淺析高層建筑設(shè)置防排煙系統(tǒng)的重要性

邢海龍

摘要：現(xiàn)代建筑逐漸朝向高層化和超高層化建筑方向發(fā)展，高層建筑規(guī)模越來(lái)越大。而在高層建筑發(fā)展過(guò)程中，消防安全也越發(fā)受到重視，人員疏散成為消防安全的重要環(huán)節(jié)。高層建筑火災(zāi)事故中，由于煙氣窒息導(dǎo)致的死亡事件層出不窮，為降低火災(zāi)損失，保證人員安全，高層建筑需要設(shè)置好防排煙系，本文就此展開(kāi)研究探究高層建筑防排系統(tǒng)設(shè)置的重要性，并對(duì)防排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了一些意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：高層建筑;防排煙系統(tǒng);重要性

一、高程建筑中防排煙系統(tǒng)的重要性

防排煙系統(tǒng)是采用一定手段對(duì)建筑物內(nèi)的煙氣流動(dòng)進(jìn)行控制，幫助人員疏散逃生提供保障。防排煙系統(tǒng)需要根據(jù)防火標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置，分為防火區(qū)和防煙區(qū)，其中防火區(qū)要根據(jù)建筑類(lèi)型和耐火等級(jí)進(jìn)行劃分，其主要是控制火勢(shì)進(jìn)而減少損失;防煙分區(qū)不可超過(guò)500㎡，且不可跨越防火區(qū)一般。防煙區(qū)包括防火分隔和擋煙垂壁。電氣控制主要是通過(guò)防火分區(qū)將煙氣控制在一定范圍內(nèi)，確保其他區(qū)域無(wú)煙氣出現(xiàn)，并及時(shí)排除煙氣，保障逃生順利。

對(duì)于高層建筑安全疏散工作而言，樓梯間是重要的垂直通道。高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，樓內(nèi)人員通過(guò)疏散通道進(jìn)入安全地帶。高層建筑無(wú)論平面布局如何變化，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，一般是從房間到走道再到前室、樓梯間，最后到達(dá)建筑底層，出到室外。火災(zāi)會(huì)導(dǎo)致建筑停電，平時(shí)所使用的電梯會(huì)自動(dòng)停放在底層，無(wú)法用于火災(zāi)疏散，因此，樓梯間是唯一的安全疏散垂直通道[1]。

高層建筑中樓梯間是從樓底到樓頂?shù)呢Q井，其在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，建筑內(nèi)豎井會(huì)出現(xiàn)煙囪效應(yīng)起火，房間所產(chǎn)生的高溫?zé)煔忭樦枭⑼ǖ乐蓖翘蓍g，導(dǎo)致樓梯間形成煙囪。根據(jù)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，火災(zāi)中由于煙氣窒息死亡的人數(shù)占比較高，甚至達(dá)到78.9%，而燒死的人數(shù)也一般是先中毒窒息暈倒后才被燒死。由此可見(jiàn)，高層建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)置的重要性。一個(gè)優(yōu)秀的排煙系統(tǒng)可以排除火災(zāi)中80%的熱量，大大降低火災(zāi)溫度，提高救援成功率。

在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙氣水平流動(dòng)速度在0.4～0.8m/s，垂直擴(kuò)散速度是3～4m/s，也就是煙氣在無(wú)障礙情況下，只需要1min就能擴(kuò)散到幾十米高的大樓中，煙氣流速遠(yuǎn)超人員輸送速度。而高層建筑火災(zāi)發(fā)生時(shí)，樓梯間和電梯井是重要的垂直蔓延途徑，為確保疏散通道安全。在樓梯間內(nèi)設(shè)置了詮釋并采用機(jī)械送風(fēng)，形成較大的氣體壓力，在疏散通道門(mén)關(guān)閉情況下，通過(guò)門(mén)縫可以向前室漏風(fēng)，再向走道漏風(fēng)，著火房間煙氣不會(huì)順著走到進(jìn)入到前室，前室到走道構(gòu)成了強(qiáng)勁氣流，導(dǎo)致煙氣受阻，并在走道內(nèi)設(shè)置了機(jī)械排煙系統(tǒng)，防止高溫?zé)煔膺M(jìn)入到前室樓梯間，始終可以保持在無(wú)煙狀態(tài)中為人員安全疏散提供通道[2]。

二、高層建筑中應(yīng)用的防排煙形式

1.自然排煙

很多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家在高層建筑防煙樓梯間仍然應(yīng)用自然排煙形式，這是由于自然排煙十分經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單。根據(jù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和管理水平，在住宅過(guò)程中可以采用自然排煙形式。

2.豎井排煙

豎井排煙井和送風(fēng)井占據(jù)的空間比較大，因此一般很難被接受。我國(guó)設(shè)計(jì)人員認(rèn)為豎井排煙方式由于所需截面較大，對(duì)設(shè)計(jì)布置產(chǎn)生影響，會(huì)導(dǎo)致建筑使用面積減少，因此很少使用。

3.機(jī)械排煙

（1）機(jī)械排煙和自然進(jìn)風(fēng)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外防排煙技術(shù)逐漸發(fā)展，該排煙方式被提出異議，有人認(rèn)為該方式無(wú)法排出已經(jīng)被煙氣侵入的疏散管道中的煙氣，也無(wú)法達(dá)到疏散通道內(nèi)無(wú)煙的作用，導(dǎo)致疏散人員產(chǎn)生不安全感。同時(shí)，若是前室人員擁擠，理想氣流組織被破壞，排煙效果也會(huì)受到影響，因此該方式很少被應(yīng)用在高層建筑中。

（2）機(jī)械加壓送風(fēng)，利用通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣體流動(dòng)以及壓力對(duì)煙氣流動(dòng)進(jìn)行控制，使煙氣不會(huì)侵入到某些地區(qū)，導(dǎo)致該地區(qū)壓力增加。近年來(lái)，我國(guó)高層建筑發(fā)展速度加快，關(guān)于機(jī)械加送風(fēng)的研究也逐漸深入，該方式被涉及人員廣泛采用。機(jī)械加送風(fēng)排煙可以使疏散通道達(dá)到無(wú)煙目的，確保人員疏散有效安全，同時(shí)投資成本也低于機(jī)械排煙成本，值得被應(yīng)用。

三、高層建筑防排煙系統(tǒng)的設(shè)置

1.疏散樓梯及其前室設(shè)置

根據(jù)防火要求，高層建筑均配置了消防樓梯、消防樓梯前室、消防電梯前室、合用前室，為了避免火災(zāi)蔓延，確保人員疏散安全，需要保證疏散樓梯間前室和走廊維持標(biāo)準(zhǔn)壓差。也就是說(shuō)，在空氣壓力上，疏散樓梯間壓力>前室>走廊，為維持壓差需要應(yīng)用加壓送風(fēng)系統(tǒng)保證正壓，使樓梯防火門(mén)在開(kāi)啟時(shí)不會(huì)進(jìn)入其中。走道與疏散樓梯之間的過(guò)渡帶就是前室，其是人員暫留緩沖壓地帶，可以避免走廊失火使煙氣擴(kuò)散到前室甚至樓梯間。前世需要保持正壓狀態(tài)，一般不單獨(dú)設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)，只是利用防火門(mén)縫滲漏時(shí)間加壓，加送風(fēng)口在與地面靠近的墻上或風(fēng)管上設(shè)置。

加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置可以采用避免超壓措施，一般前室和樓梯間的門(mén)采用推栓外開(kāi)防火門(mén)，一般情況下處于關(guān)閉狀態(tài)。在前世壓力過(guò)大時(shí)，人力無(wú)法將防火門(mén)推開(kāi)進(jìn)入前世。若是樓梯間壓力過(guò)大，人員也無(wú)法將樓梯門(mén)推開(kāi)進(jìn)入疏散樓梯間。因此，為了防止超壓現(xiàn)象出現(xiàn)，需要采取一些措施，可以在疏散樓梯間配備正壓送風(fēng)系統(tǒng)，也可以利用縫隙滲漏平衡壓力，或是設(shè)置正壓風(fēng)機(jī)。高層建筑中常用第一種方法，其他兩種方法需要設(shè)置靜壓傳感元件在疏散樓梯間中，才能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制。

2.中廳或大空間設(shè)置

一般建筑物火災(zāi)的燃燒溫度是900～1000℃，在這種高溫環(huán)境下，常溫空氣在加熱后，體積會(huì)膨脹到4倍，若是不及時(shí)釋放膨脹空氣體積，著火部位的壓力會(huì)迅速增加，導(dǎo)致火災(zāi)迅速蔓延。排煙系統(tǒng)能夠有效降低著火區(qū)域正壓，使其達(dá)到理想負(fù)壓值，進(jìn)而減少煙氣擴(kuò)散。排煙系統(tǒng)通常采用自然排煙或機(jī)械排煙方式，自然排煙是開(kāi)啟外窗進(jìn)行排煙，在著火區(qū)域設(shè)置了手動(dòng)排煙口或遙控排煙口。在無(wú)法使用自然排煙時(shí)，可以是進(jìn)行機(jī)械排煙，排煙風(fēng)機(jī)超過(guò)2800℃時(shí)能夠持續(xù)工作30min，若是超過(guò)280℃會(huì)自動(dòng)將排煙防火閥關(guān)閉。

建筑根據(jù)樓層，防排煙系統(tǒng)功能需要保持壓差，中央和大空間防火區(qū)排煙量要與產(chǎn)煙區(qū)接近，但是無(wú)法計(jì)算準(zhǔn)確，一般需要進(jìn)行消防試驗(yàn)測(cè)試估算或是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。為保證大空間出口疏散，在該空間頂部一般設(shè)有機(jī)械排煙機(jī)，其規(guī)格型號(hào)符合產(chǎn)煙量。

四、結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，高層建筑消防電梯設(shè)置防煙設(shè)施是當(dāng)前高層建筑防火設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)研究問(wèn)題。為保證高層建筑安全提高人員疏散率。確保消防救援順利，需要加大力度科學(xué)設(shè)計(jì)防排煙系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭偉.高層建筑防排煙系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題及其對(duì)策探析[J].磚瓦，2020，No.390（06）：100-101.

[2]楊棟宇.高層民用建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2019，45（02）：130-132.

松原市消防救援支隊(duì)江北大隊(duì)，吉林省松原市，138001