高層建筑消防排煙設計探討

于雷

（連云港市消防救援支隊，江蘇 連云港 222000）

1 引言

為了保證建筑內居民的生命財產安全，必須做好對高層建筑消防防火排煙系統的設計，保證防火排煙系統在建筑中的合理布局。高層建筑的分布一般比較緊密，如果發生火災，火勢的蔓延速度快，而且建筑中住戶密集，窗口多，垂直井道多，容易形成煙囪效應，導致發生火災后疏散難度大。因此，需要不斷優化高層建筑消防設施設計，總結建筑排煙設計中存在的缺陷和不足，并探究有效的解決策略。

2 防火排煙設計在高層建筑中的重要作用

高層建筑發生火災后，由于樓層高，豎向井道數量多，容易形成煙囪效應導致火勢快速蔓延，不利于人員疏散和財產搶救[1]。而且立體式的燃燒方式導致受困人員在火災中容易出現中毒和窒息現象。因此，在高層建筑的火災搶救中，需要采取有效的解決措施，減輕煙氣威脅，保證人員安全。而高層建筑中的防火排煙設計是火災中有效排除煙氣的重要設施，能夠在火災中降低人員煙氣中毒和窒息的風險，為消防救援活動提供有利的條件，便于人員疏散。因此，需要加強對高層建筑火災排煙設計的重視，提升火災救援效果。

3 高層建筑火災的特點分析

3.1 火勢蔓延速度快

高層建筑中需要設置多個電梯井、樓梯間、管道井等豎向井道，在高層建筑中，如果沒有對這些井道做好防火分隔處理工作，會使所有豎向井道形成煙囪效應，促進火勢快速蔓延。特別是商場、圖書館以及辦公樓等高層建筑，其中含有大量的易燃物和可燃物，一旦發生火災后，火勢控制難度加大。

3.2 受困人員疏散難度大

高層建筑的樓層多，垂直高度大，高層建筑的人員疏散需要比較長的時間。同時高層建筑中的人員居住比較密集，在疏散中人員眾多，需要的時間長，而且容易出現踩踏事件造成二次傷害。此外，高層建筑火災發生后，火勢會沿著豎井的空氣流通，使煙霧和火勢快速向上蔓延，進一步加大疏散難度。雖然我國當前部分城市的消防部門已經開始購置登高消防車，但是僅限于少量一線城市的少部分消防隊，還未實現全面普及，而且即使是登高消防車的高度也難以達到超高層建設的高度，不利于火災疏散和撲救。

3.3 火災撲救困難

高層建筑的高度一般都比較高，一旦發生火災事故，在室外進行撲救的難度較大。因此，對于高層建筑火災一般需要輔以自救的方式，也就是利用室內的消防設施進行撲救。但是當前我國部分高層建筑內部的消防設施建設并不完善，很多消防設施形式化嚴重，在消防救援中起到的作用有限，導致火災的撲救難度加大[2]。

4 高層建筑消防排煙設計中的問題分析

4.1 消防設施使用不合理

高層建筑的樓層高，垂直距離長，一旦發生火災，信息傳遞以及人員疏散的難度都會加大，導致救援工作開展受到限制。因此，需要加強對高層建筑消防救災設備的完善，通過消防設備的應用及時控制火勢。但是，很多人不懂消防設備的應用方法，無法利用消防設備快速完成撲救工作。而且部分設備的維護不及時、不到位，在發生火災時無法發揮應有的作用。此外，部分高層建筑的密閉性較強，煙霧排出的難度大，如果受困人員長期被困在高層建筑內，極易造成人員窒息和中毒。

4.2 高層建筑材料選擇不當

高層建筑施工中未考慮樓體材料的防火性問題，在建筑材料選擇中存在很多易燃性和可燃性的材料，使后期高層建筑中存在火災隱患。可燃性材料多，引發火災的可能性更高，而且火勢往往難以控制。此外，部分可燃性建筑材料燃燒后會形成較多的有毒氣體和煙霧，導致救援和人員疏散的難度加大。因此，在設計中需要充分考慮建筑的材料性質。

4.3 建筑排煙系統設計不規范

從我國當前高層建筑的建設情況來看，排煙系統建設中大部分都需要通過人工操作的方式進行開啟。因此，如果發生火災后，受困人員處于緊張狀態，往往只關注逃生，忘記打開排煙裝置，或者由于操作不當等導致排煙效果受到影響。此外，在高層建筑的防火排煙口設計中，排煙口設計不規范，沒有做好內壁處理，或者未進行定期維護，導致排煙管道出現生銹、腐蝕等問題[3]。部分高層建筑的排煙系統位置設置不合理，導致火災中的煙霧無法順利排出，一旦發生火災后因為煙霧排出問題引發安全事故。

4.4 消防防火排煙設計監管不完善

高層建筑消防防火排煙設計是否合理需要相關監督部門的監管，并通過完善的監督制度標準進行評定。但是從我國當前的高層建筑消防排煙設計工作開展情況來看，監管制度仍然不夠完善。首先，高層建筑消防排煙設計的質量檢測工作監管力度不足，未制定完善的監督管理機制和標準，或者即使形成消防排煙設計檢測標準，在后期監督執行中未嚴格落實。此外，從建筑單位來看，過于注重工程施工進度，對工程質量的管理不夠嚴格，特別是消防排煙系統等隱性施工內容，不注重監督和檢查，導致質量問題。

4.5 高層建筑內部結構設計不科學

從當前高層建筑內部結構設計情況來看，為了盡可能地利用建筑空間，在空間設計中間隔設置過多。特別是隨著智能化建筑的發展和普及，建筑內部的功能區域增多，結構更加復雜，發生火災后煙霧的排出難度加大，容易導致煙霧長時間在小空間內聚集，引發煙霧中毒或者窒息等。此外，建筑內部的結構設計直接影響建筑內的空氣流通效果，如果室內空間設計不當，必然會使空氣無法順利循環，受困人員逃生難度加大。因此，需要設置專門的通道關閉設施，可以有效隔絕火焰，有利于受困人員順利逃生。

4.6 消防防火排煙管道設計人員技術水平有待提升

高層建筑消防排煙設計工作開展中，為了保證設計的合理性，需要選擇具有高職業素養和專業能力的設計人員擔任。但是設計能力和素養越高的人員，設計費用也會越高，因此，部分公司為了節約成本會選擇一些經驗并不豐富的設計人員擔任設計工作。由于設計人員的專業能力不足，欠缺經驗，導致高層建筑防火排煙設計工作開展難度加大。此外，部分管道設計人員缺乏專業的從業資格證，在施工中無法有效把握管理重點，不利于管理責任發揮以及設計工作的控制和完善。

5 高層建筑消防排煙設計策略

5.1 加強高層建筑消防設計排煙規劃

高層建筑消防排煙系統是建筑消防中的重要組成內容，其中包括消防控制中心，排煙風機、風管、送風機、閥門以及其他排煙聯動系統等。該系統的主要功能是對建筑進行防火排煙，排煙系統在建筑中屬于獨立系統內容，與消防中的噴淋、報警等系統具有同等地位，直接關系著火災的救援和人員疏導。因此，高層建筑設計中，需要加強對消防排煙方式的完善和優化，結合國家關于消防安全管理的標準和文件，應在設計圖中加強消防排煙標注，保證消防排煙方案的合理性。在高層建筑中需要合理規劃排煙方式，比如，可以采用機械裝置的排煙設計形式提升排煙效果。或者采用自然的排煙方案，發生火災后可以通過排煙煙道自然排煙。根據建筑特點和需要合理設計排煙方法。機械排煙是通過排煙機將室內的熱量以及煙霧等向室外快速排出，使過火的位置形成負壓，有效預防煙霧的擴散[4]。機械的排煙方式不會受到外部環境的影響，保證排煙的穩定性和高效性。但是機械設備購置以及系統建設需要的成本比較高，而且如果火災比較嚴重時，排煙效果一般。自然排煙指的是通過專門的排煙管道、窗口、陽臺等位置進行排煙，降低室內的煙霧濃度，而且成本低，平時可以作為通風口，如果發生火災則可以作為排煙系統，對控制高層建筑中煙霧不斷向高層擴散具有重要作用。因此，高層建筑消防排煙設計中必須要保證科學性，以及布局的合理性。機械排煙裝備的管道設計需要保證管道長短、大小等符合要求，并合理設計排煙口的面積以及排煙系統的排煙量等，促進高層建筑中煙氣的順利排出。此外，排煙口的設置需要在建筑的下方，并設置進送風口，合理控制兩個口的距離，使高層建筑排煙效果得到保障。

5.2 合理選擇建筑設備和材料

高層建筑消防排煙系統設計中，需要嚴格根據對排煙系統的需求合理選擇排煙系統設備和材料。根據相關標準保證材料的質量。首先，建筑材料盡量以輕質、防火材料為主。對于高層建筑的機械排煙系統，由于火災事故發生后會在短時間內產生大量的高溫煙氣，高溫煙氣排放會對煙道和設備等產生一定的影響，因此，在煙道的建設中需要采用耐高溫的材質，保證排煙系統的安全、穩定運行。煙道的風道、連接材料等都必須要保證耐高溫性，可以采用磚砌或者鍍鋅鐵皮的方式對管道進行保護。排煙風機則可以采用排煙軸流風機和離心風機兩種機械形式，并安裝排煙防火閥，保證風機運行的穩定性。

5.3 合理設計排煙管道

高層建筑施工中排煙管道的設計需要結合消防防火排煙設計要求，結合不同樓層、不同要求合理設計排煙管道，實現良好的疏散效果。比如，可以在建筑區域中預留專門的人員疏散管道，并將連接區作為重要的煙霧排放渠道。還可以將建筑內部的維護系統與框筒結構結合，充分利用建筑內部的結構資源保證防火排煙管道設計效率。同時加強對排煙系統和設施的完善，做好各個煙霧渠道的疏通，包括樓梯間、電梯井等，都可以實現排煙，可以將這些通道與火災樓層銜接，提升建筑內部的排煙能力，預防建筑內部的濃煙聚集。為了保證排煙管道的排煙效果，在排煙管道設計中需要避免設計大轉角的管道，提升排煙效率。

5.4 合理設計防火排煙單元

高層建筑設計中需要結合樓層特點設計防火排煙單元，保證單元的獨立性。防火排煙單元可以有效阻止火勢蔓延，起到疏導和保護的作用。在防火排煙單元中設置防火墻、防火卷簾、防火門以及其他消防裝置，并結合消防報警和噴淋系統適當放大消防排煙范圍。防火單元中需要將排煙位置進行分區管理，設置中避免跨越分區，有效預防煙氣在空間內的流動，防火單元的面積一般在500 m2以內，并設置擋煙墻進行隔離，可以將擋煙墻設置為活動的模式，根據建筑設計情況自行調整高度[5]。而且不需要時可以卷起，發生火災后及時落下。

5.5 完善消防監督機制

高層建筑消防防火排煙設計中完善的監督管理機制和體系有利于保證防火排煙設計的高標準。首先需要構建激勵機制，通過防火排煙激勵機制設計，調動各部門參與防火排煙設計工作的熱情。其次，完善監督管理制度和責任機制，加強對設計人員責任的管理和落實。通過完善的法律法規和工作規范提升防火排煙設計效果。并做好對后期防火排煙設計工作的檢查，保證防火排煙設計滿足工程設計要求，提升防火排煙設計的規范性。

6 結語

綜上所述，高層建筑消防防火排煙設計直接影響著建筑火災的救援效果，但是從當前高層建筑設計情況來看，其中仍然存在很多的問題和不足，需要結合傳統設計中的漏洞，進一步加強對高層建筑消防防火排煙設計的完善，保證消防設計的安全性。從設計制度、設計方案、排煙設施、消防設計人員隊伍等方面進行優化。降低消防安全隱患，提升消防救援效率。