淺析高層建筑防排煙設(shè)計(jì)要點(diǎn)

崔冰冰

摘 要：如何在確保工程消防安全的前提下，經(jīng)濟(jì)、合理的設(shè)計(jì)防排煙系統(tǒng)，是目前在建筑防排煙設(shè)計(jì)中面臨的重要問題。筆者根據(jù)自己的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及對各消防規(guī)范的理解，針對在防排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常遇到的問題提出了一些建議，并給同行們提供一些意見，僅供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；防排煙；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1 前言

煙氣是不同燃燒產(chǎn)物的直觀表象，是物質(zhì)燃燒反應(yīng)過程中熱分解生成的含有大量熱量的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)物質(zhì)與空氣的混合物，由于煙氣對人體所產(chǎn)生的窒息作用、刺激作用和高溫作用，使之成為阻礙人們火場逃生、滅火行動(dòng)以及造成火場人員傷亡的主要原因，據(jù)統(tǒng)計(jì)在火災(zāi)事故中死亡的人中80%是由于吸入煙氣所致。高層民用建筑內(nèi)人員數(shù)量較多，建筑物內(nèi)部功能復(fù)雜，疏散距離相對較長，室內(nèi)裝修標(biāo)準(zhǔn)高，發(fā)生火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的煙氣多，煙氣對人員疏散、滅火行動(dòng)的影響更為突出，所以加強(qiáng)高層民用建筑的防排煙設(shè)計(jì)，減少煙氣的影響，確保人員順利疏散、安全避難，為火災(zāi)撲救創(chuàng)造有利條件，是設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的重要環(huán)節(jié)。

2 高層建筑火災(zāi)特點(diǎn)以及防排煙方法

2.1 高層建筑火災(zāi)發(fā)生特點(diǎn)

首先，火勢蔓延速度快，高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，其建筑內(nèi)部的樓梯間、風(fēng)道、電纜井、管道井等各種豎井，會發(fā)生很顯著的煙囪效應(yīng)，建筑越高，風(fēng)力越大，則火勢越猛；其次，隱患多，高層建筑結(jié)構(gòu)功能相對復(fù)雜化，設(shè)施多，裝修繁瑣，引火物與點(diǎn)火源多，并且，自動(dòng)化程度高，用電量大。這就使得漏電和短路的故障幾率非常之高，極易形成火災(zāi)隱患，人員密集也使得人為造成火災(zāi)的幾率相應(yīng)增加；再次，建筑內(nèi)人員疏散難度大，高層建筑樓層數(shù)多，上下疏散的距離長，故疏散到地面所用的時(shí)間也較長，若樓梯設(shè)計(jì)不科學(xué)，煙火竄入之后，容易造成巨大傷亡事故；最后，撲救高層火災(zāi)的難度很大，高層建筑多數(shù)都具有登高難，消防供水難度大以及排煙難度大的特點(diǎn)。

2.2 高層建筑防排煙設(shè)計(jì)常見方法

首先，防煙方法分為：①非燃化防煙：這種方式是從源頭上控制煙氣產(chǎn)生的措施，在建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，主要是由各種可燃物產(chǎn)生的煙氣，對于各種家具以及裝修材料盡量使用非燃材料或者難燃材料，在進(jìn)行裝修處理的過程中，要做好防火措施，將煙氣的生成量降低到最小范圍內(nèi)；②密閉防煙：此種方式適用于耐火性和密閉性都較好的房間，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，將著火房間做好封閉處理，在空氣減少的情況下，火災(zāi)會因?yàn)槿毖醵孕邢纾虎圩璧K防煙， 阻礙防煙主要是在煙氣流動(dòng)的路線上，設(shè)置各種屏障，阻礙煙氣的擴(kuò)散和流通；④機(jī)械防煙， 這種防煙方式具有一定的特殊性，主要是在火區(qū)之外的空間內(nèi)，利用機(jī)械送風(fēng)的方式形成正壓，以此來防止煙氣的擴(kuò)散。

其次，排煙方法主要分為：①自然排煙：在火災(zāi)中的煙氣具有高溫的特點(diǎn)，煙氣在受熱的狀況受到冷空氣的對流，會向上部運(yùn)動(dòng)，所以可以利用煙氣的浮力與外部的風(fēng)力，將火災(zāi)中的煙氣排出，這種排煙方式稱之為自然排煙；②機(jī)械排煙：在火災(zāi)發(fā)生初期，利用機(jī)械將著火區(qū)域內(nèi)的煙氣排出，降低著火區(qū)的壓力，避免其向外界擴(kuò)散，這種方式稱之為機(jī)械排煙。

3 高層建筑防排煙設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

3.1 自然排煙設(shè)施設(shè)計(jì)要點(diǎn)

自然排煙是利用煙氣的熱壓或室外風(fēng)壓的作用，通過與防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和兩者合用前室相鄰的陽臺、凹廊或在外墻上設(shè)置便于開啟的外窗或排煙窗進(jìn)行無組織的排煙。其優(yōu)點(diǎn)是：不需要專門的排煙設(shè)備；構(gòu)造簡單、經(jīng)濟(jì)；火災(zāi)時(shí)不受電源中斷的影響；平時(shí)可兼做換氣用。其不足之處是：因受室外風(fēng)向、風(fēng)速和建筑本身密閉性或熱壓作用的影響，排煙效果不太穩(wěn)定。因此，當(dāng)考慮采用自然排風(fēng)時(shí)，應(yīng)符合以下條件：除建筑高度超過50m的一類公共建筑和建筑高度超過100m的居住建筑外，靠外墻的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和合用前室，宜采用自然排煙方式。靠外墻的防煙樓梯間每五層內(nèi)可開啟外窗總面積之和不應(yīng)小于2.00m2。防煙樓梯間前室、消防電梯間前室可開啟外窗總面積之和不應(yīng)小于2.00m2，合用前室不應(yīng)小于3.00m2。防煙樓梯間前室或合用前空，利用敞開的陽臺、凹廊或前室內(nèi)不同朝向的可開啟外窗自然排煙時(shí)，該樓梯間可不設(shè)防煙設(shè)施。排煙窗宜設(shè)置在上方，并應(yīng)有方便開店的裝置。

另外，有時(shí)高層民用建筑的疏散內(nèi)走道會因?yàn)楣δ苄枰蚱渌颍瑑H在一端設(shè)置了可開啟外窗，另一端為盡頭式的房間或完全封堵的外墻。自然排煙窗口與防煙分區(qū)內(nèi)最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平距離超過30m時(shí)，自然排煙窗口的排煙量、排煙速度將不能滿足需要，就需要設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施來解決排煙能力不足的問題，所以，自然排煙窗口與機(jī)械排煙系統(tǒng)的排煙口一樣距防煙分區(qū)內(nèi)最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平距離不得超過30m，否則就需要設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施以增強(qiáng)排煙能力。

3.2 機(jī)械加壓送風(fēng)設(shè)計(jì)

機(jī)械加壓送風(fēng)是通過通風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的氣體流動(dòng)和壓力差來控制煙氣的流動(dòng)，既通過增加防煙樓梯問及其前室、消防電梯問前室和兩者合用前室的壓力以防止煙氣侵入。其優(yōu)缺點(diǎn)與自然排風(fēng)相反。當(dāng)沒有條件采用自然排煙方式時(shí)，下列部位應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙設(shè)施：不具備自然排煙條件的排煙樓梯間、消防電梯間前室或合用領(lǐng)空；采用自然排煙措施的防煙樓梯間，其不具備自然排煙條件的前室；封閉避難層。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，防煙樓梯間與前室或合用前室采用自然排煙方式與采用機(jī)械加壓送風(fēng)方式的組合有多種。

在進(jìn)行機(jī)械排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，走廊的機(jī)械排煙系統(tǒng)宜豎向設(shè)置；房間的機(jī)械排煙系統(tǒng)宜按防煙分區(qū)設(shè)置。機(jī)械排煙系統(tǒng)與空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)宜分開設(shè)置。若合用時(shí)，必須采取可靠的防火安全措施，并應(yīng)符合排煙系統(tǒng)的要求。排煙口應(yīng)設(shè)在頂棚上或靠近的墻面上，且與附近安全出口沿走道方向相鄰邊緣之間的最小水平距離不應(yīng)超過1.5m。設(shè)在頂棚上的排煙口，距可燃構(gòu)件或可燃物的距離不應(yīng)小于1.00m。排煙口平時(shí)應(yīng)關(guān)閉，并應(yīng)沒有手動(dòng)和自動(dòng)開啟裝置。防煙分區(qū)內(nèi)的排煙口距最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平距離不應(yīng)超過30m。在排煙支管上應(yīng)設(shè)有當(dāng)煙氣溫度超過280℃時(shí)能內(nèi)行關(guān)閉的排煙防火閥。排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)保證在280℃事能連續(xù)工作30min。機(jī)械排煙系統(tǒng)中，當(dāng)任一排煙口或排煙閥開啟時(shí)，排煙風(fēng)機(jī)能自行啟動(dòng)。

3.3 高層建筑防火窗設(shè)計(jì)要點(diǎn)

可開啟外窗既是一種防煙設(shè)施，也是一種排煙設(shè)施《高規(guī)》規(guī)定除建筑高度超過50m的一類公共建筑和建筑高度超過100m的居住建筑外，靠外墻的防煙樓梯間及其前室、消防電梯前室和合用前室，宜采用自然排煙方式，同時(shí)也規(guī)定除設(shè)有排煙設(shè)施和應(yīng)急照明者外，高層建筑內(nèi)的走道長度超過20m時(shí)，應(yīng)設(shè)置直接天然采光和自然通風(fēng)的設(shè)施，這里所提到的自然排煙方式和自然通風(fēng)的設(shè)施均是指可開啟外窗，所以說可開啟外窗是廣泛應(yīng)用于高層民用建筑的一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的防排煙設(shè)施。

3.4 高層建筑前室防煙樓梯設(shè)計(jì)要點(diǎn)

前室利用敞開的陽臺、凹廊時(shí)，煙氣很容易就會排到室外而不會進(jìn)入樓梯間。但前室利用不同朝向的可開啟外窗自然排煙，若此時(shí)樓梯間不設(shè)防煙設(shè)施，當(dāng)室外沒風(fēng)時(shí)，煙氣也有可能跑進(jìn)樓梯間，那么整個(gè)樓梯極有可能充滿煙氣，大樓疏散就成問題，雖然諸多規(guī)范允許不設(shè)防煙設(shè)施，但為了安全起見，設(shè)計(jì)中樓梯間還是開外窗或設(shè)機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。

4 結(jié)論

綜上所述，在現(xiàn)代高層建筑中，加強(qiáng)對其消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已成為不爭的事實(shí)。而在整個(gè)消防系統(tǒng)中，防排煙的設(shè)計(jì)又是重中之重。在現(xiàn)代高層建筑中，加強(qiáng)對其消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已成為不爭的事實(shí)。而在整個(gè)消防系統(tǒng)中，防排煙的設(shè)計(jì)又是重中之重。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊昌永.高層綜合樓防排煙設(shè)計(jì)評析[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017（2）.