高層建筑防排煙系統常見問題及對策分析

張宇

摘要：近年來，高層建筑快速發展，防排煙系統作為高層建筑消防中的重要環節，一方面可以控制建筑火災的煙氣流動走向，另一方面也方便消防救援展開工作。文章對建筑火災煙氣流動的影響因素及目前高層建筑防排煙系統中常見的問題進行了分析，并提出了相應的措施。

關鍵詞：高層建筑；防排煙系統；建筑消防；建筑火災；消防救援 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU208 文章編號：1009-2374（2016）28-0101-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.051

發生火災時，煙氣對人們的生命損害有巨大威脅，煙氣中的含氧量低，完全不能滿足人體正常所需要數值，造成人體機能下降、活動能力也相對減弱，嚴重者會因窒息而導致死亡，是致人死亡的第一大殺手。資料顯示，在建筑火災中62.4%是由于窒息、吸入煙塵、一氧化碳等有害物質所致，燒傷致死的占到26%，其他原因的約為11.6%，因此防排煙系統已成為建筑防火系統的關鍵。合理的防排煙設計在降低建筑煙氣，控制有毒物質的蔓延，以減小煙氣的毒性，降低煙氣的溫度，維持一定的視距，為消防人員的滅火救援行動和為人員的安全疏散提供保障。因此研究高層建筑防排煙系統的問題及其對策，也是人們的生命財產安全性的強有力的保障，具有重要意義。

1 影響建筑火災煙氣流動的主要因素

1.1 高溫

當建筑火勢發展到最大的時候，溫度超過700℃，這時高溫導致煙氣體積快速膨脹，室內氣體壓力超出正常大氣壓10～20Pa。煙氣在巨大的壓力差之下會從火災房間的漏風口噴出，其噴出速度可以達到3～4m/s。因此當建筑物發生火災后，如果沒有及時控制火勢，會使室內溫度在短時間內升高，壓力增大，促進煙氣從著火部位通過各種通道向其他部位蔓延、流動。

1.2 室外風力的影響

在有風情況下，建筑物的中和面位置會隨著風力發生變化，正的風壓力時，中和面較無風時高，負的風壓力時，中和面較無風時低。外部風力導致建筑內部的受力不均，迎風面的墻壁受壓方向向里，而背風面和兩側墻面的受壓方向朝外，且建筑迎風面的方向上壓力最大。當火災發生在中和面以下的房間時，煙氣會沿著豎井向上彌漫到中和面以上的整個樓層。

1.3 通風空調系統的影響

目前，人們對空氣品質以及居住舒適度要求的提高，暖通空調系統在設計時新風系統的新風量都設計得比較大。當發生火災時，通風空調系統如果沒有及時關閉，則煙氣會通過新風系統向著空調房間輸送大量的空氣，火勢會借補充的空氣迅速增大，同時產生的煙氣會順著通風管道或者其他通道向其他空間蔓延。

1.4 煙囪效應

火災發生時，建筑物室內空氣溫度通常比室外溫度高出許多，在內外界壓差的作用下，空氣尤其是高層塔樓內從建筑的下部開口進入室內，沿著建筑筒體從上部開口流出室外，這是由于在中和面以下的建筑內部的空氣呈壓力比外界小，室外空氣向上超過中和面后，室內空氣呈正壓，室內空氣向外流動，表現為煙囪效應。

2 高層建筑防排煙系統現狀

2.1 防煙樓梯防火門設計不合理

《高層民用建筑設計防火規范》等規范沒有明確防煙樓梯間防火門的種類，而常閉式防火門相對便宜，常閉式防火門成了多數建筑的首選。建筑使用后常閉式防火門實際上處于敞開狀態，但是許多閉門器在防火門一旦超過90°就不能自行關閉。另外，業主為了進出方便，常常人為地破壞甚至拆除防火門，造成常閉式防火門基本處于大于90°的完全敞開狀態，樓梯間因不能形成阻隔煙氣的有效封閉而無法阻止煙霧蔓延。

2.2 前室送風系統出現漏洞

部分建筑工程中，防煙樓梯封閉效果差，造成風量泄漏，達不到隔離煙霧所需的正壓。前室送風系統能在火災發生時向不能自然排煙的前室輸送新鮮空氣，無法增加該區域空氣壓力，最后導致走道中的煙氣在較大壓差下侵入前室。另外，有些設計施工單位將送風機設置在地下室，從這個位置取風會造成更加嚴重的負壓，這種負壓會加劇送風系統送風的困難，這樣整個機械防排煙系統的作用就會大打折扣，甚至達不到防煙要求。另外，加上風管豎井施工質量差，漏風比較嚴重，對風道的內壁不做及時的漏風補救維護，比如管道連接處加密實，那么送風量就更難滿足防排煙的要求。

2.3 自然排煙設計不合理

自然排煙窗的開窗面積不符合規范。一些工程排煙窗面積過小，嚴重影響排煙效果。根據《高規》，合用前室大于3m2，靠近外墻的防煙樓梯間每五層的可開啟外窗總面積之和要大于2m2，防煙樓梯間前室、消防電梯間前室的可開啟外窗面積要大于2m2，凈空高度小于12m的中庭可開啟的天窗或高側窗的面積要大于該中庭地面積的5%。除開窗面積要達到設計標準外，窗子型式也要有嚴格要求，必須是可開啟的外窗，而不是內窗，更不是固定窗、防火窗、外門等。在部分建筑中，窗的可開啟面積過小、窗型選擇失誤。例如，二類高層商住樓地上有12層，1層商業層，2、3層為商業用房，4～12層為住宅層，高37m。盡管樓防煙樓梯間每層設有0.6m×1.2m=0.72m2外窗，每五層的外窗開啟之和大于2m2，達到了國家規定的要求，但沒有考慮與毗鄰建筑防火的間距，使用了著火時不可開啟的甲級防火窗還是不能滿足規范

要求。

2.4 機械排煙系統不達標

機械排煙系統最顯著的問題是排煙口的布置不科學。在許多建筑中可以看到排煙口的方向與消防通道的人員疏散方向相同，有的排煙口位置過低，在前墻體的下部而離頂部煙氣多的部位距離較遠，不符合煙氣流動規律，主要是有些工程在采購時為了降低成本，沒有按照設計標準和規范選用風機，用了一些風量低、風速慢排煙量的小功率風機，最終導致火災發生時排煙量小，甚至排煙量接近為零的情況。在實際施工中為降低成本，偷工減料未選用雙速風機；有的施工方在施工時在豎井與吊頂風口之間沒有設置連接風管，取而代之的是吊頂悶頂空間，這種設計施工也往往會造成風管送風效率低下。

3 針對防排煙系統問題的措施

3.1 做好高層建筑的防排煙設計

要根據民用建筑的防火需要，明確防排煙對象。建筑內的防排煙對象主要有防煙樓梯間及其防排煙前室、消防電梯前室或合用前室；高層建筑中的中庭和房間建筑面積大于50m2且經常有人停留或可燃物較多的地下室及地上無窗房間；面積超過100m2且經常有人停留的地上房間；面積超過300m2且可燃物較多的地上房間；建筑中長度超過20m的疏散走道；封閉避難層等建筑部位均要設置防排煙設施。嚴格分為生活空調系統和防排煙系統，在工程項目設計實施過程中要嚴格地按照國家相關規范去施工，保證每一個關鍵環節的質量都是安全可靠的，同時對于防排煙系統要單獨細化，將其從暖通圖中進行單獨細化制圖。根據建筑功用選擇合適的防排煙系統，自然排煙系統排煙能力有限，難以滿足高層建筑的防排煙需要，因此一般選取機械排煙系統。最好在設計機械排煙時要科學合理地計算好加壓送風量、氣流通路總面積以及開門門洞處最低氣流速度的送風量，確保整個系統能夠完全滿足火災發生時候的排煙量。

3.2 加強防排煙施工質量管理

防排煙系統的各個部件規格、尺寸和性能等質量決定了系統整體性能，但是目前由于消防產品監督體系尚不完善，還存在一些疏漏，防排煙系統的部件的評估范圍只是停留在對防火閥、排煙閥、排煙防火閥、排煙口等少數防排煙系統部件的監督審查，對于排煙風機、送風閥、壓差自動調節閥、排煙誘導風機、單向風閥、活動式擋煙垂壁、風管等關鍵部件的評估體系尚未完善。因此應盡快地完善消防產品監督體系，把更多的消防部件納入消防評價范圍中去，實現防排煙系統中全面徹底的評價，同時建立嚴厲的評價監督懲罰機制，保障評價過程公正透明地進行。另外，要格外重視防排煙系統等自動消防設施的設計、施工，這種涉及建筑防火安全的設計施工必須由具備消防設施工程專業承包企業資質，并由相關消防部門進行嚴格的施工過程監督。

3.3 控制煙霧的產生量

首先在源頭上要做好煙霧的控制，像日本、法國等國家都規定部分重要公共建筑物的吊頂、地板裝飾禁止采用可燃物，因此在建筑裝修時應盡量使用耐火強度比較好的材料進行裝修，對于房屋裝飾材料和家具時，使用發煙量小，發煙速度慢的材料能夠減少煙霧的排放量。此外，根據《建筑內部裝修設計防火規范》的相關規定，建筑物內部如頂棚、墻面的裝飾材料必須是耐火耐高溫材料，我們消防審核人員在審核中要嚴格對此進行把關；其次，在高層建筑，應設計火災報警系統及自動滅火系統，即使火災發生也能將其控制在很小的區域而防止其進一步蔓延。

4 結語

高層建筑火勢蔓延快，危害嚴重，煙、火蔓延途徑多，容易形成立體火災，同時由于復雜的結構，造成疏散困難，撲救難度大，易造成重大傷亡事故。建筑監督部門要嚴格把好工程項目的各個環節，從工程設計審核到施工監督檢查以及最后的工程竣工驗收要嚴格按照規范進行，切實做好建筑工程項目防排煙系統。

參考文獻

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（責任編輯：小 燕）