高層住宅建筑機械防煙系統(tǒng)存在問題及解決對策

陳　靜

(寧波市公安消防支隊，浙江 寧波　315000)

近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加快，城市用地日趨緊張，高層住宅建筑成為城市住宅建筑的主流。由于高層住宅建筑內(nèi)部設(shè)有電梯井、電纜井、風(fēng)道、樓梯間等豎向井道，發(fā)生火災(zāi)時，高溫、有毒煙氣通過豎向井道迅速蔓延，形成“煙囪效應(yīng)”，加劇火勢的發(fā)展，進而影響建筑內(nèi)被困人員的安全疏散和消防人員的火災(zāi)撲救工作[1]。

目前，高層住宅建筑火災(zāi)煙氣的控制方式主要有自然排煙、機械排煙以及機械防煙。機械防煙系統(tǒng)在功能上不受建筑結(jié)構(gòu)、氣象條件和環(huán)境的影響，在高層建筑人員疏散、火災(zāi)撲救方面具有不可替代的作用，絕大部分工程都將機械防煙系統(tǒng)作為安全系數(shù)最高的控?zé)熓侄螒?yīng)用于高層建筑的火災(zāi)煙氣防控之中[2-3]。然而，機械防煙系統(tǒng)在真實火災(zāi)中會受到諸多因素的影響，對煙氣的控制效果往往并不理想，不能保證人員在疏散過程中的生命安全，尤其在高層住宅建筑中存在的問題更為突出。

筆者以高層住宅建筑機械防煙系統(tǒng)為研究對象，結(jié)合某高層住宅小區(qū)單元樓內(nèi)部機械防煙系統(tǒng)設(shè)置實例，從機械防煙系統(tǒng)的設(shè)計、啟動、管理等方面入手，對存在的問題進行深入分析，并結(jié)合規(guī)范要求提出具體的解決對策。

1　高層住宅建筑機械防煙系統(tǒng)存在的問題

1.1　機械防煙系統(tǒng)設(shè)計存在的問題

高層住宅建筑設(shè)置機械防煙系統(tǒng)的目的在于當(dāng)建筑發(fā)生火災(zāi)時，機械防煙系統(tǒng)能夠確保防煙部位不受火災(zāi)煙氣的干擾，從而確保火場內(nèi)部被困人員能夠從疏散通道安全逃生。因此，防煙部位必須與著火樓層保持一定的正壓差，從而確保火災(zāi)時煙氣無法進入該部位[4-5]。從機械防煙系統(tǒng)的設(shè)計方面分析，送風(fēng)量不足和加壓送風(fēng)機設(shè)置不合理是影響系統(tǒng)防煙效果的主要原因。

1.1.1機械防煙系統(tǒng)送風(fēng)量不足

在對高層住宅建筑機械防煙系統(tǒng)設(shè)置狀況進行的調(diào)研及實測中發(fā)現(xiàn)：大多數(shù)高層住宅建筑現(xiàn)有機械防煙系統(tǒng)風(fēng)機的送風(fēng)量及余壓值均難以達到相關(guān)規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)，在實測過程中甚至發(fā)現(xiàn)有些建筑機械加壓送風(fēng)口處的送風(fēng)風(fēng)速幾乎接近于零。造成送風(fēng)量及余壓值不足的原因主要表現(xiàn)在以下三個方面：(1)機械防煙系統(tǒng)設(shè)計時送風(fēng)量計算值不準(zhǔn)確。根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，高層住宅建筑防煙部位機械加壓送風(fēng)量的確定，要根據(jù)建筑實際情況，經(jīng)風(fēng)速法、壓差法綜合計算之后，綜合考慮規(guī)范中給出的參考風(fēng)量值，取最大者作為系統(tǒng)最終確定的送風(fēng)量。但在實際工程的設(shè)計中，為了簡化計算，有些工程設(shè)計并未嚴(yán)格遵循這一標(biāo)準(zhǔn)，簡單參照規(guī)范值確定系統(tǒng)送風(fēng)量，或雖然經(jīng)過了計算，但計算時未考慮風(fēng)量損失等因素，造成機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機設(shè)計風(fēng)量不滿足防煙要求，從而導(dǎo)致了系統(tǒng)先天不足。(2)建設(shè)單位在施工時沒有嚴(yán)格按照設(shè)計者給定的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，在風(fēng)機選型時購買功率偏小的風(fēng)機。(3)風(fēng)機生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)技術(shù)上存在缺陷，生產(chǎn)的風(fēng)機不能滿足市場需求，卻仍舊將不合格的風(fēng)機投入市場。

1.1.2風(fēng)機設(shè)置位置不合理

為防止火災(zāi)時建筑物排出的高溫?zé)煔馔ㄟ^機械防煙系統(tǒng)再次進入建筑物內(nèi)部，通常應(yīng)將機械加壓送風(fēng)機設(shè)置在建筑物下部。但在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，目前絕大多數(shù)住宅建筑，都是將機械排煙系統(tǒng)的排煙風(fēng)機與機械防煙系統(tǒng)的加壓送風(fēng)機同時設(shè)置在建筑物的屋頂，且排煙風(fēng)機的高溫?zé)煔獬隹谂c加壓送風(fēng)機新鮮空氣的取風(fēng)口相對位置過近，造成火災(zāi)時煙氣流通路線的“短路”，使高溫有毒的火災(zāi)煙氣剛剛從機械排煙系統(tǒng)的岀煙口排出，就再次被機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)吸入并送進樓梯間內(nèi)，嚴(yán)重威脅人員的安全疏散。圖1所示為某高層建筑屋頂機械加壓送風(fēng)機與高溫排煙機的相對設(shè)置位置，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，機械防煙系統(tǒng)一旦工作，即刻會將排煙風(fēng)機排出的火災(zāi)煙氣吸入送風(fēng)機，火災(zāi)煙氣通過防煙系統(tǒng)再次進入防煙部位，導(dǎo)致防煙區(qū)域被火災(zāi)煙氣侵襲。

圖1　某高層住宅建筑機械加壓送風(fēng)機與機械排煙風(fēng)機相鄰設(shè)置

部分建筑將加壓送風(fēng)機設(shè)置在露天處，常年日曬雨淋且缺少必要的維護保養(yǎng)，使得風(fēng)機性能下降甚至嚴(yán)重?fù)p壞，如圖2所示。在火災(zāi)發(fā)生時，嚴(yán)重?fù)p壞的風(fēng)機不能正常工作，無法起到防煙的作用。還有部分建筑雖有專門的機房來設(shè)置防煙系統(tǒng)的加壓送風(fēng)機，但由于機房空間受限或者進風(fēng)墻面積不足等原因，無法保證防煙系統(tǒng)有足夠的進風(fēng)量，這也是導(dǎo)致風(fēng)機送風(fēng)量不足的一大原因，如圖3所示。

圖2　某高層住宅建筑屋頂損壞嚴(yán)重的加壓送風(fēng)機

圖3　某住宅建筑屋頂進風(fēng)空間狹小的風(fēng)機房

1.2　機械防煙系統(tǒng)啟動存在的問題

很多高層住宅建筑尤其是老舊建筑，機械防煙系統(tǒng)在啟動方式上都存在著多種多樣的問題，與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB 50116—2013)[6]的相關(guān)條文要求不符，在火災(zāi)發(fā)生時會影響機械防煙系統(tǒng)的啟動、運行與功能，從而無法控制火災(zāi)煙氣的蔓延。(1)部分高層住宅建筑內(nèi)，疏散走道、樓梯間、前室等場所未按要求配置火災(zāi)探測器，或者雖設(shè)置火災(zāi)探測器但探測器并未真正投入使用，或者火災(zāi)報警控制器因故障無法正常發(fā)出報警信號，這幾種情況均不能及時報警并聯(lián)動啟動機械防煙系統(tǒng)。(2)消防控制室工作人員對機械防煙系統(tǒng)手動啟動方式不了解，對消防聯(lián)動控制器手動控制盤中機械加壓送風(fēng)口、防煙風(fēng)機等設(shè)備開啟、停止按鈕所在位置不熟悉，不會操作。(3)機械加壓送風(fēng)機的配電要求不達標(biāo)。部分高層住宅建筑的機械加壓送風(fēng)機供電線路接自樓層照明配電箱，并非消防專用電源；部分高層住宅建筑的防煙風(fēng)機接電時使用的是單回路配電，沒有達到雙電源供電并末端自動切換的要求。

1.3　機械防煙系統(tǒng)管理存在的問題

高層住宅建筑的消防安全管理，除了需要有明確的消防安全責(zé)任制度、有力的消防管理措施外，還需要住戶具有一定的消防安全意識。但在調(diào)研和走訪過程中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)住宅小區(qū)消防安全管理比較混亂，不僅存在消防車道堵塞、安全出口封閉等問題，在消防設(shè)施的維護、管理及使用上更是漏洞百出。

1.3.1單位消防管理混亂，物業(yè)人員業(yè)務(wù)不精

小區(qū)物業(yè)是住宅小區(qū)消防工作的責(zé)任主體，然而，大多數(shù)物業(yè)管理人員并沒有發(fā)揮其應(yīng)有的作用，具體表現(xiàn)在小區(qū)物業(yè)人員的消防意識不強、消防安全責(zé)任落實不到位、缺乏有力的消防管理措施、沒有專項經(jīng)費維護消防設(shè)施等方面。加之小區(qū)物業(yè)單位在客觀上存在人力、物力資源上的局限，未能很好地落實值班制度，未能定期履行職責(zé)對小區(qū)內(nèi)固定消防設(shè)施進行必要的檢查和維護保養(yǎng)，對小區(qū)的固定消防設(shè)施情況掌握不清，甚至致其長期處于故障狀態(tài)，且長時間無人檢修。正因為存在管理上的缺陷和漏洞，在調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)了很多住宅小區(qū)機械防煙系統(tǒng)因維護不及時導(dǎo)致的風(fēng)機損壞、風(fēng)機連接部位斷裂等現(xiàn)象(如圖4所示)，致使機械加壓送風(fēng)機在火災(zāi)情況下無法正常使用，從而失去對火災(zāi)初期煙氣蔓延擴散的控制。

圖4　某高層住宅屋頂由于缺乏維護導(dǎo)致?lián)p壞的機械防煙設(shè)施

在走訪過程中，針對小區(qū)物業(yè)管理人員是否經(jīng)過專業(yè)崗前培訓(xùn)進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)大部分小區(qū)物業(yè)在人員配備方面只考慮到“有沒有”而不考慮“會不會”，大多數(shù)消防負(fù)責(zé)人對本崗位職責(zé)模糊不清，對本單位內(nèi)所配備的消防設(shè)施數(shù)量、位置、是否完整好用等情況掌握不到位，對在某種緊急情況下該采取何種相應(yīng)的消防應(yīng)急措施沒有明確的概念。

1.3.2住戶消防意識薄弱，消防違法行為多

大多數(shù)小區(qū)居民在日常生活中缺乏消防安全意識，在住宅小區(qū)中經(jīng)常出現(xiàn)樓道內(nèi)亂堆雜物、常閉式防火門人為常開的現(xiàn)象。不但如此，調(diào)查走訪中還發(fā)現(xiàn)了住戶將機械防煙系統(tǒng)送風(fēng)口遮擋甚至封堵的現(xiàn)象(如圖5所示)。種種忽視消防安全的行為，會嚴(yán)重影響火災(zāi)時人員的安全，造成嚴(yán)重的后果。

圖5　某住宅小區(qū)中遮擋機械防煙送風(fēng)口現(xiàn)象

2　高層住宅建筑機械防煙系統(tǒng)問題解決對策

2.1　嚴(yán)格機械防煙系統(tǒng)設(shè)計及設(shè)置

高層住宅建筑機械防煙系統(tǒng)設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，一般來說應(yīng)該包括送風(fēng)量的確定、送風(fēng)口尺寸的確定、送風(fēng)管道尺寸的確定和送風(fēng)機型號的確定等。送風(fēng)量主要依據(jù)壓差法和風(fēng)速法兩種方法來計算，再經(jīng)過與規(guī)范規(guī)定值比較后確定；送風(fēng)口的尺寸一般要求按其送風(fēng)口有效面積計算的送風(fēng)速度不超過7 m·s-1；送風(fēng)管道尺寸采用假定流速法的計算步驟和方法來確定；送風(fēng)機型號依據(jù)系統(tǒng)的總風(fēng)量和總阻力來確定。而機械防煙系統(tǒng)設(shè)置，更要綜合考慮風(fēng)機、送風(fēng)口及主要組件布置的合理性[7-8]。

2.2　完善機械防煙系統(tǒng)啟動模式

機械防煙系統(tǒng)的啟動模式通常情況下可以分自動與手動兩種，兩種模式互為補充、缺一不可。自動啟動模式，是在火災(zāi)發(fā)生時由消防聯(lián)動控制器發(fā)出控制信號，使機械加壓送風(fēng)機及常閉送風(fēng)口等設(shè)備聯(lián)動啟動運行，此時必須保證火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的火災(zāi)探測器、手動火災(zāi)報警按鈕的設(shè)置及功能正常，并保證消防聯(lián)動控制器處于自動狀態(tài)。手動啟動方式既包括消防控制室遠程手動啟動，也包括風(fēng)機現(xiàn)場手動啟動。這種方式是在自動啟動失效的情況下，人為啟動機械防煙系統(tǒng)的一種必要方式，從而保證該系統(tǒng)在火災(zāi)情況下能有效啟動并運行[9-10]。

2.3　加強機械防煙系統(tǒng)的管理及維護

2.3.1提高物業(yè)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)，落實消防安全工作制度

物業(yè)消防管理人員要熟悉建筑及內(nèi)部消防設(shè)施的基本情況，熟練掌握初期火災(zāi)處置程序，能夠在發(fā)現(xiàn)火災(zāi)之后做好群眾的安全疏散工作，并能夠積極有效地為做好火災(zāi)撲救工作提供必要的幫助。消防部門應(yīng)該對小區(qū)物業(yè)管理部門進行指導(dǎo)，制定有針對性的消防安全責(zé)任制度，明確崗位職責(zé)，并定期對物業(yè)管理部門工作人員進行專業(yè)的消防技能培訓(xùn)，使其熟練掌握各種消防設(shè)施的使用方法。

2.3.2加強消防宣傳力度，提高業(yè)主消防意識

針對高層住宅居民消防意識淡薄、日常生活中消防違法行為多的現(xiàn)象，消防部門以及小區(qū)物業(yè)消防管理部門應(yīng)著力加強消防宣傳工作。可通過在小區(qū)內(nèi)開展消防安全警示教育活動，組織業(yè)主走進消防隊參觀學(xué)習(xí)等途徑直接或間接地促使居民學(xué)習(xí)消防法律法規(guī)，提高居民消防安全意識。此外，可通過制定并與業(yè)主簽訂高層住宅建筑居民防火公約的方式，將居民出現(xiàn)的消防違法行為與相應(yīng)責(zé)任列入其中，以合約的形式來約束居民的行為，最大限度減少居民日常生活中消防違法行為的發(fā)生。

3　結(jié)束語

本文以高層住宅建筑機械防煙系統(tǒng)為研究對象，結(jié)合實地調(diào)研情況，對高層住宅建筑機械防煙系統(tǒng)存在的問題進行了討論分析，從系統(tǒng)設(shè)計、啟動運行、管理維護等方面，提出了高層住宅建筑機械防煙系統(tǒng)無法正常發(fā)揮功能的解決對策。高層住宅建筑在火災(zāi)煙氣防控方面仍然存在諸多亟待解決的問題，要根據(jù)規(guī)范要求，綜合研究數(shù)據(jù)與調(diào)研情況，有針對性地對實際工程中高層住宅建筑的防排煙工作提出合理性建議。