浅谈建筑防排烟系统中的抗震设计应用

浅谈建筑防排烟系统中的抗震设计应用

杨春锦

云南无觅科技有限公司 云南 昆明 650000

摘要：地震作为破坏力巨大的、不可抗的自然现象，特别是新世纪给中国的几次大的破坏，让人们对地震的印象格外深刻。而随着社会的进度，经济的发展，房地产的价值已经占到了中国人财富的80%以上，人们对地震的恐惧，对财富的守护，都需要我们的建筑防震、抗震技术必须不断提高。随着《建设工程抗震管理条例》的实施，建筑抗震设防成为法律，依法抗震设防走入我们的生活，除了我们传统的结构抗震，建筑机电抗震最近几年逐步兴起，笔者通过对自己的工作实践总结，分析建筑机电抗震设施在建筑防排烟系统中的应用，希望能帮助大家更好的认识建筑机电抗震工作，推动建筑机电抗震工作的进步。

关键词：建筑机电抗震；防排烟系统；应用分析

引言

随着中国社会主义现代化进程的不断推进，人民对居住条件的要求越来越高，这也不断刺激着中国的房地产业不断高速发展，有统计表明，中国国民财富的80%集中在房地产，房地产的一举一动都牵动着全国人民的关注。

中国人这么多的财富集中在房地产，守护房地实际就是守护自己的财富。我们的生活中，对房地产最直接的破坏者就是地震。地震产生的地震波会破坏建筑物的结构，严重时造成建筑物的倒塌、倾覆，生命和财产瞬间灰飞烟灭，因此保护人民生命和财产安全，建筑业首当其冲。传统的建筑结构抗震的研究，古已有之，而对建筑中的机电设备和管线的抗震研究，随着中国相关条例的发布才刚刚开始，目前依然有很多人不理解机电抗震，认为不需要、多余、重复，在此笔者就从机电抗震支架的角度谈谈机电抗震设施在防排烟系统中的运用。

1、建筑机电系统抗震概述

建筑内部配套服务的的机电设备：如给水排水系统、建筑电气系统、消防管道系统、燃气管道系统、通风与空调工程系统、电梯安装系统、建筑智能化系统等等统称之为建筑机电系统。而建筑机电抗震就是要在地震来临时，保护机电设备和管线，保护建筑机电系统，让机电系统的功能正常运转，机电抗震系统中最主要的设施是机电抗震支架，它是以地震力为主要荷载的抗震设防设施，抵御的是地震发生时的地震波。它与传统的机电系统支架从结构上和受力上都有很大不同。首先它不承担机电设备和管线的日常的重力，即它不是机电设务和管线的日常承托者，它只承担地震载荷。其二，它只在地震来临时才发挥作用，类似汽车里的安全气囊，只在安全事故发生瞬间才发挥作用。而它发挥作用时能大大降低机电设备和管线的损坏，在建筑结构总体安全时，能保证机电设备和管线的正常运转，从而大大减少地震带来的损害。

2、建筑防排烟系统抗震设计

2．1建筑防排烟系统作用

建筑防排烟系统包括相互独立的两个系统，即排烟系统和防烟系统。排烟系统就是当建筑内部的某部位着火时，要及时通过排烟系统通过补充外界空气，将房间和走道的烟气和热量排走；同时通过防烟系统在电梯前室、楼梯间等疏散通道维持一定的压力，防止烟气进入。排烟系统主要设置在房间和走道上，而防烟系统主要设置在电梯前室、疏散楼梯、避难层和避难走道等部位的空间。因此防排烟系统的作用，就是及时排除着火部位房间、走道等空间的有害烟气，并在楼梯间、电梯前室、疏散楼梯、避难层和避难走道等部位的空间维持一定的压力，防止烟气进入，保障建筑内逃生通道的安全，以利于人员的安全疏散和有利于消防救援工作的展开。

2．2建筑防排烟系统的形式

防排烟系统通常由风机、风阀、风管、风口组成。其中防烟系统有机械加压送风和自然通风的方式。排烟系统也有机械排烟和自然排烟的方式。

2.3建筑防排烟系统抗震设计

建筑防排烟系统的抗震设计强制性规定有：

1、悬吊管道中重力大于1.8kN的空调机组、风机等设备；

2、矩形截面面积大于等于0.38㎡和圆形直径大于等于0.7m的风管系统；

3、所有规格的防排烟风道及事故通风风道及其设备。

地震来临时，建筑结构遭到地震波的破坏，会导致建筑体的倒塌和倾覆，在倒塌和倾覆的过程中，机电系统会被严重损坏，产生地震次生灾害，如电路线路的短路引发的火灾、浓烟，燃气管道引发的气体泄露、燃烧等事故，而这些次生灾害引起的人员伤亡和财产损失甚至大过地震直接带来的伤害。

因此对机电系统进行抗震设计非常重要，而在整个机电抗震设计中的重点就是防排烟系统。根据建筑机电工程抗震设计规范要求，建筑机电工程设施抗震设计须达到在遭遇到等于或大于抗震设防烈度的地震时，机电工程设施可能损坏，但经一般修理或不需修理仍可继续运行。因此，经过抗震设计后的建筑防排烟系统，在遇到等于或大于抗震设防烈度的地震时，防排烟系统经一般修理或不需修理仍可继续运行，从而为震后逃生提供最大的可能，大大减轻地震带来的人员和财产损失。

2.4防排烟系统抗震设计概述

1、在设计院提供的防排烟系统平面图的基础上进行抗震设防二次深化设计，根据项目的基础信息、设防要求，输入基本数据，采用相应的建筑机电抗震经验公式进行计算，可分析得出不同安装角度和形式的各种力学信息，准确判断不同状态下防排烟系统的受力情况。

2、深化设计可计算得出每个节点的支吊架综合信息，包括各个节点的支架信息、荷载计算信息，安装模型示意图等，利于后期的核查和验收。

3、在满足设计要求的情况下，抗震深化设计还应该适当的减少支吊架的数量，准确得出每个节点、每个楼层、每个建筑、每个项目的材料清单，利于最大化的节约成本和后期的安装指导。

4、风管荷载取值通常依据国家标准的《通风与空调工程施工质量验收标准》（GB50243-2002）；

5、在满足规范要求的前提下，尽量压缩抗震支吊架占用空间，以确保防排烟系统管线的整体美观。

2.5风管荷载计算示例

以防排烟风管为例，风管规格： 1000×1000，风管壁厚假设为1mm，该点布置的抗震类型为双向支架，支架安装形式如图1所示。

图1 风管节点抗震支架设计形式示意图

图中各部件的荷载：

M12 全牙螺杆设计荷载N：4750N

M12 抗震连接件设计荷载F_t：9000N

侧向管长l₁：9m

纵向管长l₂：18m

计算该楼层水平地震力综合系数α_EK：

α_EK =γηζ₁ζ₂α_max =1.4*1*1*2*0.16=0.448

α_EK ＜0.5

当α_EK计算值小于0.5时，按0.5取值，故水平地震力综合系数为0.5。

风管单位长度管重W_unit:

W_unit = P = 0.21195（1000+1000）×1 = 423.9N

侧向荷载=单位长度的管重×侧向管长×数量×水平地震力综合系数：

F₁ = W_unitl₁na_Ek =423.9*9*1*0.5=1907.55N S₁=γ_GS_GE+γ_EhS_Ehk = 1.3F₁= 2479.82N ＜ F_t；

纵向荷载=单位长度的管重×纵向管长×数量×水平地震力综合系数：

F₂ = W_unitl₂na_Ek =423.9*18*1*0.5=3815.1N S₂=γ_GS_GE+γ_EhS_Ehk = 1.3F₂= 4959.63N ＜ 2F_t；

结论：荷载计算满足抗震设防要求。

结语

社会经济的发展，人们物质文化生活水平的不断提高，人民群众对美好生活的追求，人们需要更多更好的建筑产品。为人民群众提供具备优秀抗震性能的建筑产品，为人民的安居乐业，为人民守护财产，我们还需要不断学习，掌握更加先进的抗震技术，努力推动社会对抗震技术的广泛支持。同时抗震技术的推动也需要各级政府大力支持和推动，摒弃小成本的概念，推动抗震技术的应用。抗震技术的应用，不会产生立竿见影的效果，但这一定是造福全体民众的好事情。

考文参献

[1]徐有邻. 汶川地震震害调查及对建筑结构安全的反思[M]. 中国建筑工业出版社, 2009.

[2]张勇, 张宁, 杨孝鹏. 建筑防排烟设计若干问题的探讨[J]. 工程与建设, 2009(1):3.

［3］王科星．民用建筑防排烟及通风空调系统防火中的几点问题探讨［J］．现代物业(上旬刊)，2015，14(7):110－111．

［4］陈萍．高层建筑防排烟及通风空调系统防火设计问题研究［J］．门窗，2013，(1):302，304．