高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)對(duì)策

馮維

摘要：高層建筑在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，其消防防火排煙設(shè)計(jì)直接影響建筑物內(nèi)的人身財(cái)產(chǎn)安全和消防救援工作的有序開(kāi)展，因此要提升對(duì)防火排煙設(shè)計(jì)的重視程度，不斷提升防火排煙設(shè)計(jì)的合理性。文章首先分析了高層建筑消防安全事故特點(diǎn)以及防火排煙設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，然后重點(diǎn)探討了高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)中存在的不足以及相應(yīng)的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：高層建筑;消防;排煙;設(shè)計(jì)對(duì)策

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層建筑數(shù)量越來(lái)越多，目前其已經(jīng)成為主要的建筑形式。相比矮層建筑高層建筑可以有效提升土地利用效率，節(jié)省更多的土地資源，但是高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，將會(huì)在很大程度上增加消防救援難度，這就要求在高層建筑設(shè)計(jì)施工中一定要做好防火排煙設(shè)計(jì)，以此避免火災(zāi)事故的發(fā)生，為人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全提供保障。目前關(guān)于高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為人們關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。

1? 高層建筑消防安全事故特點(diǎn)分析

相比普通矮層建筑，高層建筑如果發(fā)生火災(zāi)，將會(huì)顯著增加消防救援難度，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是高層建筑火災(zāi)更容易快速蔓延，由于高層建筑的長(zhǎng)軸方向與火焰燃燒的方向保持一致，均是上下方向，所以在高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，在上下方向火勢(shì)蔓延速度較快，部分情況下還可能形成立體火災(zāi)，顯著增加火勢(shì)嚴(yán)重程度，容易造成更大的損傷，增加了救援難度[1]。二是高層建筑發(fā)生火災(zāi)后人員疏散難度較大，建筑物中人員疏散的主要方向是從上向下進(jìn)行疏散，由于高層建筑物垂直距離較長(zhǎng)，很大程度上增加了人員從上到下疏散的時(shí)間，同時(shí)受到火勢(shì)上下方向快速蔓延的影響，又進(jìn)一步增加了人員疏散的難度，不利于人員快速逃離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，給人民群眾的生命安全造成威脅。

2? 高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分析

2.1? 及時(shí)性標(biāo)準(zhǔn)

在高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)中及時(shí)性標(biāo)準(zhǔn)主要是指通過(guò)對(duì)排煙通道進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，在火災(zāi)發(fā)生后能夠快速降低建筑物內(nèi)的濃煙溫度，避免溫度過(guò)高導(dǎo)致建筑物鋼筋軟化，有助于保障建筑物的穩(wěn)固性，為受困群眾的疏散爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間。同時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)要求在火災(zāi)發(fā)生后，排煙通道能夠及時(shí)將燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的濃煙排出建筑物，避免濃煙在建筑物內(nèi)大范圍流動(dòng)，容易導(dǎo)致受困人員因缺氧死亡[2]。在高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了能夠達(dá)到及時(shí)性標(biāo)準(zhǔn)要求，整體來(lái)說(shuō)應(yīng)該盡量減少排煙通道的轉(zhuǎn)角數(shù)量，降低排煙通道對(duì)煙霧排除的阻力。

2.2? 封閉性標(biāo)準(zhǔn)

隨著高層建筑的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)于高層建筑物的施工建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也提出了更高的要求。為了能夠更好保障建筑物內(nèi)部人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，我國(guó)相關(guān)法律規(guī)定高層建筑物內(nèi)必須設(shè)計(jì)有消防通道，在火災(zāi)發(fā)生后，建筑物內(nèi)部人員可以及時(shí)通過(guò)消防通道進(jìn)行撤離，同時(shí)也有助于消防人員通過(guò)消防通道進(jìn)行緊急救援。這就要求在對(duì)消防通道進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)為了保障消防通道的有效性，基于封閉性原則，對(duì)消防通道的建筑材料以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)均采用防火耐火材料，從而在發(fā)生火災(zāi)后可以有效避免火勢(shì)蔓延至消防通道內(nèi)，更好地疏散建筑物內(nèi)的被困人員。

2.3? 溫控性標(biāo)準(zhǔn)

為了能夠有效控制火勢(shì)，降低人員傷亡，在高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)中對(duì)最終排放的煙霧溫度也具有較高的要求，主要體現(xiàn)在排煙過(guò)程中要有良好的降溫措施。通過(guò)在排煙通道中設(shè)置相應(yīng)的降溫設(shè)備來(lái)降低煙霧溫度，保障受困人員以及消防救援人員的安全，同時(shí)有助于遏制火勢(shì)快速蔓延，為消防滅火工作創(chuàng)造條件。

3? 高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)中存在的不足

3.1? 消防設(shè)施配置不足

高層建筑發(fā)生火災(zāi)后往往會(huì)造成重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，由于整體來(lái)說(shuō)高層建筑發(fā)生火災(zāi)的概率較低，很多高層建筑施工設(shè)計(jì)單位以及后續(xù)的維護(hù)單位存在僥幸心理，為了能夠有效節(jié)約消防方面的資金投入，在高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)中并沒(méi)有嚴(yán)格按照相關(guān)要求和規(guī)定配置相應(yīng)的消防設(shè)施，降低了高層建筑自身的消防能力[3]。此外部分高層建筑在消防排煙設(shè)計(jì)中雖然配置了相應(yīng)的消防設(shè)施，但是在后期的維護(hù)保養(yǎng)過(guò)程中工作不到位，導(dǎo)致很多消防設(shè)施工作性能得不到有效保障，甚至嚴(yán)重?fù)p壞，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)也難以發(fā)揮有效的消防救援作用。目前在很多高層建筑中存在消防設(shè)施體系癱瘓、消防設(shè)備生銹以及因故障而停用等情況。

3.2? 裝飾材料方面存在問(wèn)題

目前在高層建筑裝修過(guò)程中，不管是對(duì)設(shè)計(jì)者還是房主來(lái)說(shuō)，整體消防安全意識(shí)薄弱，在選擇裝修材料的過(guò)程中主要考慮到美觀性和舒適性，并沒(méi)有充分考慮裝飾材料的阻燃性。同時(shí)在裝飾材料生產(chǎn)過(guò)程中，阻燃性材料特別是質(zhì)量較好的阻燃性材料在價(jià)格方面會(huì)顯著高于非阻燃性材料，這進(jìn)一步增加了建筑物在裝修過(guò)程中選擇非阻燃性材料的可能性，由此造成一些裝飾材料可能存在較大的安全隱患，部分裝飾材料容易發(fā)生火災(zāi)，而發(fā)生火災(zāi)后火勢(shì)會(huì)快速蔓延，為高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。建筑物使用時(shí)間較長(zhǎng)、建筑物內(nèi)部線(xiàn)路老化等問(wèn)題，增加了高層建筑物的消防安全隱患。

3.3? 內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

隨著人們對(duì)建筑物功能的追求，高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，功能性設(shè)計(jì)越來(lái)越多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜增加了建筑物人員疏散的難度，功能性設(shè)計(jì)往往涉及一些電路、高功率電器以及易燃材料，增加了安全隱患[4]。因此在高層建筑內(nèi)部設(shè)計(jì)的過(guò)程中，如果存在結(jié)構(gòu)方面的不合理，會(huì)顯著增加火災(zāi)發(fā)生的可能性，并且不利于煙霧的排出以及人員疏散。

4? 高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)對(duì)策

4.1? 合理規(guī)劃高層建筑空間

高層建筑內(nèi)部空間的合理規(guī)劃直接影響高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，這就要求在進(jìn)行高層建筑空間規(guī)劃時(shí)應(yīng)該充分考慮建筑物的整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，考慮煙霧的合理排放渠道，為煙霧排放創(chuàng)造良好的條件。具體來(lái)說(shuō)，包括三個(gè)方面：一是要保障建筑內(nèi)部空間與排煙通道之間的連接效果，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠顯著提升排煙效率，促使煙霧能夠在短時(shí)間內(nèi)盡量排出，避免進(jìn)入建筑物其他內(nèi)部空間，造成不必要的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。二是保障建筑物整體排煙通道設(shè)計(jì)與室內(nèi)空間連接的科學(xué)性和合理性，包括區(qū)域空間排煙裝備的安裝以及不同區(qū)域之間的銜接等，確保高層建筑防火排煙設(shè)計(jì)能夠達(dá)到各項(xiàng)要求[5]。三是在高層建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)階段應(yīng)該科學(xué)進(jìn)行生活區(qū)以及辦公區(qū)等不同功能區(qū)位的合理劃分，既能充分利用建筑物內(nèi)部空間，同時(shí)又能夠確保消防安全。這就要求在建筑物空間規(guī)劃過(guò)程中全面考慮安全管理體系以及功能等多種因素。

4.2? 合理設(shè)計(jì)排煙通道

在高層建筑防火排煙的設(shè)計(jì)中，排煙通道是最為核心的內(nèi)容。高層建筑層數(shù)較多，而火災(zāi)發(fā)生在不同樓層對(duì)于整體的人員疏散以及消防救援工作具有不同的影響。考慮火災(zāi)發(fā)生在各個(gè)樓層，為有效保障人員疏散效果，可以在相關(guān)區(qū)域?qū)ｉT(mén)設(shè)置人員疏散通道，并將連接區(qū)域作為排煙通道。比如在高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)中可以將維護(hù)系統(tǒng)與建筑物框筒結(jié)構(gòu)連接在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部資源的充分利用，保障排煙通道設(shè)計(jì)的合理性。同時(shí)在高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)中，還應(yīng)該全面考慮框筒結(jié)構(gòu)以及高低壓電井等，起到更好的排煙效果。目前有研究表明，在高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)中將高低壓電井以及電梯井與發(fā)生火災(zāi)的樓層直接進(jìn)行對(duì)接，可以顯著提升消防排煙效果，有助于避免發(fā)生煙霧聚集，降低煙霧濃度，保障建筑物內(nèi)人員安全。在高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)中需要注意的是，為了保障煙霧排出的順暢性，要盡量避免在排煙通道中出現(xiàn)大轉(zhuǎn)角的情況。

4.3? 合理規(guī)劃消防給水體系

在對(duì)高層建筑消防給水體系規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要考慮兩個(gè)方面：一是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)高層建筑消防給水的相關(guān)要求;二是高層建筑的自身情況。只有對(duì)這兩個(gè)方面進(jìn)行有效結(jié)合，才能起到更好的消防給水效果。在對(duì)消防栓進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分考慮水柱長(zhǎng)度，保障水柱長(zhǎng)度的合理性。對(duì)于建筑物高度小于100m的，要求水柱長(zhǎng)度不能低于10m，對(duì)于建筑物高度大于等于100m的，要求水柱長(zhǎng)度不能低于13m。由于消防電梯在高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)具有非常重要的作用，因此在高層建筑防火排煙的設(shè)計(jì)中還應(yīng)該對(duì)消防電梯進(jìn)行充分考慮，并將消防給水體系與消防電梯設(shè)計(jì)有效結(jié)合起來(lái)。一方面消防電梯要嚴(yán)格達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，另一方面消防電梯內(nèi)必須要配置合理的給水措施，為消防滅火工作的開(kāi)展創(chuàng)造良好的條件，有效降低火災(zāi)所導(dǎo)致的不良影響。在消防給水體系設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該在消防電梯井底配置相應(yīng)的排水設(shè)施，有助于消防電梯的高效運(yùn)行以及消防救援工作的順利開(kāi)展。

4.4? 科學(xué)進(jìn)行防火排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目前在高層建筑防火排煙的設(shè)計(jì)中最為常見(jiàn)的防火排煙設(shè)計(jì)為自然排煙和機(jī)械排煙兩種類(lèi)型。在高層建筑防火排煙具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該基于建筑物具體情況選擇合理的防火排煙設(shè)備。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人員逃離難度較大，在很多情況下都是人員在建筑物內(nèi)等待外界救援。如果高層建筑物防火排煙設(shè)計(jì)不合理，那么可能導(dǎo)致人員在等待救援過(guò)程中發(fā)生窒息死亡。因此在高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡量提升建筑物的防火排煙效果，在必要情況下可以將自然排煙和機(jī)械排煙有機(jī)結(jié)合起來(lái)，提升排煙效率。對(duì)于地下車(chē)庫(kù)等較為封閉的區(qū)域進(jìn)行防火排煙設(shè)計(jì)時(shí)，可以借助送風(fēng)系統(tǒng)以及機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)來(lái)提升排煙效果。同時(shí)在高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該對(duì)排煙口進(jìn)行合理布置，保障排煙口位置不受環(huán)境因素的影響，對(duì)排煙起到促進(jìn)作用。通常來(lái)說(shuō)，對(duì)于高層建筑排煙口多置于頂棚位置，有助于煙霧向上蔓延，快速排出。此外，還應(yīng)該注意如下幾個(gè)方面：一是排煙口的大小，為了提升高層建筑的排煙效果，排煙口面積通常不能低于0.04m2;二是排煙口的高度，排煙口不能過(guò)低，如果過(guò)低會(huì)影響排煙效率;三是排煙口的數(shù)量，排煙口數(shù)量不能過(guò)少，但是也沒(méi)必要太多，應(yīng)該根據(jù)建筑物合理規(guī)劃;四是合理控制排煙口的風(fēng)速，有研究表明排煙口的風(fēng)速控制在5～9m/s范圍最為理想。

4.5? 合理進(jìn)行防火單元設(shè)計(jì)

防火單元設(shè)計(jì)主要是指對(duì)高層建筑物內(nèi)部防火區(qū)域進(jìn)行合理規(guī)劃，將其細(xì)分為多個(gè)不同的單元，一方面要保障單元?jiǎng)澐值暮侠硇裕硪环矫嬉诟鱾€(gè)單元中配置獨(dú)立的消防設(shè)施，有助于不同單元之間相互隔離，同時(shí)又能發(fā)揮獨(dú)立消防救援作用。在這種情況下，如果發(fā)生火災(zāi)既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火勢(shì)的有效隔離，又可以在不同單元之間獨(dú)立滅火，有助于控制火勢(shì)，避免造成人員傷亡。高層建筑防火區(qū)域通常可以分為水平區(qū)域和垂直區(qū)域兩大部分，水平區(qū)域主要是基于防火卷簾以及防火門(mén)等實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域的隔離，垂直區(qū)域主要是基于墻壁以及樓板等實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域的隔離。通過(guò)消防單元的劃分，不管是對(duì)高層建筑還是對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑均有良好的防火效果，有效降低滅火難度，幫助建筑物內(nèi)人員快速撤離。

4.6? 選擇合理的設(shè)備以及材料

在高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)中選擇合理的設(shè)備以及材料有助于從根本上提升防火排煙水平。具體來(lái)說(shuō)，高層建筑在設(shè)備材料選擇過(guò)程中應(yīng)該注意兩個(gè)方面：一是必須要滿(mǎn)足國(guó)家對(duì)于高層建筑施工設(shè)計(jì)中關(guān)于防火排煙的相關(guān)規(guī)定要求，二是要保障購(gòu)買(mǎi)的設(shè)備材料具有良好的質(zhì)量和性能，從而在消防救援中能夠充分發(fā)揮作用。在機(jī)械排煙系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行選擇時(shí)，一定要保障相應(yīng)的設(shè)備具有完整的功能，并且具有合格證書(shū)。高層建筑在發(fā)生火災(zāi)之后，其內(nèi)部環(huán)境會(huì)發(fā)生明顯的變化，包括溫度以及壓力等，這就要求相關(guān)的設(shè)備設(shè)施在高溫條件也必須保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，從而在消防救援中充分發(fā)揮作用。此外，在設(shè)備以及材料的選擇過(guò)程中還應(yīng)該充分考慮排煙風(fēng)機(jī)以及管道連接材料的質(zhì)量必須有耐高溫?zé)煔獾男阅堋榱吮苊獠缓细癫牧线M(jìn)入施工場(chǎng)地，在材料設(shè)備采購(gòu)過(guò)程中一定要嚴(yán)格把關(guān)，并且保障部分材料具有良好的阻燃性，有助于延緩火勢(shì)發(fā)展，為消防救援爭(zhēng)取更多的時(shí)間。

4.7? 合理配置配套設(shè)備

一是進(jìn)行樓梯送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。樓梯送風(fēng)系統(tǒng)在高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)中具有重要作用，有助于提升消防排煙效果。在對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)取風(fēng)口進(jìn)行設(shè)置時(shí)要進(jìn)行具體問(wèn)題具體分析，基于建筑物實(shí)際情況保障取風(fēng)口設(shè)置的合理性。為了有效提升煙霧探測(cè)器效率，可以將煙霧探測(cè)器置于取風(fēng)口位置。二是防火門(mén)安裝。在樓梯適當(dāng)位置安裝相應(yīng)的防火門(mén)，并且保障防火門(mén)具有良好的開(kāi)放性，平時(shí)消防門(mén)處于開(kāi)放狀態(tài)，能夠滿(mǎn)足人員的流通需求;在發(fā)生火災(zāi)時(shí)關(guān)閉消防門(mén)，實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的隔離，有助于保障人員安全。三是指示裝備、通信設(shè)備以及自動(dòng)噴淋裝置等，對(duì)于這些裝置的合理設(shè)計(jì)可以更好保障人員的生命安全，因此在高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)這些配置設(shè)備的重視程度，并不斷優(yōu)化完善設(shè)計(jì)方案，從而在高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠更好發(fā)揮這些設(shè)備的作用。

5? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高層建筑越來(lái)越多，高層建筑的消防安全也越來(lái)越受人們的關(guān)注。高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，往往容易造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損傷，因此對(duì)于高層建筑一定要做好消防防火排煙設(shè)計(jì)，針對(duì)當(dāng)前高層建筑物施工設(shè)計(jì)中普遍存在的問(wèn)題，從多個(gè)方面各個(gè)維度提升消防防火排煙設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，有效避免火災(zāi)的發(fā)生，為人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全提供有效保障。

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Strategies on designing the fire protection and smoke management systems in high-rise buildings

Feng Wei

Fengtai District Fire Rescue Brigade， Beijing

Abstract：The fire protection and smoke management systems serve as an important part in the high-rise building fires to protect people's life and property security from dangers， as well as saving times for fire fighters to carry out extinguishing actions. Therefore， it is essential to pay more attention to fire prevention and smoke extraction systems， and improve their rationality. This paper， on the basis of the relevant design standards， makes an analysis on the accident features of high-rise building fires， and shed a light on the existing defects in current design of these systems， thus to provide countermeasures to solve these problems.

Keywords：high-rise buildings;fire protection;smoke extraction