关于民用建筑工程设计中防排烟及通风问题的思考

摘要：民用建筑工程设计中的防排烟及通风系统直接关系到建筑使用安全和人员健康。通过分析现有民用建筑防排烟及通风设计中存在的问题结合工程实践经验，从防排烟系统设计优化、通风系统效能提升及智能化控制等方面进行深入探讨，研究表明采用合理的防排烟分区设计、优化通风系统布局、应用智能化控制技术等措施，能有效提升民用建筑防排烟及通风系统的整体性能，为建筑使用者创造安全舒适的室内环境，对推动民用建筑工程设计水平具有重要意义。

关键词：民用建筑；防排烟设计；通风系统；智能控制；系统优化

引言：

随着城市化进程加快，民用建筑规模不断扩大，建筑功能日趋复杂，对防排烟及通风系统提出更高要求，防排烟系统作为建筑消防安全的重要组成部分，其设计的合理性直接影响火灾情况下人员疏散及财产安全，通风系统则关系到建筑室内环境品质及使用者健康，基于工程实践经验，深入分析防排烟及通风系统设计中的关键问题，提出相应的优化措施，对提升民用建筑设计水平具有重要现实意义。

一、防排烟系统设计要点分析

（一）防排烟分区布局优化策略

防排烟分区布局设计需综合考虑建筑空间特点、使用功能及人员分布情况，在实际工程设计中防烟分区面积严格控制在500平方米以内，分区间设置防火墙或防火卷帘进行分隔，走廊、门厅等公共区域设置独立的防烟分区，对于超长走廊采用前后段分区方式，确保烟气不会大范围扩散。防烟系统采用机械加压送风方式，将新风引入楼梯间、前室及避难层，保持正压差值在40-50帕之间，送风口设置在防烟区域1.5米以下位置，送风速度控制在2米/秒以内，避免产生紊流影响系统效果，在防火阀选型上采用70度熔断的常开防火阀确保火灾时系统可靠启动，防烟系统的启动方式采用消防联动与就地手动双重控制，保证系统响应及时性。

（二）排烟系统容量计算方法

排烟系统容量计算首先确定各防烟分区的排烟量，按照60立方米每平方米每小时的标准计算基础排烟量，并根据空间高度修正系数进行修正，当空间高度超过6米时，每增加1米增加10%的修正系数，排烟口的设置遵循高进低出原则，进风口与排烟口的距离不小于建筑高度的1/2，且不应小于10米，排烟风机的工作状态为280度/2小时，风机的工作特性曲线应满足系统阻力特性要求。排烟管道采用耐火极限不小于1.5小时的防火材料，风管连接采用法兰连接或企口连接，确保系统气密性，排烟系统的总风量按各防烟分区同时工作的原则进行校核，排烟风机的静压值通过计算系统阻力损失确定，包括管道沿程阻力、局部阻力及各部件的压力损失，在设计中预留15%-20%的裕量确保系统在不利工况下仍能正常运行，风机的选型需同时满足流量和压力要求，并通过系统特性曲线验证工作点的稳定性[1]。

二、通风系统设计优化研究

（一）通风系统布局及气流组织设计

通风系统布局设计需遵循合理性、经济性及可维护性原则，充分考虑建筑空间特点及使用功能需求。送风系统采用上送下回方式，在吊顶内预留600-800毫米设备安装空间风管采用矩形镀锌钢板制作，截面尺寸按风速1000-1200立方米/小时计算确定，主干管配置体积调节阀，确保各区域气流分配均匀，末端选用置换通风型风口，送风温度控制在16-18摄氏度，送风速度不超过0.25米/秒，避免产生风感不适，气流组织设计采用数值模拟方法，建立三维模型分析气流分布规律，优化送风参数。对于净高超过4米的大空间，在屋顶设置诱导风机促进空气均匀混合，送风管网的布置采用对称式布局，确保各送风支管的压力损失均衡，降低系统调试难度，新风管网设置初效、中效、亚高效三级过滤器，过滤效率分别达到85%、90%、99.9%，确保送风品质，回风系统设置在建筑四周，采用百叶风口，底边距地1.8米，避免回风短路。

（二）新风量确定及节能控制措施

新风量确定基于建筑使用功能及人员密度，采用动态变风量控制策略，按照每人30立方米/小时的最小新风量标准配置系统容量，并根据CO2浓度检测值进行实时调节，在空调系统运行时新风量可通过全热交换器回收排风热量，换热效率不低于75%，变频控制技术应用于新风机组，根据实际负荷需求调节转速，避免能源浪费。新风系统配置温湿度传感器，当室外温湿度适宜时，自动切换为全新风运行模式，实现自然通风制冷，对于建筑内部区域，采用变风量末端装置，根据温度及CO2浓度双重控制策略调节新风量，保证室内空气品质，同时设置智能化控制系统，实现新风量的需求响应控制，在用电高峰时段适当降低新风量节约运行能耗，新风系统的运行时间根据建筑使用规律设定，采用分时分区控制策略，避免无效运行。

（三）通风系统能效优化及运行管理

通风系统能效优化从设备选型、系统匹配及运行控制三个层面展开，风机选型采用高效永磁同步电机，效率等级达到IE4并选用空气动力性能最优的叶轮型式。系统阻力通过优化管网布局降低，采用等截面法确定各级管道尺寸，确保压力损失均匀分配，在竖向管道设计中考虑重力影响，合理设置平衡阀，避免气流失调，运行控制采用群控策略，多台风机并联运行时，根据负荷需求启停台数，保持在高效区运行，风机盘管末端采用电子膨胀阀控制，提高换热效率，系统运行参数采用云平台监控，建立能耗分析模型，通过大数据分析优化运行策略。定期开展系统性能测试，包括风量平衡测试、噪声测试及能效测试，及时发现和处理运行问题，管网系统定期清洗消毒，更换过滤器，保持系统卫生状况，在季节性过渡期充分利用自然通风，减少机械通风时间，机房设备采用模块化布置，预留检修空间，确保维护方便，通过建立完善的运行管理制度定期开展设备巡检和维护保养，延长系统使用寿命，保持良好运行效果[2]。

三、智能化控制系统应用探讨

（一）防排烟智能控制策略研究

防排烟智能控制系统采用分布式控制架构，在各防火分区设置智能型火灾探测器及烟感器实现火灾早期预警，控制系统基于西门子S7-1500系列PLC平台开发，采用冗余热备用设计，确保系统可靠性，探测器采用多重判断逻辑，通过温度、烟雾浓度及CO浓度综合研判有效降低误报率。系统启动采用三级联动策略，首先开启事故区域排烟设施，同时启动相邻区域正压送风，最后开启备用排烟系统，控制系统具备自诊断功能，实时监测风机运行状态、阀门位置及管网压力，发现异常自动切换备用设备，在联动控制中加入时序判断确保系统启动顺序正确，避免发生气流紊乱，防排烟系统运行数据通过现场总线上传至控制中心，建立实时监控及故障报警机制。

（二）通风系统智能化运行管理

通风系统智能化运行管理基于物联网技术构建，采用Modbus-TCP通讯协议实现设备互联。系统设置温湿度、CO2浓度、PM2.5等多参数在线监测点，采集频率为1次/分钟，控制策略采用模糊PID算法，根据室内外环境参数自动调节新风量及气流组织模式，系统配置负荷预测模块，基于历史数据建立神经网络模型，提前预判负荷变化趋势，实现前馈控制，能耗管理模块通过采集各设备运行电流、转速等参数，计算系统COP值，建立能耗分析模型。运行优化采用启发式算法，在满足室内环境要求前提下自动搜索最优运行工况，末端设备采用DALI总线控制，实现照明与通风的协同调节，提高系统节能效果，控制中心通过远程监控平台实现设备启停、参数设定及故障处理，并具备移动终端访问功能，提高管理效率，系统运行数据采用分布式数据库存储，支持多维度查询统计，为设备维护及系统改造提供数据支持[3]。

结束语：

通过对民用建筑工程设计中防排烟及通风问题的深入研究，发现防排烟分区布局优化、通风系统设计改进及智能化控制应用等方面仍存在提升空间，在未来工程设计实践中应重点关注系统设计的科学性、合理性和经济性，采用新技术、新方法不断提高设计水平，同时加强施工质量控制，确保系统运行效果，为建筑使用者提供安全、健康、舒适的室内环境。

参考文献

[1]齐树凯,苏海通,李道海,等.关于民用建筑工程设计中防排烟及通风问题的思考[J].消防界(电子版),2023,9(11):81-83.

[2]蔡文君.探讨民用建筑工程设计中防排烟及通风问题[J].建材与装饰,2018,(24):68-69.

[3]韩亮.探讨民用建筑工程设计中防排烟及通风问题[J].科技风,2016,(07):176.