淺談高層建筑防排煙設施的應用

孟慶林

(山東省菏澤市消防救援支隊，山東菏澤 274000)

高層建筑防排煙系統主要包括避難層(間)、封閉樓梯間、防煙樓梯間及前室、消防電梯前室、合用前室等場所設置的防煙設施，地下室、中庭、內走道、無窗或設有固定窗房間等部位設置的排煙設施，防煙分區之間的擋煙垂壁等，其主要功能是：火災發生時，防排煙控制柜接到火災信號，發出打開排煙機的指令，火災區開始排煙，也可人為地通過手動控制裝置進行人工操作，完成排煙功能，便于人員的安全疏散和消防救援的展開。

1 煙霧危害性

起火建筑物內的煙氣含有一氧化碳、硫化氫、氰化氫以及氨、苯、醛等多種有毒氣體，其含量超過人們正常生理所允許的濃度水平，就會致使人員中毒甚至死亡；火災煙氣具有較高的溫度，在著火的房間內，煙氣溫度可達幾百度，如是地下建筑，火災煙氣溫度可高達上千度；在燃燒的環境中，空氣中氧的含量會迅速減少，會導致人員窒息；煙熱高溫能引起可燃物質的瞬間轟燃，造成火勢的迅猛發展蔓延。

2 煙氣控制方法

高層建筑中采用的煙氣控制方法一般有：抑煙法。安裝自動噴水滅火系統、噴灑化學消煙藥劑，從而減少煙氣產生；隔煙法。設置擋煙垂壁或防火卷簾，從而封閉產煙區域；阻煙法。設置加壓送風系統或空氣幕，阻止煙氣進入相鄰空間；排煙法。設置排煙設施，置換、稀釋煙氣。其中防排煙法是最有效的主動控煙方式。目前，通常采取的排煙方式自然排煙、機械排煙兩種。

3 防排煙系統設計常見問題分析

3.1 自然排煙設施達不到排煙目的

自然排煙主要利用自然的空氣流動進行疏散，是一種經濟、簡單、易操作、維護管理方便的排煙方式，但由于部分工程在設計、施工過程中不按規范要求進行，往往導致工程完工后，自然排煙設施達不到或不具備排煙作用。

(1)設置位置不恰當。從自然排煙效果考慮，排煙窗應盡量靠近墻的上部設置，有的自然排煙窗在下部，距頂板、吊頂的距離較大，不利于自然排煙。有些安裝高度較高、開啟困難的排煙窗未安裝開啟操作裝置，不利火災情況下排煙窗的開啟。

(2)開窗凈面積不足。由于部分設計人員未按規范要求進行計算，或將固定窗的面積計算在排煙窗面積之內，導致部分工程排煙窗面積達不到規范要求，直接影響排煙效果。 雖然火災中可打碎玻璃，擴大排煙面積，但實際案例中高空玻璃墜落傷人和無人輕易擊碎玻璃等原因，較難實現。

(3)結構形式不合理。從自然排煙窗的結構形式來看，有的把排煙窗做成不可開啟的固定窗，有的將窗的上部做成固定窗，把可開啟的排煙窗設在窗的下部，結構形式不合理，嚴重影響排煙功能。

3.2 機械排煙設施達不到排煙要求

機械排煙系統是由擋煙垂壁(活動式或固定式)、防火閥、排煙口、排煙管道、排煙機、煙氣排出口以及電氣控制等設備組成的。在實際應用中機械排煙系統的設計主要存在以下幾方面的問題：

(1)防煙分區劃分不合理。有些建筑防煙分區超面積，特別是面積較大的地下室的機械排煙系統有跨越防火分區的現象；防煙分區之間不按規范規定設擋煙設施，尤其是大型商場設置機械排煙的部位未按規范要求在吊頂下設置擋煙垂壁，有些建筑的梁雖然可以起到擋煙垂壁的作用，但是由于排煙系統的排煙管道和排煙口未按規范要求設在頂棚或靠近頂棚的墻面上，而是設在梁的下面，就失去了擋煙作用。

(2)排煙口設置不當。若排煙口的設置與煙氣流動的規律不相符，那么有效的排煙將難以實現。有的高層建筑進行排煙口設置時，沒有對設置的位置進行嚴格把關，排煙口設置在墻下部，一旦產生煙氣，排煙設施就無法實現排煙的作用。由于建筑空間較高，熱煙氣在上升流動過程中遇冷，部分煙氣不再豎向上升，呈倒塔形而半途改變方向并停留在水平方向，并隨著溫度的下降再次下降。

(3)未按規范要求設置。帶裙房的高層建筑防排煙樓梯間及消防電梯前室或合用室，當裙房以上部分利用可開啟外窗進行自然排煙，裙房走廊未能滿足自然排煙條件時，未按要求設置機械防排煙設施，未能達到排煙效果。有的不設自動啟動裝置、遠程手動啟動按鈕；有些采用常閉送風口的機械防煙系統，風口與風機未設聯動控制裝置，風口與風機不能同時啟動。

3.3 維護保養不到位

防煙排煙系統能否正常使用與系統各組件、配件的日常監控時的現場狀態密切相關，很多單位對防排煙設施的日常管理維護很差，有的單位甚至只是在消防部門檢查時才把防排煙設施打開，平時根本就處于閑置狀態。

4 高層建筑中防排煙系統應對措施

4.1 正確選用排煙方式

正確的排煙方式是高層民用建筑安全性能的重要保障，應根據建筑物的特性、構造、可燃荷載、環境等綜合因素合理確定排煙量、風速等排煙系統基本數據，遵循自然排煙優于機械排煙，空間排煙首選機械排煙，自然排煙避讓高層排煙。

4.2 合理設置自然排煙

自然排煙的設計應充分考慮排煙窗的有效開口面積、窗戶型式和位置，注意設置不同朝向的可開啟排煙窗，對無法手動開啟的排煙窗應設置機械傳動裝置，當發生火災時，能及時打開排煙窗進行排煙。

4.3 科學設計機械排煙

(1)合理組織煙氣流動。火災狀態下，機械送風口(或新風入口)的位置與機械排煙口的位置不宜過近，同時送風的速度不宜過快，防止機械氣流與火災煙氣流沖突，將火災煙氣流擾亂、稀釋，確保火災煙氣流與排煙方向保持一致。建議采用著火防煙分區機械排煙，相鄰防煙分區機械送風的方式。

(2)嚴格布置排煙管道、排煙口。根據排煙量、排煙風速、風管材料、風口型式、風力損失等，認真計算出各段煙道的截面積、排煙口的開口面積、排煙口的設置位置、數量等，達到既合理又滿足規范的要求。

(3)確保火災聯動控制。機械排煙系統與火災自動報警系統的作用效果均體現在火災初期，是有機統一的整體。因此排煙系統的聯動控制極為重要，要滿足排煙口手動或自動打開，直接啟動排煙機；排煙防火閥打開(關閉)，聯鎖啟動(關閉)排煙。

4.4 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、防煙分區等進行重點的審查；同時在施工中應加強對防排煙設施建設的監督管理，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。

4.5 強化日常維護管理

建筑防煙排煙系統設施的維護管理包括檢測、維修、保養、建檔等工作。單位應配備經過培訓，具有系統操作維護能力的維護管理人員，定期自行或委托具有維護保養資格的企業對系統進行檢測、維護，確保機械防煙、排煙系統的正常運行，確保在發生火災時發揮其應有的作用。