論消防防排煙系統在高層建筑火災中的重要性

曾 援

（南昌市青山湖區公安消防大隊， 南昌 330006）

論消防防排煙系統在高層建筑火災中的重要性

曾 援

（南昌市青山湖區公安消防大隊， 南昌 330006）

高層建筑一旦發生火災煙氣擴散的速度非常快，容易對逃生人員造成窒息，嚴重情況下會危及逃生人員的生命安全。科學地進行防排煙設計、施工、管理尤為重要，防排煙系統的設計、施工方法成為建筑施工的重要問題之一。故此，建筑消防防排煙系統設置的合理性至關重要，是火災發生時順利逃生及救援活動開展的重要條件。

防排煙系統；建筑；火災；消防

隨著社會經濟的飛速發展，居民的生活面貌逐漸改善，生活需求也隨之越來越高。一座座大型建筑物、一堆堆建筑群拔地而起，商場的裝潢越來越精美，但是大量具有可燃性的裝飾材料五行中制造了更多火災隱患，重大火災事故在近幾年屢見不鮮，由此造成的人員傷亡和財產損失也在不斷增長。大量的火災事故證明，在火災事故中，大多數人員傷亡都是由于吸入煙氣造成窒息或中毒死亡，對于高層建筑來講，由于建筑層數較高，人員逃生設計是否合理直接關系到住戶的生命安全。為了最大限度減少火災事故中的人員傷亡，必須要做好消防防火設計，尤其要做好排煙設計。

1 高層建筑突出的火災特點

1.1 火勢蔓延較快

高層建筑內部有許多類似樓梯間、電纜井、電梯井的豎向井道，如果防火分隔區處理不好，一旦發生火災，這些豎向井道就像冒煙的煙囪助長火勢蔓延。像圖書館、綜合樓、高級賓館等高層建筑，其室內可燃物比較多，一旦起火，火勢將迅速蔓延。根據專家的測定，在火災發生初期，在空氣對流作用的推動下，煙氣在水平方向通常以0.3m/s的速度快速擴散。在火勢猛烈的階段，各管井的煙氣甚至能以 3～4m/s的速度迅速擴散。如果一幢高層建筑的高度是 100m，在突發火災時，順著豎向井道向上擴散的煙氣僅需要半分鐘就能到達頂層，這樣的擴散速度是水平方向的十倍。

1.2 疏散相對困難

高層建筑層數多，垂直距離長，建筑內部人員相對集中，發生火災時，疏散到地面等安全場所所需的時間較長。而且由于建筑內部豎向井道的空氣對流暢通，煙氣擴散速度非常快，無形中為疏散內部受災人員的行動增加了一定的難度。并且目前許多城市中能夠撲救高層建筑火災的登高消防車數量為數不多，難以滿足現場救援需要。普通電梯在火災時因不防煙火或停電等原因無法使用，而我國多數高層建筑的安全疏散主要靠樓梯，但是樓梯間內一旦竄入煙氣，就會嚴重影響疏散工作的進行。這些都屬于高層建筑發生火災時進行疏散工作的不利條件。

1.3 撲救工作難度很大

近幾年建成的高層建筑高度少則十多米，也有數百米高的。垂直建筑結構一旦有火災發生，很難從室外直接進行有效的撲救。為了減少人員傷亡，必須依靠建筑內部的消防設備進行自救。而我國目前的經濟技術水平有限，相應的消防設備尚不健全，尤其是二類高層建筑目前仍然依靠消火栓進行火災撲救，高層建筑本身儲水量有限，發生火災后熱輻射較強，火勢蔓延速度非常快，單憑消防栓遠遠達不到高層建筑火災自救要求。而在最近幾年，隨著建筑技術發展,建筑物高度也在不斷增加。這些超高層建筑,尤其是40層以上建筑本身就具有較大火災危險性,即使完全照相關規范規定進行防火設計,也會出現一些與建筑安全使用、有效救援相左的問題,需要我們在防火設計的概念上有所調整。

2 防排煙系統的特點及重要性

防排煙系統是由排風管道、管井、防火閥、門開關設備、排風機等設備組成，是防煙系統和排煙系統的總稱。一般而言，高層民用建筑的防排煙系統分為機械加壓送風的防排煙設施和可開啟外窗的自然防排煙設施。從而防止煙氣進入疏散通道或將煙氣有效的排至建筑物外。

高層建筑最明顯的一個特點就是高，在火災發生的情況下，現場人員往往會存在一些消極心理，比如焦慮、緊張以及恐懼等，這樣便很難快速地逃離火災現場。而在高層建筑設置防排煙系統，便能夠使高層建筑中一些易燃物品與易爆空氣的蔓延得到有效控制，并且在火災發生的情況下，基于消防排煙系統中的防火閥，還能夠對火勢的蔓延進行有效阻止，從而為火災現場人員逃離提供有利時間。

3 消防防排煙系統設置

防排煙系統是由防煙系統和排煙系統共同組成的消防系統。防煙系統的作用是通過機械加壓送風阻止煙氣向疏散通道擴散，保證人員能夠安全地從疏散通道通行；排煙系統的作用是通過自然排煙或機械排煙把起火點的煙氣引到建筑外，從而避免火災現場煙氣過重對受災人員構成生命威脅。機械防排煙系統主要包括管井、送排風管道、防火閥和開關設備等零部件，設置在樓梯間正壓，防煙分區及排煙量有直接聯系。

3.1 排煙設施設置

建筑排煙方式主要有自然排煙（即打開外窗排放煙氣）和機械排煙兩種方式。目前大部分高層建筑都采用自然排煙方式，其配置并不是最科學的，使用過程中還可能出現一些問題。目前大部分高層建筑的防火災排煙系統都是按照防火災相關規定布置的，在結構和功能上力求達到最佳配置。設在迎風面的排煙窗口，在火災發生時是不利于排煙的，并且還存在煙氣倒灌的可能性。可利用下懸窗、平移窗等幕墻保證排煙暢通，比如打開平移窗后會形成擋煙板，它能與窗口形成負壓，在不影響室內采光的前提下促使室內煙氣盡快向外排出，并且能夠美化建筑物外觀，是目前為止一種比較先進但是造價較高的排煙方式；一部分高層建筑受熱壓作用，熱壓形成于上下層間，建筑的高度有中和面，稱之為室內防火分區。在布置防煙分區時必須考慮熱壓的影響作用。布置排煙系統的目的是在火災發生時將火災現場的煙氣引到建筑外，保證建筑內部人員在相對安全的環境中盡快疏散逃生。當煙氣帶火或者煙氣溫度達到280℃時，為了控制火勢，必須將所有排煙通道關閉。

3.2 防煙系統的設置

上文已提及，消防排煙系統有機械加壓送風排煙系統和可開啟外窗的自然排煙系統之分。建筑消防相關法文中有一些規定，比如疏散樓梯間或前室可利用自然排煙方式進行排煙，煙氣可以進入到安全保護區域。相對機械排煙系統來說，自然排風可靠性更好，排煙效果并不比機械排風效果差。但是自然排煙系統必須精心布置，具體方法如下：

（1）重點考慮送風管道的材質及橫截面積、送風口的尺寸。據建筑排煙方面的相關規定，設計送風管道時應該重點送風口大小和管道的橫截面積，并且考慮不同的送風管道必須使用不同的材質，以確保排煙系統的構造科學合理，并且符合相關規定。

（2）要優化排煙系統的應用方式。實踐證明，當高層建筑內部突發火災時，如果將著火層和鄰近著火層的前室送風口打開進行排煙，并不能有效控制火勢。如果著火層的火勢并未對鄰近樓層構成威脅，沒必要打開鄰近樓層的防煙設施[2]。

（3）重點關注排煙系統的送風量和漏風量。一般來說，高層建筑內部電梯口和防火門總面積越大，漏風量就越大。鑒于此，必須嚴格遵循《建筑設計防火規范》布置排煙系統時，確保加壓區正壓值符合建筑防火災的相關規定。

3.3 地下室樓梯間加壓送風問題

先判斷樓梯間是防煙樓梯間還是封閉式樓梯間還。如果是能夠滿足自然送風要求的封閉樓梯間，可以將通風窗直接打開來排放煙氣，若不滿足條件時就需設置加壓送風。如果是防煙樓梯間，只能采用加壓送風式排煙構造。其中，地下室加壓送風又有幾個情況：一種情況是防煙樓梯間及前室或合用前室應該以以超過16000m3/h的送風量獨立送風，假設不直接對前室或是合用前室送風，送風量應該達到 25000m3/h或者比之更高，另外要設置余壓閥；二是能夠滿足自然排煙要求的防煙樓梯，前室或合用前室的送風量應該達到22000m3/h或比之更高。

4 結束語

綜上所述，只有對防排煙系統的態度得到明確，對其單獨的系統屬性及重要性得到合理認識，才能在工程中對防排煙系統的設計進行合理完善，保證設計和安裝都能達到建筑防排煙布置要求，使建筑工程中防排煙系統其功能不斷完善，進一步將其防火減災的作用得到有效發揮。

[1]李孟君.談消防防排煙系統在建筑火災中的重要作用[J]. 山西建筑. 2016(20)

[2]利云飛.民用建筑防排煙系統設計要點探討[J]. 廣東化工. 2013(06)

TU714

B

1007-6344（2017）09-0258-01

曾援（1979-）男，漢族，江西南昌人，工程師，本科，研究方向：計算機科學與技術,防火工程