合民用地下建筑物的烟气要求进行综合分析，明确民用地下建筑物的总体范围和具体要求以及烟气排放情况，必须采用该方法。科学的设计结合了自然和机械烟雾排放，以实现卓越的性能。如果民用地下建筑物部分通风能力差，可在排烟结构中增加压力设备，提供足够的排烟量，增加排烟阶段，改善排烟结构。在屋面设计时，应合理设计排烟孔和排烟口，以满足烟气净化的需要，增强排烟顺畅，大大提高民用地下建筑物的疏散能力。3.3空间布局及布置的优化建筑物的布置包括布局和空间组织两个方面，不恰当的布置可能会阻碍灾害控制和救援，内部灾害控制作为一项重要任务被认真对待。设计合理，考虑到了灾害控制的要求，对内部灾害控制产生了负面影响。在建筑设计中，"布局"是指建筑主体和附属建筑的规划安排，"布置"是指建筑平面、空间和功能的安排。对于地下建筑，布局是总平面图，安排是各个单元的平面图。虽然地下建筑没有外部环境，防火隔离带、停车场、绿地等元素较少，如果有的话，地下建筑，尤其是比较复杂的建筑，也会涉及到空间设计和安排的问题，即整体布局。地下建筑的整体布局对烟雾的预防和疏散有着至关重要的影响。如果布局适当，并考虑到消防安全要求，将对内部防火和防烟产生积极影响，而如果布局不适当，则可能成为防火和防烟的障碍，产生消极影响。因此，在设计建筑物时，必须认真对待内部防火和防烟问题。空间布局的优化可以从以下几个方面入手：平面简洁，以利于火灾烟气情况下的人员的疏散。要尽量避免把地下建筑的内部设计为“迷宫”，避免交叉路口、弯道太多、无谓的改变和高低起伏，但是要做到整体统一，让人更好地了解自己所在的地方，当着火时，可以降低人们的恐慌和迷失。应该尽量采用传统的交通网络，包括纵向和横向的核心网。比如日本，由于地下空间发展较为成熟，所以首批地下建筑采用分段式建造，以增加经济效益，因此地下建筑的线路体系十分复杂[10]。当发生火灾时，这很容易造成疏散人群的混乱和迷路，导致错失最佳的逃生机会。同时，地下空间在设计过程中，还可以对空间结构进行分区，独立的分区还可以使较危险的地区在发生事故时不受其他地区的影响,而较危险的地区则为预防和控制措施做好充分准备。因此,在规划建筑时,必须确保房间的整洁和清晰布局。构建中庭，以利于烟雾排出。一般来说，小型地下建筑或通道相对较少的地下建筑不需要中庭，而只有一些大型的地下建筑或者人口众多的建筑物会使用中庭。中庭是一种特殊的空间形态，是地下建筑与外界相隔离和结合的一种特殊的空间形态。如果说从保温、节约能源等方面考虑，南方的地底建筑更适宜修建中庭，而北边的建筑则更利于通风，因此无论是地面还是地面，都要采用玻璃屋顶，以利于采光。同时，它为地下建筑提供了一个开阔的视野，并为室内的公共活动空间提供了很好的控制。中庭还对地下建筑的排烟系统进行了改造，可以采取自然排烟、机械排烟或者二者兼而有之。当发生火灾时，中庭的顶部可