高層建筑設計中的排煙設計

馮然

摘要：高層建筑排煙設計不當，在火災時產生的煙氣由于排放不當是造成人員死亡的主要原因。對高層建筑防排煙系統設計中經常出現的問題做簡要分析與探討。

關鍵詞：高層建筑；防排煙：設計

當前高層建筑已經如雨后春筍、蓬勃發展起來，并且朝著大型化、高層化、多功能化的方向發展，火災所帶來的危害和嚴重后果越來越大。而在大量的火災實例統計數字表明，火災中愛煙害直接致死的約占80%以上，在高層建筑中，由于煙囪效應作用的影響，由于火災產生的煙氣濃度黑、溫度高，危害性比一般建筑更加嚴重。如何使火災時煙氣少生產甚至不產生；如何使火災煙氣控制在火災發源地而不蔓延擴散出去；如何使火災煙氣迅速地最大限度地排除到安全的地方；如何在疏散通道上保證實現防煙安全區，這些問題使防排煙工程設計成為建筑防火設計的一個重要組成部分。就高層民用建筑防排煙工程設計的有關問題進行了探討。

1 高層建筑煙氣危害

首先，煙氣會造成人員傷亡。當煙氣中的含氧量低于正常所需的數值時，人的活動能力減弱、智力混亂，甚至暈倒窒息；當煙氣中含有各種有毒氣體的含量超過人正常生理所允許的最低濃度時，就會造成中毒死亡。一氧化碳：一氧化碳為不完全燃燒產物，當空氣中的含量為0.1%時，人一小時后便會感到頭痛、作嘔、不舒服；當含量達到0.5%時，20～30分鐘內人員會死亡；含量為1%時，人員吸氣數次后失去知覺，1～2分鐘內會即刻死亡。氰化氫：羊毛絲織品及含氮的塑料制品燃燒時會產生這種氣體。不同濃度的氰化氫對人體的影響為：當氰化氫濃度為110fpm時，大于1小時人即死亡；當濃度為181ppm時，10分鐘人即可死亡；當濃度為280ppm時，人會立即死亡。

其次，會造成人員的恐慌心理。發生轟燃時，火焰和煙氣沖出門窗孔洞，烈火熊熊、濃煙滾滾，使人產生極大恐懼，會造成疏散時的混亂。缺氧，空氣中正常含氧量為21%，建筑物發生火災時，會消耗掉大量的氧氣，氧含量缺少時，就會導致人員窒息。當氧氣含量為12%～15%時，人的呼吸就會急促、頭痛、眩暈、渾身疲勞無力，動作遲鈍；當氧氣含量為10%～12%時，人就會出現惡心嘔吐、無法行動乃至癱瘓；當氧氣含量為6%～8%時，人便會昏倒并失去知覺；當氧氣含量低于6%時，6～8分鐘的時間內，人就會死亡；當氧氣含量為2%～3%時，人在45秒內會立即死亡。

2 高層建筑防排煙設計存在的問題

2.1 自然排煙窗的開窗面積達不到規范要求。國家標準《高層民用建筑設計防火規范》（以下簡稱《高規》）對采用自然排煙部位的開窗面積均有明確規定，例如8.2，2，5凈空高度小于12m的中庭可開啟的天窗或高側窗的面積不應小于該中庭地面積的5%。但由于部分設計人員未按規范要求執行，導致部分工程排煙窗面積達不到規范要求，直接影響自然排煙效果。

2.2 不具備自然排煙條件的封閉樓梯間未采取防煙設計。《高規》第6，2，2，1條規定：封閉樓梯間當不能直接天然采光和自然通風時，應按防煙樓梯間規定設置，《高規》同時規定了防煙樓梯間的設計要求，其中《高規》第6，2，1，1條規定防煙樓梯間應在樓梯間入口處設前室、陽臺或凹廊，《高規》第8.3.1.1條規定不具備自然排煙條件的防煙樓梯間應設置機械防煙設施。實際工程中，尤其是一些大型商場中設在中部的封閉樓梯，為節省投資，增大商場使用面積，許多未按規范設正壓送風并增設前室。

2.3 防排煙風機的配電與規范要求不相符合。風機的供配電達不到高層民用建筑負荷級別要求，有的供電線路不是接自消防電源，而是接至樓層照明配電箱，有的設計采用單回路配電線路，有的設計未設末端電源自動切換裝置，均達不到一、二級供電負荷要求的專用雙回路，設末端自動切換裝置的規定，防煙樓梯間與防煙前室共用正壓送風系統的設計有缺漏。在有的設計圖紙中，當防煙樓梯間及其前室（非與消防電梯合用前室）均不具備自然排煙條件時，防煙樓梯間及前室分別設置了正壓送風。根據《高層民用建筑設計防火規范》（以下簡稱《高規》）第8.3.1.1條規定：不具備自然排煙條件的防煙樓梯間應設置獨立的機械加壓送風的防煙設施，其不具備自然排煙條件的前室可以利用樓梯間送風的余壓達到規范要求，無需再設置正壓送風，從而滿足經濟合理要求。實際的工程中，許多設計人員或施工人員，都忘了在樓梯與前室之間設計、安裝一個余壓閥，導致實際上樓梯間的風壓無法進入前室，造成樓梯間的風壓太大，影響到疏散，前室只靠樓梯防火門的縫隙漏風，風壓又不足的事實。明敷配電線路的安裝不符合要求，有的防排煙風機的配電線路穿PVC塑料管，有的穿金屬管未涂刷防火涂料，不符合穿管的防火性能要求。

2.4 排煙閥安裝位置不對。由于施工人員對排煙閥的作用不理解，認為與送風閥什么兩樣，造成排煙閥經常被很規矩地安裝在墻面的正中位置。其實排煙口的設計、安裝是有明確要求，如排煙口應設在頂棚上或靠近頂棚的墻面上，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小于1.5米，設在頂棚上的排煙口，距可燃構件或可燃物的距離不應小于1.0米。

3 設計問題對策與建議

3.1 嚴格遵守設計規范要求。對于自然排煙設施不能達到設計目的，主要是在設計時，設計人員沒有嚴格按照規范進行設計。解決這一問題應加強對防排煙設施設計人員的業務指導和培訓工作，各地消防部門一般對消防報警與電氣、固定（自動）滅火設施專業設計施工人員的業務指導和培訓工作非常重視，培訓過程中往往忽略了防排煙設施設計人員，從而造成了眾多的火災隱患。

3.2 落實防排煙設施的施工由消防設施施工單位承擔的制度。防排煙設施是建筑自動消防設施的一個重要組成部分，按規定其施工應由消防設施施工單位承擔，但目前很多項目的防排煙設施施工均是由空調專業施工單位負責安裝。第三在施工中應加強對防排煙設施的監督管理，對施工工地加大抽查力度，將防排煙設施列為施工監督檢查的重要內容，做到及時發現問題，指導、督促施工單位進行整改。

3.3 規范施工圖審查，嚴格把關設計質量。消防監督部門的建審人員在施工圖審查時，應重視對防排煙設施設計的審查，應重點對自然排煙‘窗的設置、開窗面積，機械防排煙設施的設置部位、風機選型、送風口排煙口的設置、防煙分區等到進行審查。

4 結束語

在高層建筑防排煙設計過程中，一旦設計不當，可能帶來災難性的后果以及巨大的經濟損失。因此，在設計過程中還是需要不斷進行探討，不斷的完善，設計人員一定要嚴格按照設計規范進行設計，科學合理地設置防、排煙系統，有效的阻擋和及時排除有害煙氣，從而保證人員安全疏散和火災撲救，使損失達到最小化。

參考文獻

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