高層建筑防排煙設計中常見問題分析及對策

【摘要】在高層建筑設計中，排煙系統設計意義重大，一方面通過排煙系統能夠有效排除高層建筑居民日常生活所產生的煙氣、熱量，從而改善空氣環境，提高居住質量；另一方面，防排煙系統在火災防范、撲救中具有重要作用，能夠有效減少煙氣窒息等事故的發生。對此，本文首先介紹了常見的建筑防排煙方式，并詳細分析了高層建筑防排煙系統中的常見問題，然后提出了一系列高層建筑防排煙設計優化對策，以保障高層建筑防排煙效果。

【關鍵詞】高層建筑；防排煙設計；對策

1、引言

高層建筑防排煙系統對于防范火災至關重要，根據調查顯示，近年來高層建筑火災已經給人們的生命財產安全構成了巨大威脅，很多人員傷亡都是因為煙氣所造成的窒息或者中毒所導致的?；诖?，探究有效對策使得火災發生時迅速排除煙氣至關重要。

2、建筑防排煙方式

建筑防排煙工程主要涉及兩個方面，防煙和排煙。防煙主要是利用各種措施避免煙氣從有煙區擴散到無煙區，并且盡可能的降低著火區域內的煙氣量；排煙就是通過有效措施盡快把煙從煙區中排放到大氣中。在具體工程中，防煙系統和排煙系統分別起到了防止煙氣擴散和盡快排煙的作用。據《建筑設計防火規范》的規定，建筑內的排煙可以使用開啟外窗等自然排煙方式或機械排煙方式；防煙可采用機械加壓送風的方式。

2.1 自然排煙

自然排煙主要是指通過自然力的作用，保持室內外空氣的流通，形成風壓，或者是通過空氣的流動使可燃物的燃燒形成不均勻的室內外熱壓，從而自然排煙。

2.2 機械排煙

機械排煙主要需要通過外力作用，依靠電能產生的機械動力，有效排除室內熱量和煙氣。

2.3 機械防煙

機械防煙又被稱為機械加壓送風，指的是依靠電能產生的機械動力進行強制性送風，從而確保避難所和疏散路線空間內的正常正壓值，有效避免煙氣從有煙區進入無煙區。

3、高層建筑防排煙系統設計常見問題

3.1 風機選擇不合理

各種前室間的機械加壓的風量應該依據具體的計算結果來確定，如果規范值和計算值不相符，則一般可以選擇較大的值進行選取確定。一些設計直接用規范值來確定，而這樣就會導致所選的風機產生的風量不足，無法達到預期的效果。另外，還有一些設計所采用的是將機械排煙與排風互相結合，但是缺點在于不能根據設計的要求選擇雙速風機。除此以外，還有一些單位因為疏忽大意，以至于所購買風機的功率比設計所要求的要小，產生的風量不足。

3.2 自然的排煙窗設計不理想

該問題指的是在設計的過程中，可能會出現構造方面的一些誤區。比如，一些排煙窗本來是不固定的，但是由于設計的失誤，可能將其設計為固定窗，從而無法達到適當排煙的效果。另外還有一些將能夠開啟的排煙窗設計在窗的下部，而固定窗則被設計為在窗的上部。上述做法并不符合客觀的規律的，在實際應用中也會嚴重影響到排煙的功能。

3.3 排煙閥位置安裝不合理

這一問題主要是由于工作人員的自身技能與意識缺乏，沒有意識到排煙閥與送風閥的不同，直接導致錯位的安裝，最終導致問題的出現。

3.4 正壓送風系統壓差的調節裝置設計不合理

據相關要求，合用前室與防煙樓梯間應該設置獨立的送風系統，在支風管位置需要安置自動調節裝置，但由于技術問題，目前在很多正壓送風系統設計中，并不具備相應的壓差自動調節裝置，無法形成高于前室或樓梯間余壓值。

3.5 送風口設置不符合要求

一些豎向的防排煙系統采用的是固定的百葉窗式送風口，其尺寸是相一致的，使得每層的送風口在風速上不均衡。即出現離風機比較遠的送風口的風量有所不足，末端的甚至接近于零。

4、高層建筑防排煙設計優化對策

4.1防煙系統設計

防煙設計方式在高層建筑防煙設計中常用的是機械加壓送風，此類工程中要從以下幾個方面來強化設計的有效性：①送風量的計算精確度應提高。送風量是機械加壓送風系統安全性設計的一個關鍵點，而在實際中，送風量的計算常被有限的工作條件制約簡化，導致不能夠精確的計算出合適的送風量。對于這一弊端，應該在實際工作中建立健全完整的建筑模型煙塵控制區，從整體角度確定送風量，可提高系統的安全性。②適當的風量與風量范圍。空間內空氣泄露洞口越多，面積越大會使加壓空間的送風量越大，加壓的面積難以保證正壓值，而設置的防火門也會對風量產生影響。此時就要根據實際的加壓空間與送風量大小在設計匹配的風量與范圍內，使設計在最大空間合理化。③對系統運行進行優化。因為一旦遭遇火災，開啟著火層的送風口對防排煙的意義不太大，此時的設計應著重考慮單點火災。為了更加的經濟可靠，需確保著火層前室送風口開啟方便、快捷。

4.2 自然排煙窗的設計

在高層建筑防排煙設計中，自然排煙經濟性較高，施工便捷，而且維護管理比較方便。

如果滿足自然排煙條件，則可以優先選擇這一設計方式，但是如果設計方式不當，則會很難達到設計要求。排煙窗設計對于自然排煙的效果具有很大影響，下文將對自然排煙窗（排煙口）的位置、結構形式及有效面積進行詳細分析探究。當火災發生時，排氣為上升氣流，為了提升排煙效果，可以將自然排煙窗設置在排煙區域外墻上方或者屋頂上。如果設置在外墻上，則排煙口底標高不應該低于室內凈高度的1/2，而且還需要設置便于開啟的自動裝置或者手動裝置，而且手動開關應設在距地面0.8～1.5m位置。與此同時，自然排煙窗的開啟方向應該沿著火災氣流方向；自然排煙窗與防煙分區的最大水平距離應該控制在30m以內。只有嚴格設置排煙窗，才可以達到較好的自然排煙效果。排煙窗口的形式有很多中，不同形式的派窗口，其有效面積參數也是不同的。對實際工程進行調查研究發現，當采用側拉窗時，有效面積應按開啟的最大窗口計算；當開啟角度大于等于70°，其面積可按窗的面積計算；當開啟角度小于70°，其面積近似按以下公式計算窗的有效面積：Fp=Fc×sinα式中：FP指的是有效排煙面積，m2；Fc指的是窗的面積，m2；α指的是窗的開啟角度。

4.3 樓梯送風系統

在高層建筑的實際使用過程中，樓梯間正壓送風的系統在工作過程中會時常出現問題，由于樓梯間的封閉效果不好或者加壓的風量出現泄漏的狀況，就不會及時的形成安全正壓，導致火災的煙氣侵入到整個樓梯，并出現大面積的蔓延現象。大多數的高層建筑在進行樓梯防火門的選擇時，往往會選擇價格較低的常閉式防火門。在高層建筑施工結束并投入實際使用中時，由于閉門器在打開角度超過90°會出現不能自動關閉的情況，導致常閉式的防火門始終處于敞開狀態。除此之外，高層建筑物中的業主會為了自身出行的方便，有意將常閉式防火門拆除或者破壞，使其處于敞開狀態。以上兩種情況使常閉式防火門處于常開狀態，失去其自身的功能及作用，不能保證樓梯間的封閉狀態，即使開啟送風系統也無法形成樓梯間的正壓，進而出現高層建筑物的安全隱患。若在防煙樓梯與前室都安裝常開式防火門，則可

以有效的防止以上情況的出現。常開式防火門處于敞開狀態，在發生火災時，可以自動關閉，并與送風系統共同發揮防排煙的作用。對于機械加壓送風系統，在取風口設置工作中常出現位置設置不當的現象。高層建筑物中取風口的設置地點較為復雜，包括樓頂，室內，或者與樓梯間相通。取風口的不合理設置會受到火災的安全威脅，極易將火災的煙氣吸入到樓梯的防煙區域，從而出現極為嚴重的后果。因此，在高層建筑物送風系統的取風口設置工作中，應根據實際情況進行科學合理的設置。在取風口的位置設置煙霧探測器，高層建筑物中一旦出現煙氣就會感應到，并自動開啟送風系統的關閉程序。除此之外，送風系統的取風口不應設置在出現火災煙氣威脅的位置，最好設置在高層建筑物的底部位置，并且處于上風方向。

4.4 風管密封性設計

防排煙管道是高層建筑防排煙系統設計的主體內容，在對其進行設計與施工的過程中，有關設計施工人員不僅要考慮風管設計的合理性、施工的準確性等問題，同時還應對其施工的質量進行把握。對此，在具體的施工過程中，有關工作人員應在注重施工進度的同時，加強對施工各項細節的重視程度，努力提高施工質量，注重細節、提高施工質量。為了有效解決風管密封性較差問題，需要施工人員加大對細節部分的關注力度，例如：做好風管接縫、接管連接處的施工工作，確保風管的密封性；嚴格按照施工規范行事，防止出現管道堵塞現象。在開展管道施工過程中，應該加強對外部附加支撐結構的重視程度，做好細節工作，以此提高管道施工質量，促使風管漏風問題得到有效解決。

結語：

綜上所述，高層建筑防排煙設計是高層建筑設計中的一個重要環節，如果不能做好防排煙工作，則會直接影響建筑的使用安全。因此，必須充分掌握防排煙設計的理論，充分利用相關防排煙的規范，科學合理地設置防排煙系統。除此以外，還應該加強高層建筑防排煙設施的維護和管理，這對高層建筑防排煙設計系統的完善是至關重要的。