高層建筑消防防煙及排煙設計探討

劉泫靈 廖艷琳

(廈門市公安消防支隊，福建 廈門 361021)

高層建筑消防防煙及排煙設計探討

劉泫靈 廖艷琳

(廈門市公安消防支隊，福建 廈門 361021)

結合高層建筑火災的特點，闡述了建筑消防防煙、排煙設計的重要性，并對當前高層建筑消防防煙、排煙設計中存在的問題進行了深入分析，提出了高層建筑消防防煙、排煙設計的方案與對策。

高層建筑，消防，防火，防煙排煙

0 引言

由于我國具有極其龐大的人口數量，而城市人口的密度又非常之高，因此，我國的建筑行業也正向著高層化、綜合化、多功能的方向發展。在這種情況下，一旦火災事故發生，那么事故將比以前更難處理。這是因為，高層建筑具有更加復雜的結構，并且火災產生的煙霧會模糊人們的視野，消防車又很難在短時間內達到所需的高度，這些都給火災救援帶來極大的難度。

1 高層建筑火災的特點

從這些建筑布局以及風口設計的角度來看，當火災發生時，由于電梯井、樓梯間、管道井等豎向管井產生的煙囪效應，外加風力的影響，會使得火勢變得更加猛烈，所導致的事故代價也會變得更大。根據對國外高層建筑發生火災事故的人員傷亡情況進行統計，我們了解到有一半以上的人員傷亡都是由于窒息而導致，還有一些人員是因為無處逃生而跳樓所致。可見，對高層建筑消防防煙、排煙進行設計是非常有必要的。

高層建筑的火災主要具備以下特征：

1)火勢蔓延速度極其之快，能夠在極短的時間內轉化為立體火災，并且很難對其進行控制，給人們的生命財產安全帶來無法估量的損失。在高層建筑內，由于管道、豎井數量較多，甚至部分樓板在建造時因封堵不到位，一旦發生火災，就會形成所謂的煙囪效應，此時建筑內部的管道井、樓梯間等豎向空間，就如同一個個煙囪，導致火勢迅速擴大，蔓延至整個建筑。

2)人員密集繁多，非常不利于消防人員開展疏散工作。由于高層建筑多為商場、住宅樓或者寫字辦公樓等等，建筑的高度決定了極長的垂直距離，因此當火災發生時，及時使建筑內部人員迅速疏散成為一個難點：人處于濃煙及高溫的環境時，精神也進入極度恐慌的狀態，想要在短時間內將人員全都撤離是極其困難的，而根據多個火災案例統計表明，在火災事故中喪生的人多半是由窒息而導致的。

3)裝備存在較大的局限性導致應急救援能力有限。和其他發達國家相比，我們國家在高層建筑消防安全疏散的設計理念上仍然有待提高。從目前的情況來看，我國的消防云梯車理論作業的高度約為100 m，但較高的云梯車展開作業所需的場地和時間也有很苛刻的要求，難以迅速進行撲救。甚至需要在樓頂借助直升機展開救援，但并非所有高層建筑都將直升機停機坪列為必要的設施，加上我國直升機及飛行操作人員的稀缺，以及建筑物密集且復雜的城市，導致直升機救援短期內難以成為普及的救援手段。

2 加強高層建筑消防防煙、排煙設計的重要性

由于我國具有龐大的人口基數，并且自從改革開放以來，城市化進程明顯加快，據媒體引用國家統計局數據：2016年，我國城鎮人口占總人口比重(城鎮化率)已達57.35%。可見我國的城市——特別是大城市人口數量呈現指數上升的趨勢。為了降低用地成本，各類建筑的高度不斷增加，并且商業、辦公、住宿、車庫等功能的集成度也越來越高，在這樣的發展情況下，高層建筑的防煙、排煙越來越多的弊端逐漸暴露出來，甚至影響火災發生時建筑物內人員疏散逃生的重大問題。由于高層建筑的樓層較高，樓梯間、電梯間、采光井等豎向管道產生的煙囪效果外加風力產生的影響，導致火勢蔓延的速度非常之快，一旦形成立體燃燒，火災的撲救工作也會變得非常困難。可見，加強高層建筑消防防煙、排煙設計，對于防火工作來說具有非常重要的意義。

3 當前高層建筑消防防煙、排煙設計中潛在的問題

3.1自然排煙窗的設置不合理

我國在與高層建筑設計相關的條文中已經明確規定，在設計自然排煙窗時，要使其處在高層建筑的上方，同時還要便于隨時將其開啟。盡管這一規定達到了火災發生時的排煙要求，但是當在實際應用時，還存在一定的不合理之處。一旦發生火災時，建筑物內部人員第一反應是及時逃離，而依靠人工手動逐一開啟自然排煙窗是難以實現的。較好的解決方案是給自然排煙窗增加設置自動傳動裝置，使排煙窗具備聯動功能，以在火災發生時能自動開啟進行排煙。但是從目前的市場情況來看，這種類型的排煙裝置制作成本較高，并且我國絕大多數的自然排煙窗都屬于側拉窗，加上設計理念及技術成熟度的限制，因此這種自動排煙裝置還沒有得到廣泛的推廣。可見，在高層建筑的消防防煙、排煙設計中，自然排煙窗的設計缺乏實際可操作性。

3.2排煙口、送風口及管道的設置可操作性較差

一般來說，在設計高層建筑消防防煙、排煙裝置時，機械排煙系統的送風口通常采用規格相同、尺寸固定的百葉窗式開風口，管道的材料也參差不齊，導致非常多的缺陷，包括：管道過長、管道內表面不光滑、管道彎頭的拐角比較多等等。這些缺點的存在都導致送風口在風量、風速上出現嚴重的不平衡。比如：在離風機比較近的地方，風速格外的大，而在送風口的末端，風速又極其小，有時還出現無風的情況。

3.3防煙設施的設置在實際使用中難以實現效果

我國對高層民用建筑的設計防火規范中要求，高層建筑的一些特定場所，都要安裝機械加壓送風的防煙設施。比如，防煙樓梯間、消防電梯間前室或合用前室等都要確保其處于正壓的狀態，這樣一來，一旦火災發生就能達到及時防止煙氣侵入逃生通道的目的，同時還有利于消防人員及時展開救援工作。但是在實際的高層建筑中，其常閉式防火門由于物業、業主管理及使用不當，大多都處于開放狀態，這就使得火災發生時，很難使防煙樓梯間等場所處于一個正壓的狀態，導致防煙設施很難發揮出正常的防煙效果。

3.4通風合用系統缺少合理性

按照我國對高層民用建筑的設計防火規范要求，機械排煙系統與通風、空氣調節系統在一定條件下是可以合用的，但是在實際施工及使用時，合用通風系統的現象經常出現。通風合用系統具有以下兩個弊端：

1)通常情況下，空調等一些通風系統采用開放式的送風口，而火災發生時，只有處于火災現場的排煙口才會開啟，其他區域的排煙口都需要關閉，這就要求通風、空調系統每個風口上都要裝設自動控制閥才能滿足排煙要求，使安裝及維護更為復雜；

2)在通風合用系統中，要設置額外的自動切換裝置，這是因為管道裝置不能與過濾器、空調器等直接相連，然而在實際進行安裝時，很難達到這一要求，此外還會增大阻力。

4 高層建筑消防防煙、排煙設計的方案與對策

4.1選擇合理的排煙方式

對于高層建筑消防排煙設計來說，最主要的就是選擇合理正確的排煙方式，這對于消防安全的工作來說起著決定性的作用。在對高層建筑消防防煙、排煙系統進行選擇時，我們經常選擇機械排煙系統進行空間排煙，雖然和機械排煙系統相比，自然排煙系統擁有更多的優勢，但是由于建筑功能的集成度、面積、體積的快速擴展，導致自然排煙系統并不適用于所有場所。選擇正確合理的排煙方式能夠從很大程度上完善高層建筑消防防煙、排煙設計。

4.2科學合理地設計排煙布置

這一內容通常包含兩個方面：

1)自然排煙布置。

在設計自然排煙裝置的過程中，切記要使排煙裝置的開口朝向各不相同，另外，還要對排煙系統的有效開口面積進行合理的計算，以便對自然排煙裝置的排煙能力大小有一個明確的掌握。特別是對于火災發生時，難以實現逐一手動開啟的自然排煙窗，就應該安裝自動傳動裝置，使排煙窗具備聯動功能。

2)機械排煙裝置。

a.要對排煙口以及排煙管道進行合理的設計和布置。依據其大小、長短、排煙量等，對排煙管道的橫截面積、排煙口的安裝位置以及其面積等等進行合理的計算；

b.合理設置延期流動。一旦火災發生時，切記排風口和機械送煙口之間的距離要經過準確計算確定，以免導致機械排煙裝置的氣流和火災的氣流相互沖突，使火勢更大。

4.3精選建筑材料

在對高層建筑排煙裝置的材料進行選擇時，特別是在選擇建筑室內的空調、排煙管道等的材料時，嚴格挑選符合其燃燒性能的材料，從而確保具有安全性。在選擇排風機時，最好選用離心排風機，確保其在280 ℃的高溫狀態下還能夠有效運作，并且能夠持續30 min以上。在選擇其他零部件以及防煙、排煙管道的材料時，要確保當火災發生時，在排煙的過程中要做到環環相扣，每一個環節都準確無誤，從而提高防煙、排煙的高效性、可靠性。

4.4其他注意事項

1)在設計高層建筑防煙、排煙裝置時，要依據相關的法律法規進行設計，并根據實際情況進行細化計算，以便當火災發生時，能夠使其充分地發揮出應有的功效。

2)質監、工商、消防等部門、機構要加大對于防、排煙產品在生產、銷售、使用等各個環節的監督執法力度，確保質量合格且安裝符合規定的產品占據市場。

3)要大力宣傳消防知識，增強民眾對于防范火災的意識，使他們充分意識到火災的危害性。平時能正確識別、維護消防設施，當發生火災時，要沉著冷靜的面對，做到迅速逃離。

5 結語

我們了解到在高層建筑的設計與施工的過程中，防、排煙設置的設計對于保證人們的生命財產安全來說起著至關重要的作用。因此，不僅要加強人民對于防火的意識，還要進一步提高防、排煙設備的設計、使用水平，降低火災所造成的危害。

[1] 杜 毅.高層建筑消防防煙、排煙設計探討[J].科技創新與應用,2013(29)：235-236.

[2] 劉 旺,田 穎.高層建筑消防防煙、排煙設計探討[J].科技致富向導,2014(26)：106.

[3] 王永富,胡 鵬.高層建筑消防防煙、排煙設計探討[J].消防界,2016(10)：68.

Discussiononsmokepreventionandsmokeexhaustdesignofhigh-risebuildings

LiuXuanlingLiaoYanlin

(XiamenMunicipalPublicSecurityFireBrigade,Xiamen361021,China)

Combining with the characteristics of the high-rise building fire, building fire prevention to illustrate the importance of smoke, smoke exhaust design, existing problems in the design of the high-rise building fire prevention are analyzed, and puts forward the scheme and countermeasure of smoke and exhaust design of high-rise building fire prevention.

high-rise buildings, the fire, fire prevention, smoke exhaust smoke

1009-6825(2017)28-0028-02

2017-07-21

劉泫靈(1986- ),男，助理工程師

TU972.4

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