采用下列简称：

1.《建筑防火通用规范》GB55037-2022简称：《火通规》

2.《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）简称：《建规》

3.《民用建筑电气设计标准》（GB51348-2019）简称：《民电标》

4.《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017简称：《喷规》

5.《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014简称：《消水规》

6.《消防设施通用规范》GB55036-2022简称：《设施规》

7.《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017简称：《烟标》

8.《洁净厂房设计规范》GB50073-2013简称：《洁净厂房》

9.《医药工业洁净厂房设计标准》GB50457-2019简称：《医药洁净厂房》

10.《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2013简称：《洁净手术部》

11.《电子工业洁净厂房设计规范》GB50472-2008简称：《电子洁净厂房》

12.美国ICC《International Fire Code》2015版，简称：IFC

13.美国ICC《International Building Code》2015版，简称：IBC

14.美国《Life Safety Code》（NFPA101-2022）简称：NFPA101

15.美国《Standard for Smoke Control Systems》（NFPA92-2021）简称：NFPA92

16.本公众号文章《严禁设置及可不设置机械排烟场所》简称：上文

00

前言

上周，深感于国内防排烟设计上存在的一些问题，及行业集体在防排烟认识上的落后，不仅在消防前沿研究上落后，包括设计专家在内的设计行业，缺乏对消防的基本认识，因而匆忙中将自己平时经常接触到的一些问题写出来，目的是引起建筑设计行业对防排烟有更准确的认识和重视，为了吸引眼球，标题也写成《严禁设置及可不设置机械排烟场所》，特别强调“严禁设置”。经过几天的思考，结合个人多年来参与的项目经验，做一个限制设置排烟设施的设计总结，个人的接触面和认识是有限的，欢迎探讨。再次声明，本人一直从事各专业设计技术上的前沿研究和创新，很多观点突破了现行规范甚至颠覆原有的体系，仅仅作为热衷于技术研究的同行探讨，除了特别项目作为技术分析依据外，本文观点不应作为设计依据。

01

严禁设置排烟设施的场所

严禁设置任何排烟设施的场所，包括机械排烟设施、自然排烟设施及应急排烟设施。主要是启用排烟设施会带来严重后果的污染场所，如产生辐射、病毒、有害气体等严重污染物质场所，需要严格控制通风助燃的场所及特殊空气环境场所，如一定防护级别以上的生物实验室、使用放射性物质实验室，填充氮气、惰性气体等场所。

GB50346-2011《生物安全实验室建筑技术规范》要求三级和四级生物安全实验室防护区不应设置自动喷水灭火系统和机械排烟系统（8.0.7），但是否允许设置自然排烟设施、应急排烟设施没有明确，实际上，生物安全实验室防护区平时通风都需要过滤和消毒，一般设置在一个密闭的环境，甚至没有条件设置自然排烟设施、应急排烟设施，即使有条件，也不应设置，尤其是四级生物安全实验室，必须考虑尽可能防止有害致病因子外泄，在实验室操作规程中，需要建立一套完善严格的应急事件处理程序，在处理火灾等突发事件上，减少人员伤亡和避免污染物外泄并重的，而不是简单的疏散逃生。

有辐射源的密闭或非密闭场所，需要对墙体、顶棚等采取相应的屏蔽防护措施，同上，不应设置排烟设施。

一些场所，需要采用氮气、惰性气体等气体填充整个空间，并不断补充泄漏的气体，这种场所一般无人，有人也需要全套防护装置，应禁止设置任何排烟设施，防止外泄。

02

不应设置排烟设施的场所

这些场所，设置排烟设施，都可能由于排烟设施功能上的失效带来损害及经济损失，且排烟设施对延迟人员疏散时间的作用不大的场所，如冷库、恒温库、以及有严格要求的洁净场所。而且，对于需要更长时间维持安全环境的区域，排烟设施不起作用只有副作用。

GB50072-2021《冷库设计标准》允许冻结间、冷却间、冷藏间不设置排烟设施（包括自然排烟和机械排烟设施），也分析了原因，没有必要性，且设置了产生副作用。但GB50072的适应范围仅仅是食品冷库，其他恒温仓库建筑均没有具体的标准。同样，恒温库都是经常无人及高大空间场所，排烟缺乏必要性，其次，由于恒温需要，制冷系统不能随便关停，这影响排烟设施的功能，也就是说，即使现场已经确认火灾的情况下，重要的消防措施是启用灭火设施灭火，设置建筑内部维持在比较恒定的温度下，不宜使用排烟设施，确实必须排烟设施的特殊情况，应有所限制（详见后述）。

高标准、高价值物品的生产、运输和储存的洁净场所，不应设置排烟设施，当可燃物较多时，可设置应急排烟排热设施。原因是排烟设施存在泄漏情况，尤其是微负压场所，空气通过不能绝对密闭的风管、阀门、排烟口、外窗吸入，给高标准、高价值物品的洁净场所带来污染，而且这些场所的排烟设施难以维保和消毒清洁，风管内部的动物可以消杀，但尸体难以清理，时间长了排烟设施也不能保证发生火灾时有效，带来污染却一直存在的，污染会导致产品性能下降，影响到产品的质量，甚至一些药品，容易变质造成药效和功能不能控制，后果是不堪设想的。因此，洁净场所应根据实际情况分析应用，在保证安全疏散及环境洁净之间，寻求一个平衡，更不能一刀切。一般来讲，保证疏散安全，对排烟有需求，尽量设置排烟设施，没有需求，不应设置，即使疏散路径长，人员行动不便的场所，也可以通过其他想法设施保障想法安全而避免设置排烟设施。如手术室，疏散距离不长，但在手术进行中，病人与工作人员难以疏散，因此，手术室消防重点在于维持一个无可燃物的安全的防护区、避难区，而不是提供一个应急疏散的设计思路，安全环境维持时间甚至需要到手术完毕再加上撤离时间，因此，作为安全安全的防护区、避难区，

遗憾的是，《医药洁净厂房》要求厂房内应设置防排烟设施，《洁净手术部》要求无窗建筑或建筑物内无窗房间设置防排烟系统，虽然限制使用百页风口，但板式排烟口也无法保证密闭。《洁净厂房》、《电子洁净厂房》虽然没明确要求洁净场所需要设置排烟设施，仅明确疏散走道设置机械排烟设施，但实际设计中，除了《电子洁净厂房》特别提到的当同一防火分区的丙类洁净室(区)人员密度小于0.02人/㎡，且安全疏散距离小于80m时，洁净室(区)可不设机械排烟设施外，其他均按《建规》等规范要求设置了排烟设施。而且《电子洁净厂房》在条文说明解释了特许不用设置机械排烟设施的理由竟然是“管线较多，布置复杂，使机械排烟管线的布置比较困难”，而不是通过分析或者实验，证明不设排烟设施能否维持80m疏散时间内的烟层不低于清晰高度，或者分析设置了之后带来什么后果，如何采取其他措施保障安全。不是基于科学和技术上的理由，而是基于设计工作上能偷懒，是反科学的，把技术当成商务，这种编制思路，还不是零星的情况，贯穿很多标准，需要引起行业的重视。

应允许洁净场所不设置排烟设施，前提是采取其他手段减少疏散时间，减少烟气对疏散的影响。

03

允许不设置排烟设施场所

上文谈到了这个问题，《建规》规定“建筑面积大于300㎡，经常无人且且可燃物较多的地上丙类生产场所，丙、丁类厂房内的其他房间，地上丙类库房，公共建筑内的房间，应设置排烟设施”。《火通规》增加了例外场所“除不适合设置排烟设施的场所、火灾发展缓慢的场所可不设置排烟设施外”，是较大的进步。

发达国家标准中，强制要求设置烟雾控制系统的场所有但极少，大部分场所需要依靠烟气模拟及疏散模拟确定是否设置，采取何种方式以及确定参数等，比较有针对性和合理性，国内要全面开展消防性能化模拟和分析为时尚早，通过规范强制性一刀切的要求来设置，可能还会继续一段时间。

对于一些场所，不用烟雾模拟及疏散模拟，就清楚没有必要设置排烟设施，如经常无人场所，无可燃物场所、燃烧性能有限场所。无可燃物场所基本不存在燃烧何来排烟需求？燃烧性能有限，如阻燃物品，阻燃物品需要在高温或高氧环境下才能燃烧，《火通规》要求除高温生产工艺的丁类厂房外，其他建筑面积大于5000㎡的地上丁类生产场所；建筑面积大于1000㎡的地下或半地下丁类生产场所需要设置排烟等烟气控制措施，个人有个不成熟的看法，高温生产工艺的丁类厂房，阻燃材料容易燃烧，反而是有必要设置，而其他丁类生产场所，没有必要设置，设置排烟设施反而提供充裕的氧气，使燃烧更容易持续。

还有一些场所，如规范规定的经常有人停留或可燃物较多且无可开启外窗的房间或区域，且建筑面积大于50㎡的房间或房间的建筑面积不大于50㎡，总建筑面积大于200㎡的区域，要设排烟设施，不用再说无人房间了，就是有人房间，面积很小，只要不是卧室、醉酒客人（酒吧），发生火灾的房间，人员疏散完很久了，恐怕机械排烟（无窗房间只能设置机械排烟了）还没动作，设排烟没有意义，反而是助燃。对于多个房间的区域，若没有火灾探测系统，可能有房间起火了，其他房间的人员不知道疏散，导致烟气蔓延切断了疏散通道，这种情况，重点在于维持疏散走道的安全环境，使用一定耐火极限的疏散门，而不是房间设置排烟设施，当然，可以采用走道自然通风，房间采用机械排烟的方式，不能倒置过来（见上文）。对于套房或大空间内的附属房间，重点在于维持唯一逃生路线的中间房间或共用通行路线（见下图）的安全环境，也不是附属房间内的排烟。

04

严禁设置或限制设置机械排烟设施的场所

上文举了一些例子，总结如下：

(1))在经常无人且可燃物较多的围合空间内，严禁设置机械排烟系统。无人就无需设置为疏散服务的机械排烟设施，反而容易引起大火。这些场所也无需设置自然排烟设施，但可燃物较多时应设置应急排烟排热设施。

(2)严重影响自动灭火设施灭火、控火的场所，严禁设置机械排烟系统，如设置全淹没系统的气体灭火系统、细水雾灭火系统等系统的场所，以及使用早期抑制快速反应（ESFR）喷淋装置、采用快速相应喷头的闭式喷淋系统等场所。全淹没系统场所也不应设置自然排烟设施，快速相应喷头场所允许限制使用自然排烟设施，但当可燃物较多时都需要设置应急排烟排热设施和事后通风设施。

(3)大空间可燃物少，设置大流量机械排烟系统产生严重负压，造成安全出口一堆人都推不开门的情况，如上文所说的常见的中小学的室内篮球场的例子，严禁设置机械排烟系统。这些场所宜设置自然排烟设施、应急排烟排热设施。

(4)设置机械排烟系统产生负压，造成烟气集中进入到疏散走道及安全出口区（Exit）、出口离开区（Exit Discharge）等安全、次安全场所，影响疏散的情况，不得设置机械排烟而应设置防烟措施。

疏散走道在两侧房间都采用机械排烟时允许设置机械排烟，上文分析了两种情况，一是疏散走道两侧房间没有排烟设施或者采用自然排烟设施，而走道采用机械排烟时，二是与中庭连通的疏散走道，且中庭设置大风量机械排烟系统的，都造成疏散走道成为负压区，造成烟气进入负压区妨碍疏散，必须禁止。

美国标准将疏散设施分成三部分，中间部分是安全出口区（Exit），包括外部出口门、内部出口楼梯、内部出口坡道、避难走道、外部出口楼梯和外部出口坡道以及水平出口。还包括OEE、自动扶梯、自动人行道等安全区域，如果是楼梯，出口包括楼梯围护结构（楼梯间）、通往楼梯间的门、楼梯间内的楼梯和平台、从楼梯间到外部或出口离开区的门，以及任何出口通道及其相关门（若有），以便将楼梯直接疏散到外部。如果有门直接通向街面或室外的情况下，则出口仅包括门。安全出口区（Exit），必须采用自然防烟或机械加压防烟，对于楼梯间来说，这个一般没有问题，但是对于OEE、自动扶梯、自动人行道则集体存在问题，OEE的问题见本公众号文章《乘员疏散电梯设计初探之二：防烟防火》［1］。自动扶梯目前国内仅用于地铁，但用于疏散的自动扶梯没有任何安全保障措施，这是不行的。

国内虽然没有水平出口（Horizontal Exit）的概念，但实际上也存在部分水平出口的设计应用，如天桥、连廊及利用相邻防火分区疏散的公共建筑中的防火墙及防火门，作为安全出口区的天桥、连廊，同样需要设置防烟措施，最简单的是自然防烟，不要说敞开连廊，能开窗都是很好的防烟空间，但实际上存在全封闭的连廊，虽然有窗，但都是固定窗或者可开启面积小到可以忽略，这种全封闭的连廊也经常作为安全出口使用，这是不允许的，作为安全出口的全封闭的连廊全部或其中一段连廊应设置加压防烟设施。即使全封闭的连廊不用于疏散安全出口，也是不允许使用机械排烟，会导致烟气从一栋建筑蔓延到另一栋建筑（详见后述）。

在安全出口区（Exit）之前的疏散设施称为出口接近区（Exit Access），个人建议译为“出口引道”，包括走道、房间、中间房间、过道等空间，建筑内任一点到安全出口这一段。出口离开区（Exit Discharge）则是指安全出口区最后一道门到市政道路的室内或室外的疏散区域，由于不少项目的疏散楼梯间不能直接到室外，因此经常存在出口离开区的室内段空间，我国特别许可疏散楼梯间在室内通过一定距离限制下的“扩大楼梯间”或“扩大前室”通往室外。“扩大楼梯间”或“扩大前室”的称呼都不对，给技术人员造成误解，尤其是“前室”，前室是指进入某个空间之前的过厅、过道部分，所以称“前室”，而且“前室”是楼梯间增设的附属空间，用于楼梯间更加保守的防火防烟空间，首层的所谓“扩大前室”是离开楼梯间进入的与楼梯间无关的过道或过厅空间，称为“Exit Discharge”更加恰当，疏散进入封闭楼梯间之前增加防烟前室，封闭楼梯间成为防烟楼梯间，封闭楼梯间在首层增加“Exit Discharge”通向室外，即使“Exit Discharge”采取了防烟措施，封闭楼梯间也不会因此变成防烟楼梯间。但有一些技术人员就这样认为了，甚至有审图人员不同意设计单位封闭楼梯间的首层设置“扩大前室”（见下图），认为不能更改封闭楼梯间的性质（这个问题是社会问题不是技术问题不再讨论）。

上下图中的“Exit Discharge”或称“扩大前室”，必须是高于楼梯间的安全环境，才能符合越走越安全的原则，但是在国内的规范体系和实际设计中，往往“Exit Discharge”的室内部分，安全性能远低于楼梯间，这是急需改变的严重问题（后续有时间笔者会专题讨论）。有些专家也意识到这个问题，认为“扩大前室”没有任何措施不妥当，因此建议设置“机械排烟设施”。

这是不对的，“扩大前室”可以设置机械加压防烟措施，也可以设置具备高通风能力的自然防烟措施，但要严禁设置机械排烟设施。原因是在疏散期间，楼梯间最后一道门基本上相当于完全开启状态，络绎不绝的人流最终都得通过这道门向“扩大前室”或室外疏散，根本不存在闭合上的时间。正因为如此，加拿大在楼梯间的防烟和疏散的规范中，强调这个门必须在火灾发生后自动开启且在火灾（疏散）期间保持在打开位置，以免妨碍疏散，并为自然防烟的楼梯间提供正压的自然风。

事实上的打开，楼梯间与“扩大前室”存在事实上的连通，若“扩大前室”设置了机械排烟系统，不仅可能将开门开向“扩大前室”的房间的烟气吸入“扩大前室”，影响疏散环境，更不利的情况是造成自然防烟的楼梯间失去自然防烟的能力，楼梯间形成负压区，疏散带来着火楼层的烟气使楼梯间失去疏散功能，即使楼梯间采用机械加压防烟，楼梯间的正压与“扩大前室”的负压形成更大的压差，重大泄漏风量，减弱了楼梯间的防烟能力。也可以说，楼梯间采用机械加压防烟，“扩大前室”采用机械排烟，是一个倒置的日本防烟楼梯间，日本的防烟楼梯间是下部加压上部排烟，倒置过来是上部加压下部排鲜风。

(5)疏散设施安全场所的连通空间

安全出口区（Exit）、出口离开区（Exit Discharge）等都是安全场所，其连通空间不能采用机械排烟设施，否则负压破坏疏散设施的空气环境。但Exit与Exit Discharge一般不允许与其他空间连通的，除了特许使用的开敞楼梯间，开敞楼梯间连通的楼层空间、内走道都不能采用机械排烟,避免着火楼层的上一层进入烟气启动风机排烟，将下层的烟气吸到疏散楼梯间。关于开敞楼梯间连通的楼层空间的相关要求，详见本公众号文章［2］。

(6)两栋建筑的连通空间

连通空间设置机械排烟系统产生负压，造成烟气集中进入到连通空间，引起气流的变化，当风机停止后，滞留在连通空间的高温烟气产生一定的正压，可能向着火建筑的另一侧推移，当烟气绕出挡烟垂壁后，烟气的浮力使烟气运动更加顺畅，从而造成一栋建筑的烟气向另一栋建筑蔓延，即使机械排烟设施没有停止，碰上不利气流影响，如大风将烟气吹过连通空间，同样造成蔓延。因此，这些连通空间，必须是独立且密闭的防火分区或防火单元方能设置机械排烟设施，非密闭空间不得设置机械排烟设施，应有外窗或者设置加压防烟措施。常见的连通空间有连廊、隧道、裙楼、汽车坡道、空中会所等等。

(7)同一防火分区、防火单元中，不同的“隔烟区”不应采用不同的排烟方式，也就是说，与自然排烟的隔烟区（Curtained Area）连通的其他隔烟区，不能采用机械排烟。

笔者一直不认可“防烟分区”的叫法，会造成不少误解，美国的防烟分区（Smoke Compartment）事实上是独立的防火单元，国内的“防烟分区”实际上是排烟分区，是Curtained Area，笔者推敲后认为译成“烟气隔离区”或“隔烟区”更加合适。我国隔烟区与美国标准一致，仅要求“同一个防烟分区应采用同一种排烟方式”。但为何笔者认为“与自然排烟的隔烟区连通的其他隔烟区，不能采用机械排烟”？

原因是自然排烟的隔烟区，是通过烟气的浮力上升，然后从外窗溢出室外（如下图的-2F、-3F的隔烟区C）,当同一防火分区、防火单元中的其他隔烟区（如下图的-2F、-3F的隔烟区A、B）采用机械排烟设施时，可能产生如下情况：

位于隔烟区C、B交界处附近着火后，部分烟气飘向B区，造成B区机械排烟系统启动，B区成为负压区，本来大部分烟气在隔烟区C天花集结逐渐向外窗移动，B区的抽吸作用使C区的烟气及空气向B隔烟区填补，C区外窗补风，反向气流迫使C区烟气混合降温并下沉，继续向B区移动，进入B区后继续降温，B区整个空间都是混合烟气，C区B区清晰区高度线如下图的红线，排烟设施已经失去维持最低清晰高度的主要功能目的，B区混合烟气低于挡烟垂壁，很容易扩散到A区，造成A区的机械排烟系统动作，抽吸能力继续加强，混合烟气进而充满整个防火分区、防火单元。

同样，这种情况不止是同一楼层，不同楼层的连通空间问题更大，如通过扶梯、敞开楼梯连通的上下层空间，即使开口处设置了挡烟垂壁，也是不允许下层自然排烟上层机械排烟的设计。

为何存在这种情况而多国规范没有限制呢？问题的根本出在排烟风量上，因为我国的排烟风量要求太大了，上文举例的学校篮球场，不到100s就整个空间换气一次，与美国完全按计算排烟量选用风机相比较，这么大的排烟量造成空间的严重负压（也是造成一群学生都不能推开疏散门的原因），严格按计算排烟量不会出现这种情况，火灾荷载大虽然计算烟量大，但也带来更多的热量加热空气（升温1000℃体积膨胀近10倍），膨胀的空气抵消了机械排烟的负压。因此，我国在参照国外标准时，有些要求做了修改，但经常没有考虑修改某些规定后产生的系统性变化，需要吸取教训的。

(8)严寒地区，严禁采用大风量机械排烟设施，不宜采用小风量机械排烟设施，尽量采用温控开启的自然排烟窗等自然排烟设施。

严寒地区若采用大风量机械排烟设施，不论火灾实际火灾热释放速率多大，排烟风机一开启就是特大风量，很快将室内采暖气温下降到冰点，造成室内消防给水管道等消防设施很快冻胀破坏，初期影响灭火出水量，后期火灾扩大后，室内温度上升，管网漏水全面崩溃。

(9)经常有人的丙类工业建筑。

上文提到，机械排烟设施影响了喷淋系统的灭火，经常无人场所不应设置，有人场所需要设置的，尽量采用自然排烟设施。

对于有一定可燃物且疏散距离长或层高较低的丙类工业建筑，需要设置排烟设施，否则难以维持人员疏散时间内的临时安全环境，设置机械排烟系统，往往存在助燃、妨碍灭火系统动作、造成空间负压等情况尽量不宜使用，由于工业建筑的层高普遍较高，储烟仓厚度得到保障，给自然排烟带来可实现的条件，因此宜采用自然排烟。

美国的有人工业建筑基本上都是采用自然排烟，当然，美国国情是人少地多，工业建筑基本上单多层，我国相反，多地都在推广工业上楼项目，高层工业建筑的比例甚至大于单多层，而高层工业建筑确实存在设置自然排烟设施上的困难--只能依靠外窗，对于一些工厂，常见布置是四周为辅房和走道，中间为生产车间，导致生产车间难以采用自然排烟，仓库则由于防火分区和物流组织需要，往往是长条形布置，中间的防火分区根本没有外窗（见下图）。这些情况自然排烟也不是困难，可以通过设置通风竖井等方式提供自然排烟设施和应急排烟设施，最难于解决的问题是《烟标》要求自然排烟窗（口）应沿建筑物的两条长边高位对称均匀设置，形成对流。

笔者认为，形成对流是防烟的需求，可以将烟气带走并维持空间的无烟环境，一般用于无可燃物的安全疏散设施（Exit、Exit Discharge），但不是排烟的需求，排烟的需求仅仅是疏散时间内能够维持储烟仓在最小清晰高度以上便可，过度要求可能存在不良后果，如对流容易给着火处助燃扩大火势，大风天气下对流环境可能造成烟气与新风混合提前下沉，妨碍疏散。

单侧外窗或坡屋顶天窗若在正面迎风的大风天气下，窗口风压大造成室内烟气难以排走。没有对流确实难以自然排烟，有控制的、适当的对流设施是有必要的，因此，建议在不能形成对流的单侧外窗空间，设置带有排烟百页的风管，风管连接到屋顶但不用设置排烟风机，非大风天气下，烟气可以同时从这个风管少量上升到屋顶，大部分从外窗溢出，当单侧外窗正面迎风的大风天气下，外窗不能排烟，但室外风压将室内烟气推进百页风口和风管，加大风管风速和流量。

05

必须设置应急排烟排热设施的场所

设置应急排烟排热设施的场所，《火通规》第2.2.4条要求在靠外墙或可直通屋面的楼梯间顶部或最上一层外墙上应设置常闭式应急排烟窗，且该应急排烟窗应具有手动和联动开启功能。第2.2.5条要求除有特殊功能、性能要求或火灾发展缓慢的场所可不在外墙或屋顶设置应急排烟排热设施外，无可开启外窗的地上建筑中任一层建筑面积大于2500m²的丙类厂房、仓库及公共建筑的大空间场所及其长度大于60m的走道，总建筑面积大于1000m²的歌舞娱乐放映游艺场所中的房间和走道，靠外墙或贯通至建筑屋顶的中庭，均应在其每层外墙和（或）屋顶上设置应急排烟排热设施，设施应具有手动、联动或依靠烟气温度等方式自动开启的功能。这里几个问题需要探讨一下：

(1)严禁应急排烟排热设施采用联动或依靠烟气温度自动开启功能。

自动开启功能已经不是应急设施，而是建筑的带有自动启动功能的自然排烟设施。

楼梯间应急排烟窗不是用于疏散期间用于维持可维生环境，而是用于消防员到达现场后的应急措施，消防员应急措施在时间上是滞后的，火灾探测及联动系统的功能保障时间很短，没法保障，而且，增加了电子控制系统，存在加压送风系统失效的隐患。尤其在加压风机上置时的情况，在加压送风期间应急排烟窗因故障或误操作开启，导致加压系统短路，下面楼层无法增压，当然，加压风机下置时，应急排烟窗误开启，虽然降低了楼梯间的气压，但系统近似日本的楼梯间下送上抽防烟系统，也是勉强可行的。

一般的外窗都是只能内侧开启，外侧比较难操作，强调内外两侧手动开启功能，是方便消防员在外侧开启。依靠烟气温度等方式自动开启，相当于是楼梯间排烟降温功能的备用操作，当楼梯间的烟气温度达到应急排烟窗自动开启时，楼梯间已经无法使用，通过温感控制开窗，能及时排烟排热。有开闭状态信号输出功能及显示，目的是平时监控应急排烟窗的开闭状态，避免误开启造成楼梯间机械防烟系统失效。

其他无外窗场所的应急排烟排热设施，更应严禁具有联动或依靠烟气温度等方式自动开启的功能。这些场所一般设置了机械排烟设施，在机械排烟的同时，烟气上升，依靠空间下部的补风维持清晰区的高度，保证安全疏散，但顶部的应急设施动作后，造成机械排烟气流短路，应急排烟口不是排烟，而是吸气进风，造成新风稀释烟层降温，部分稀释后的烟气被机械设施排走，部分下沉并结合新增的烟气迅速降低了清晰区的高度，影响疏散。虽然增加开口相当于增加排烟系统的排风量，但这种情况的排风是低效的排烟，火灾产生烟气流量远大于有效排烟流量，造成机械排烟系统失效。

当机械排烟系统失效时，很可能产生更严重的问题是：开启应急排烟窗，造成空气对流，空间迅速补风提供氧气，原本已经窒息、半窒息状态的火灾，在充氧的情况下轰燃甚至爆炸，产生严重的后果。采用自然排烟的场所，即使设置了外窗，也不是增加应急排烟排热设施就越多越好，应急排烟排热设施在开启的瞬间也会产生强烈的空气对流为火灾场所提供氧气酿成严重后果。

应急排烟排热设施在发达国家已经有几十年的应用，但是，什么时候启用或者破拆，涉及到充氧助燃产生轰燃甚至爆炸的问题，目前全球尚没能深入研究，灭火现场只能依靠指挥员、消防员的经验和冒险破拆。而且应急开启、破拆均需要小心翼翼的尝试，人为感知打开缝隙后的风速，若风速过大，甚至需要快速关闭，避免充氧过快，同时可通过打开的小缝往内部喷水降温，严禁直接打开，更需要特别严禁使用联动控制或温度自动控制开启。

2014年上海盛华景苑火灾造成在13楼电梯前室的两名消防员被爆炸气浪推出室外坠楼牺牲的事故，虽然未见具体的技术分析，笔者估计，应该是缺乏经验的消防员在破拆户门开启的一瞬间，外窗与户门形成对流，大量新风进入户内充氧，造成轰燃（或爆炸），爆炸气浪波及电梯前室两名等待破拆后进入户内灭火的水枪手，将两名消防员推出前室敞开的窗口造成坠亡。网上一些专业人士的文章也对对破拆工作产生质疑，提出“安全的做法应该是破拆前用手摸门感受温度，破拆后站在门旁边轻轻的推开一个小缝，然后用水枪进行降温后，再缓慢推门进入”。可以看出作者是具备实战经验的专业人士，提出的方法更具备可行性，但没有认识到火场破拆造成轰燃（或爆炸）的世界难题的机理，原因就是燃烧空间不论是否密闭都存在CO等燃烧产物，同时也是甲类易燃易爆气体，甚至对于使用石油气的住宅内部可能有存在燃气泄漏，由于燃烧了一段时间，不能形成对流的空间，包括密闭空间和单侧开窗空间），室内高温造成高气压，室外新鲜空气不能补充导致燃烧暂时性缺氧窒息或重新进入阴燃状态，若贸然开启、破拆应急排烟排热设施或房门，瞬间破坏空间的气压平衡，在尚未降温的条件下迅速充氧可能产生更大的事故。

盛华景苑火灾事件直接暴露出消防整体作战能力及技术能力不足，间接暴露出火灾中的排烟和通风技术研究水平与发达国家存在距离，网络上的文章反馈了整个消防行业在对火场破拆造成轰燃（或爆炸）事件的火灾机理缺乏认识，只有认识到轰燃（或爆炸）事件的机理，才能更准确把握好应急排烟排热设施及户门的开启及破拆工作。火场是千变万化的，不能简单地通过工作规范条文（教条）去指导消防工作，只会盲从于工作规范条文的士兵是只会打败仗的士兵，只会盲从于设计规范条文的设计行业只会成为破坏建设的行业。

(2)第2.2.5条，应急排烟排热设施除了禁止联动或依靠烟气温度等方式自动开启功能外，也无需设置启闭状态监控系统。

有条件时，自然排烟窗、可熔采光带允许设置启闭状态监控系统，这些设施具备信号输出功能及显示开闭状态，目的是平时监控应急排烟设施的开闭状态，避免误开启造成对内部空气环境的影响，也避免室外风、雨、雪等对室内的影响。但空间经常有人，可以发现启闭状态，或者允许自然排烟窗长时间开启的场所，没有必要设置启闭状态监控系统。

(3)需要设置应急排烟排热设施的场所的设置原则，必须是两个前提，一是可燃物较多，二是没有或仅有少量的外门窗、开口房间。火灾发展缓慢（火灾增长系数α特别小）的场所，也尽量设置应急排烟排热设施。

《火通规》第2.2.5条，按任一层建筑面积大于2500m²的丙类厂房、仓库及公共建筑的大空间场所要求设置应急排烟排热设施，没有考虑室内火灾荷载因素也是不合理的，如裙楼肉菜市场，面积超了，肉菜虽然是丙类，但里面实际可燃物很少，新鲜蔬菜是不燃的，甚至可以用来灭火，鱼、肉在高温环境下释放出脂肪倒是可燃，但菜市场缺乏充裕的可燃物引燃肉类，更没有条件引燃泡在冰堆和水里的鱼，这类建筑设置应急排烟排热设施不是很必要。至于丙类工厂、仓库，即使实际可燃物少，但日后存在改变生产和储存物品的可能，建议尽量设置，因为日后改建的难度大于一开始就设置好这些设施。

《火通规》第2.2.5条允许火灾发展缓慢（火灾增长系数α小）的场所，如硬木原材料仓库、硬木家具商场等场所，由于硬木α=0.00278kW/s²，较小，甚至一些刚砍伐不久的原木含水率高，α更低，可以不用设置应急排烟排热设施。但是这些场所的可燃物不可能单一，经常并存少量的木制托盘、泡沫塑料，一旦火灾，容易引燃硬木，产生大量有毒烟气和制造高温环境，高温环境下的硬木更加容易燃烧，实际火灾增长系数是变化的，而且应急排烟排热设施是在灭火阶段使用，已经有一定的燃烧时间，火场中的温度和燃烧速率大，若没有应急排烟排热设施，不方便创造内攻环境。

(4)地下建筑更加需要设置应急排烟排热设施。

《火通规》第2.2.5条没有要求地下建筑和附建地下室设置应急排烟排热设施。但地下建筑由于四周封闭，烟气蔓延方向与疏散方向相同，设置逃生口、消防救援口和应急排烟排热设施的必要性大于地上楼层，目前国内规范在此方面是个空白，地下民用建筑设计上尽量设置下沉广场、采光通风天井、窗口井（Window well）等设施兼为逃生口、消防救援口兼为应急排烟排热设施。

建议利用地下建筑的补风设施兼用为应急排烟排热设施，后续笔者会专题讨论。

(5)并非靠外墙、屋顶的空间才有条件设置应急排烟排热设施。

只要有需要，任何位置都能设置应急排烟排热设施，当然，距离室外越远的空间代价越大，必要性小的就不必了，事倍功半，必要性大的，在困难也要设置。必要性的大小，完全与空间内部可燃物数量成正比，大型可燃物仓库，建议不论条件怎样都得设置。

06

排烟设施的限制和协调

(1)机械排烟设施排烟量的限制

上面多次谈到，规范是按照建筑单一空间最不利情况下计算出设计排烟量，但火灾的实际情况各异，经常产生机械排烟量远大于实际需求的情况，产生了更多的问题。但是，也不能因为若干情况不利而否定排烟量计算标准，重要的是需要评估机械排烟设施的可行性和适应性。

实际建筑设计中，经常采用多楼层、多隔烟区合用一套机械排烟设施的情况，合用设施往往按照最不利空间的需求设置，这样一来造成设计排烟量小的空间在排烟设施运行时产生超大排烟量，产生严重负压等负面结果。

还有，风机风压是按照最不利隔烟区的阻力损失计算风压，当距离风机最近的隔烟区排烟时，由阻力小，风机的实际在大风量、小风压的工况点运行，造成空间的实际排风量增大不少，也会产生负面影响。若风机配备电机功率缺乏裕量，还会产生电机过载甚至烧毁情况，都需要设计人员平衡把控的。

下图的两侧隔烟区，距离150多米，风管的阻力损失相差甚大：

(2)最大风机排烟量的限制

排烟风机排风量必须限制，否则过大排风量的风机一旦启动，严重产生负压产生若干不利后果，上文举例，几百平方米的篮球场，体积不过是几千m³，设置了36m³/s的排烟风机两台，不到100s就换气一次，在目前的设计在比比皆是。

美国IBC、IFC规定排烟风机排风量最大不超14.2m³/s。

(3)中庭排烟设施排烟量的控制

不论是机械排烟还是自然排烟，中庭的排烟量特别大，《烟标》4.6.5规定“中庭周围场所设有排烟系统时，中庭采用机械排烟系统的，中庭排烟量应按周围场所防烟分区中最大排烟量的2倍数值计算，且不应小于107000m³/h；中庭采用自然排烟系统时，应按上述排烟量和自然排烟窗（口）的风速不大于0.5m/s计算有效开窗面积”。中庭毗邻房间的排烟量一般都不大，就是两倍也低，因此，中庭最小排烟量几乎都是107000m³/h，若联通3层高度为16m，尺寸7.2mx8m,面积不足58㎡的中庭（如下图），若采用自然排烟，至少需要60㎡的有效开启面积，把整个中庭的顶盖掀走了还不够。若采用机械排烟，选用65000m³/h的排烟风机两台，补风机一台（首层也采用卷帘围蔽），约900m³的中庭空间，当火灾热释放速率比较小时，1秒钟需要从各种缝隙补风18m³，几乎全密闭状态下的缝隙补风量远远不够，若补风量缺口80%，1秒钟空气密度减少接近18x80%/900=1.6%,假如风机允许工况不会改变，几秒钟就能把卷帘吸瘪，造成中庭与毗邻场所的防火分隔失效，若是比较坚固的玻璃墙，1min就能把整个中庭抽成真空。关键是，这个中庭，除了最底层有地面可以站人外，其他地方都站不了人，最底层有人，即使卷帘降了一半高度才发现火灾需要疏散，跑出去的来得及，基于什么目的要排烟？笔者认为这种情况的中庭，根本就不需要设置排烟设施。

4.6.5条文解释，中庭的烟气积聚主要来自两个方面，一是中庭周围场所产生的烟羽流向中庭蔓延，一是中庭内自身火灾形成的烟羽流上升蔓延。中庭周围场所的火灾烟羽向中庭流动时，可等效视为阳台溢出型烟羽流，根据英国规范的简便计算公式，其数值可为按轴对称烟羽流计算所得的周围场所排烟量的2倍。对于中庭内自身火灾形成的烟羽流，根据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的相关要求，中庭应设置排烟设施且不应布置可燃物，所以中庭着火的可能性很小。但考虑到我国国情，目前在中庭内违规搭建展台、布设桌椅等现象仍普遍存在，为了确保中庭内自身发生火灾时产生的烟气仍能被及时排出，本标准保守设计中庭自身火灾在设定火灾规模为4MW且保证清晰高度在6m时，其生成的烟量为107000m³/h，中庭的排烟量需同时满足两种起火场景的排烟需求。当公共建筑中庭周围场所设有机械排烟，考虑周围场所的机械排烟存在机械或电气故障等失效的可能，烟气将会大量涌入中庭，因此对此种状况的中庭规定其排烟量按周围场所中最大排烟量的2倍数值计算，且不应小于107000m³/h或25m²的有效开窗面积（按规范正文0.5m/s应该是60m²）。解释只是说明了参数的来历，但是，并没有说明为何需要，而且，即使周边的场所机械排烟设施失效，烟气也不会进入中庭，因为中庭采用了防火玻璃墙、防火隔墙、防火门窗、防火卷帘分隔，前两种基本不能漏烟，防火门窗漏烟可忽略，防火卷帘有一定的漏烟率但很微小。

上例的中庭无人不需要排烟，下例的中庭呢？下图的中庭涵盖了回廊，常见的类型的回廊是“回”字形或多个“回”字形的组合，回廊中有人，这回需要排烟吧？

我国目前在中庭的设计上，审查人员基本上都不允许利用中庭疏散，中庭以及毗邻场所，均需要设置“背走道”的形式进行疏散，这种方式笔者是极力反对的（另行探讨），所以普遍的做法都像下图，回廊即使有人，很快就能通过防火门疏散到背走道，且因为有中庭的建筑，往往人员密度大，楼梯数量多，因此通过回廊疏散到防火门的距离很短，即使实际项目中经常将毗邻场所开向背走道的疏散门封掉，房间也需要从回廊疏散到回廊与被走道之间的防火门，仍然疏散距离和疏散时间有限。这时，即使烟气进入中庭，人员已经疏散到背走道了。当然也存在疏散距离长，一些人员后知后觉不知道疏散的情况，按照《烟标》4.6.5，火灾规模为4MW排烟量107000m³/h，保证清晰高度在6m，那基本上二楼及以上的回廊，都已经烟层下降到距离地面最多几十公分了（首层层高往往是5~6m），也没法保障安全疏散环境。说明若需要通过排烟维持中庭的安全环境时，排烟量107000m³/h是远远不够的，NFPA92附录提供了一个计算例题，中庭的条件是：高120英尺（36.6米），面积20000平方英尺（1860㎡），设计火力（稳态）=5000 Btu/sec（5275 kW），最高行走表面高度=94英尺（28.7米），确定使烟雾保持在中庭最高步行高度（即九楼回廊）以上6英尺（1.8米，相当于距中庭底部26m处）所需的排烟量，计算结果为278m³/s，也就是100万m³/h,是《烟标》的10倍左右。

比较起来，美国标准的中庭排烟量特别大，我国的排烟量特别小，存在这样的问题：不该设置排烟设施的中庭设置了，浪费，需要设置的，可能排烟量小了，不能保障疏散安全。

为何美国标准中，中庭需要这么大的排烟量？原因在于中庭的功能标准不同。IFC、IBC将中庭视为疏散空间，允许中庭部分空间作为功能空间使用（允许用于任何经批准的用途），允许有可燃物（但不能是高风险等级场所），允许利用中庭的开敞楼梯作为疏散楼梯（出口引道楼梯，属于Exit Access，不是疏散楼梯间），出口引道在中庭空间内的疏散距离部分应不大于200英尺(61m),甚至，中庭可与任三层的毗邻空间不设任何防火分隔（见下图），这种前提下，就需要严格进行烟气控制设计，要求不超过2层的中庭无需采取任何烟气控制设施（低矮，一下子人就疏散了），更不用说上例的无人中庭。但有人使用且多于三层的中庭，需要根据火灾荷载、需要维持的清晰高度等要求计算出相应的排烟量，达到维持清晰高度并使中庭成为安全疏散设施的目标（so that the atrium space is kept clear of smoke and can be used as a safe means of egress）。

通过比较，《烟标》一刀切的标准，存在很多问题，同时，由于中庭的建筑设计与烟气控制设计没有结合起来，造成国内在中庭的建筑设计上争议很多。国内很多专家也清楚国际标准，但是都是分专业去学习研究，导致没能将国际先进的消防技术成体系地带入中国，东抄西摘导致顾此失彼，或许出于方便设计行业理解学习的想法，将复杂的技术分析变成简单的条文，最终将设计行业惯成巨婴而失去了生存能力。。

另外，中庭空间与毗邻空间的防火分隔、防烟分隔是中庭设计的最基本原则，可以扩大中庭分隔的范围，但不能没有，也不能采用水幕代替实体分隔，原因多种［3］，其中最重要一个原因是水幕难以进行防烟分隔，烟气会穿过水幕进入相邻空间。遗憾的是，国内有些项目在国外知名咨询机构影响下采用了这种严重错误的设计，就是国外在中庭应用比较宽松的标准下，也是不允许的。

(4)高大空间排烟量的控制

同样的问题，高大空间的计算排烟量很大，如310㎡丙类单层高档实木原料仓库，净高10m,需要设排烟设施，无喷淋，排烟量385000 m³/h,若是自然排烟，需开窗面积85㎡，采用机械排烟，设计风量为1.2x385000=462000m³/h,换气次数154次/h(2.6次/min)。不用说仓库内没有人，就是有人，310㎡没几步就可以跑出室外了，这种排烟设施完全是助燃设施。

但是，有一些高大空间且存在夹层的，排烟量却远远不足。下图中是一个两层的厂房，没层厂房都有小面积的夹层用于设备及物流设施的安装和生产，也有人在监管，生产期间没个夹层都是有人的。一层的夹层通过高大空间中的开敞楼梯疏散到一层再出室外，最远疏散距离40m,二层的夹层因为疏散距离超了，只能设置封闭楼梯间，各个夹层都分别向封闭楼梯间疏散，最远疏散距离30m。夹层以外都是高大空间，用于高大设备的安装及与夹层的物流设备连接。

这种情况下，一层、二层广大空间的排烟量需要满足疏散期间维持最低清晰高度，但按《烟标》的相关标准，一层的排烟量高了，二层的排烟量低了。为何？因为一层的夹层在非安全区的疏散是往下走的，夹层上人员很快就到达敞开梯，最远距离10多米，然后往下走在从一层走10多米的水平距离到达外门维持最低清晰高度高于1层地面2m就够了。而二层，虽然到安全出口的距离缩短成30m,但一直是水平运动，需要维持最高夹层完成面以上2m的清晰高度，这个清晰高度难以保证。

(5)最后简单谈一下各种消防设施的时间控制，和动作协调。国外在排烟设施与其他消防设施相互影响的实验和研究历史非常久远，虽然简单的实验难以反映出消防设施的复杂性，但一些问题也得到统一认识，对于一些影响不大的问题也暂时性忽略。基本原则是排烟设施不得优先于其他想法设施，在自动启动上均需要延迟与其他设施才启动，等等，此处不再复述。上文中笔者提出所有快速响应喷头场所不能设置机械排烟系统的说法不对，因为超高层建筑、医疗用房和一些居住建筑需要使用快速响应喷头，都不能设机械排烟系统确实难以保障疏散安全。笔者建议可以采取措施延迟排烟系统动作的方式来共存，如使用水流指示器启动机械排烟系统，使用温感自动排烟窗的感温温度高于闭式喷头温度，时间响应系数RTI也大于喷头，等等，此处不再叙述，篇幅太长了，后续会针对排烟系统与闭式喷淋系统的相互影响在做个深入研究并论述。

07

总结和建议

(1)排烟设施设置的目的和原则：

1)阻止烟雾从烟雾区迁移（到室内其他空间）

2)将烟雾控制在起源区

3)在控制的时间内，将烟雾层界面保持在预定高度，以允许人员安全疏散

4)限制有毒气体的传播

5)限制火灾和燃烧产物的扩散，以保护建筑

6)防止排烟设施妨碍其他灭火设施的实施，防止为火灾供氧助燃甚至导致爆炸

7)应急排烟设施设置的目的和要求：为消防员提供有足够的能见度接近、定位和（进入火场）灭火的相对安全环境。

(2)规范不应一刀切，造成不该设置排烟设施的场所设置了，可能没有作用反而提供氧气助燃，需要设置排烟措施的场所，应根据具体需求选用排烟设施的参数及控制方式。应根据场所的火灾荷载、增长系数、疏散人员情况及疏散时间等情况，具体分析应用。

(3)设计行业应提高消防技术水平，不应停留在机械执行教条的低级水平上，同时也应为具备消防设计分析能力的设计单位提供发挥空间。

(4)所有防火设计个专业应有机结合，不能各自为政，不仅没有起到防火功能且相互拆台。

(5)规范修订应及时。

(6)技术机制改革，避免一言堂，避免个别人员的错误认识影响整个行业。

(7)整个行业需要提高消防技术水平，而不是停留在规范文字上的“考古”、“考证”工作上，技术分析才是设计的依据，拍脑袋拍出来的文字反而不是技术依据。

(8)“从严”不是提高防火安全的手段，警惕“从严”成为降低防火安全的普遍社会问题。

几乎整个设计行业都存在这样的观念：“尽量从严”，认为“从严”就是增加消防投入，增加消防投入就更加安全，有些时候，笔者在技术交流中只要提到可以降低造价，减少不合理的设施，往往会受到同行的反对，认为没有把安全放在第一位。实际上，脱离技术研究的局部高标准要求，对整个消防系统产生了倾斜，最终造成整个消防系统的瘫痪，这就是笔者长期的说法“花钱干坏事”的由来。

后记：8月19日的《消防疏散原理及执行火通规存在问题探讨》讲座之后，学员提出的问题尚未全部论述完成，9月19日由于听了防排烟行业促进会的一些嘉宾发言，深有感触，中断了疏散的写作，临时插入了个人在防排烟设计上多年来接触到的问题和想法的论述，很多观点是颠覆性的，希望能包容和继续探讨，并祝各位专家、同行中秋、国庆双节快乐。

［1］《乘员疏散电梯设计初探之二：防烟防火》，刘植蓬，公众号“刘植蓬设计原创研究”文章。

（https://mp.weixin.qq.com/s/vFuus4dhYjG6G5z7QKfuLQ）

［2］《https://mp.weixin.qq.com/s/vu0Os4MkbKpt2gXU9VQ9hg）

［3］《中庭不能采用防火分隔水幕代替防火隔墙》，刘植蓬，公众号“刘植蓬设计原创研究”文章。

（https://mp.weixin.qq.com/s/6oXfYEt4OuZjrZwAdiDm-w）