建筑防排煙設計中的常見問題及對策

李論

摘要：本文首先就國內建筑中常用到的防排煙技術進行簡介，并在此基礎上，分析了建筑在防排煙設計環節中普遍存在的一些問題，最后基于這些問題，建設性提出了相關的解決對策，希望能夠為從事相關領域工作的人員給予幫助。

關鍵詞：防排煙技術;問題分析;對策建議

伴隨著改革開放進程的不斷深入，建筑行業在我國取得了長足的發展，越來越多高層建筑也開始拔地而起，但需要注意的是，因為高層建筑中人員密集、管道線路排布復雜，一旦出現火災等安全隱患，人員疏散工作有很大的難度，而在火災中含有的大量濃煙則是導致建筑中人員死亡的重要原因，因此，科學合理的建筑防排煙設計，能夠有效提升建筑的安全性，必須要引起相關企業單位的高度重視。

1 國內常用建筑防排煙技術簡介

基于筆者的工作經驗，認為當前國內建筑中，最為常用的防排煙技術大致可以分成三大類，分別為自然排煙設計、機械排煙設計以及機械防煙設計。按照我國《建筑設計防火規范》GB50016-2014中的相關要求。在建筑當中所采用的排煙技術，可使用打開外窗等方式進行自然排煙;機械排煙以及機械加壓式送風等方法。排煙的本質，是依靠相關的技術手段，把室內所形成的濃煙快速運輸至大氣之中，而防煙則主要是使用相關技術手段，有效減少火災區域當中的煙氣濃度，預防煙氣從火災區轉移到安全區。在我國建筑整體設計結構當中，這兩部分可劃分成排煙系統和防煙系統。

對于自然排煙技術來講，它是使用室內外空氣所形成的對流效應產生風壓，把煙氣排放到大氣層當中，當前在國內建筑設計領域，自然排煙主要是通過建筑內豎井與外部的無組織排煙。

對于機械排煙技術來講，它是依靠電動設備的外力幫助，把建筑物當中的熱量和煙氣運輸到大氣層當中。

對于機械防煙技術來講，它是使用電動設備來向室內避難場所進行風壓的輸送，預防有害煙霧進入到安全區當中。

2 國內建筑防排煙設計中普遍存在的問題分析

第一是自然排煙能力差，雖然在我國建筑當中，絕大部分擁有一定程度的可開啟窗戶面積，有自然排煙的基礎，但是在窗戶位置的設計上還存在有不合理之處（位置設計不合理、結構形式不合理、窗戶面積不科學），這些問題的客觀存在，導致建筑內一旦出現安全隱患，煙霧不能及時排除，建筑中人員的生命財產安全將會受到嚴重威脅。

第二是排煙閥安裝區域不合理。施工人員的操作方法不當或者缺乏責任意識，就會將送風閥和排煙閥安裝混淆，讓排煙閥無法在火災隱患出現后發揮最大的作用。

第三是防排煙設備沒有達到相關質量要求。例如配電設備或者正壓送風裝置的電負荷沒有達到相關的質量標準，排煙系統沒有設立安全閥、金屬管上沒有進行防火材料的涂抹等，都會導致在極端惡劣環境下，防排煙設備不能夠達到既定功能要求。

第四是風口與風閥選取不科學，管道漏風現象嚴重。因為風口在設計環節的不合理性，使得風口的有效面積無法達到最大值，又因為防排煙系統當中的阻力較大，致使進風量偏低;部分施工企業為了提高進風口的面積，忽略了對風速的合理控制;進風管道當中的內壁未及時有效抹光，腳手架漏洞沒有及時修復，這些現象的客觀存在，都讓進風系統沒有能夠達到建筑工程項目所規定的質量要求。

第五是正壓送風裝置壓強差調節設備的結構設計缺乏科學性。按照相關要求，在建筑工程防煙樓梯和前室進行共同使用時，需要在支風管的位置進行自動調節設備的安裝，并建立獨立的送風系統。但從目前國內建筑的整體情況來看，囿于正壓送風裝置的技術能力制約，不能設立與之相對應的壓強差自動調節設備，其余壓值也不能超過前室或者樓梯之間。

3 優化建筑防排煙設計的有效對策

3.1施工企業應明確建筑防排煙設計的重要意義

在建筑尤其是高層建筑發生火災后，所形成的濃烈煙霧將會導致逃生的人迷失方面或者窒息而亡。因此，建筑火災中煙霧的傷害是遠遠大于明火的傷害的。基于流體力學的理論可以得出，煙霧產生的流動是根據風向進行的，建筑中各類通風設備的壓力差和不同著火點的溫度差讓空氣產生了密度差。以上因素綜合形成煙囪效應，導致火災煙霧蔓延。加上在現代建筑當中，存放有大量的易燃易爆和有毒物品，一旦發生火災，這些物體在高溫加熱或燃燒狀態下便會形成大量有毒高熱氣體，因此，施工人員在開展建筑的防排煙設計的過程中，不僅需要衡量煙霧的擴散速率，同時還需要衡量怎樣才可以有效去除所形成的有毒有害氣體。

科學合理的建筑防排煙設計，需要在有限的空間中發生火災時，可以保證設備能夠迅速有效的發揮作用，這也是建筑防排煙設計的重要主題思想。例如：防排煙系統能夠對非火災區域進行加壓送風，由此阻止煙氣的蔓延，并且針對火災發生區域，可以技術排除熱量和煙霧，最大限度給予建筑內人員逃生的機會。

3.2防煙系統的設計方案簡介

在現代化建筑當中，針對防煙系統的設計一般使用的是機械式加壓送風設備，因此，在使用相關設備進行防煙設計的過程中，可通過以下途徑提升設計的有效性：第一，增強對送風量運算的科學性，機械式加壓送風裝置的送風量是衡量建筑防煙能力的重要指標，所以在針對送風量進行運算的過程中，必須要做到嚴謹，應基于建筑物的設計結構，構建火災煙塵模型，對于各火災點發生火災時所需要的送風量進行準確計算，提升建筑的整體安全性;第二，對送風量和送風范圍進行合理限定。在建筑的防煙區當中，若空氣泄漏口越多，泄漏口直徑越大，防煙系統的整體效果便會被大幅度削弱，因此，在對建筑物進行送風設計時，需要基于防煙區的加壓空間來對送風量進行計算，保障建筑防煙區域設計合理;第三提升系統設計的科學性，若建筑發生火災時開啟送風口，對防煙作用不大，因此防煙系統功能設計應針對單點出現的火災，并且需要衡量怎樣才能快速高效的打開著火點前方的送風口，由此增強建筑對于火災的抵御能力。

3.3排煙系統設計方案簡介

第一，在建筑物自然排煙系統當中，重點是基于煙氣自身的浮力進行設計，在出現火災后，如果排煙口位于迎風口，煙氣倒灌反倒會降低建筑中逃生者的生還可能。為了能夠有效預防這一狀況的出現，對于排煙窗位置，可設計成弦窗或者平移窗等方式，將煙氣運輸至外界，最大限度減小煙氣倒灌出現的可能性，同時不影響建筑物的正常采光。但值得注意的是，此種設計方式經濟成本較高，若條件允許，應優先選用機械排風形式。因為建筑物火災將會形成熱壓效應，建筑物內部和外部將會形成壓強差，所以，在建筑室內的防火區，需要合理使用自然排煙設計，防止出現煙氣倒灌。

第二，在建筑物出現火災之后，建筑物當中的相關物品設備溫度將會急劇上升，產生大量具有可燃性和毒性的煙霧，這些煙霧在接觸到火源之后，將會對建筑產生助燃效應。因此，為了最大限度保障人員在疏散過程中的生命安全，建筑物的自然排風窗口的設計高度應超過蓄煙高度，并使排煙窗的位置應當在房間高度一半以上。

第三，在消防工作中，習慣將防火區域劃分成一個個獨立的單元，基于每個單元的實際情況，開展針對性防火措施，保障火災出現時，通過對對應單元的防火應對，有效控制火勢蔓延速度，因此，需要使用有一定防火能力的隔墻或者樓板作為防火分離，在建筑中有效行程防火網格，保障火災發生后，建筑內人員的有效疏散。

整體來講，建筑物在排煙設計當中，不管使用自然排煙設計還是機械排煙設計，其最終功能都是能夠在火災出現時進行建筑內人員的有效疏散，降低煙霧對逃生人員的傷害，最大程度提升逃生人員生還的概率。但需要注意的是，若火災發生區域的煙霧溫度超過280℃之后，便需要立即關閉排煙系統，防止火災在建筑當中進一步蔓延。

3.4防排煙系統的設計要點簡介

首先，若建筑物使用的是自然排風的設計方案，其開窗面積需要符合以下要求，第一，使用自然通風方式的封閉樓梯間和防煙樓梯之間，需要在最大高度位置設計面積在1平方米以上的，能夠打開外窗的窗口，若建筑整體高度在10m以上時，需要在樓梯間的外墻上每間隔5層設計面積在2平方米以上的窗口，設計間隔距離需要在三層以上;第二，在前室位置，若使用自然通風的形式，需要將其進行獨立設計，在消防室，其可開啟窗口面積需要在2平方米以上，共用前室與合用前室的窗口面積需要在3平方米以上;第三，使用自然通風的形式的避難區，需要在各個方向均設置有可開啟窗口，每個窗口的有效面積需要為避難區總面積的2%以上，并且每個窗口的面積需要在2平方米以上。

其次，設置于頂棚上部的排煙口，和周邊易燃或者可燃物的間隔距離需要超過1m以上，排煙口需要設置自動關閉和手動關閉功能，排煙區和排煙設備之間需要保持至少30米以上的間隔距離。

最后，在建筑吊頂位置所安裝的排煙管必須要使用阻燃材料，同時和可燃物之間保持至少150mm的間隔距離，地下室設計機械式排煙時，還必須要設立通風裝置，送風量需要超過排煙量的50%以上。

4 結語

整體來講，伴隨著我國經濟的不斷發展，城市建筑平均高度也呈現出逐年遞增的態勢，一旦這些高層建筑出現火災，將會面臨救援難度大、逃生困難、火災隱患點多等方面的問題，因此，針對建筑的防排煙設計，是降低建筑安全隱患，延緩火勢蔓延速度的重要途徑，相關單位工作人員必須要對建筑防排煙設計進行高度重視，只有這樣，才能讓建筑具有較好的安全性，提升建筑內人員在火災發生后逃生的可能，為保障我國群眾生命財產安全作出應有的貢獻。

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