高層建筑消防防火排煙設計研究

顏琛浩

摘要：隨著我國經濟的高速發展，各種高層建筑工程越來越多，對建筑工程施工要求越來越高。由于高層建筑的特殊性，其人員和物資的數量相對比較多，且結構相對比較復雜。在高層建筑實際使用的過程中存在各種安全隱患，一旦發生火災安全事故，就有可能造成比較嚴重的財產和生命安全損失。為此，筆者將要在本文中對高層建筑消防排煙設計進行研究，希望對促進我國高層建筑施工事業的發展，可以起到有利的作用。

關鍵詞：高層建筑;消防排煙;設計研究

為了保證高層建筑的使用安全和穩定性，需要認真做好高層建筑防火設計工作，保證高層建筑防火設計的效果。只有對高層建筑采用科學的防火排煙設計，才能有效保證建筑的使用水平，這是確保高層建筑安全運行的關鍵所在。因此，在工程設計人員開展工程設計的過程中，應該對高層建筑消防排煙設計工作引起足夠重視，并結合設計中存在的不足，及時采取必要的措施，保證建筑的消防設計效果。

1? 高層建筑發生火災的主要特點

隨著經濟的不斷發展和科技的不斷進步，建筑行業發展非常迅速，人們的生活水平不斷提升。為了進一步滿足人們生活的需求，建筑的高度不斷增加，規模也不斷擴大，而這些建筑的防火性能卻普遍存在著問題。民用建筑發生火災之后，往往存在如下問題。

人口疏散的難度相對比較大。當前民用建筑的高度普遍比較高，很多高度都超過了24m。建筑內部居住的人員相對比較多，導致安全疏散通道比較緊張。一旦發生了火災事故，樓道中就會存在很多的毒氣，很容易讓火災現場出現混亂。在大火蔓延的過程中，很多人會選擇到通道內避難，這給人員疏散造成了比較大的阻礙。在很多建筑內部都有暖水井、垃圾通道，一旦設計不合理，火勢就會沿著這些通道蔓延，給火災救援工作帶來嚴重的影響[1]。

火勢蔓延的速度非常快。如果建筑內部防火工作沒有做好，不能合理對防火隔層進行設置，就會導致火勢的增加。很多建筑外墻保溫材料都使用的是B2級別，其防火性能較差，且有一定的助燃作用，在風的作用下，火情發展速度會非常快。

火災撲滅的難度相對比較大。很多樓層比較高，如果采用傳統的水炮、水槍，難以取得好的效果。在很多情況下，這些建筑都有裙房設計，給工作人員的登高造成較大的影響，為展救援工作增加了難度。很多建筑周圍會停留較多的車輛，導致消防車很難進入到現場，不能及時開展火災救援工作。

2? 高層建筑消防排煙設計中存在的不足

自然排煙窗設計不夠科學。在我國高層建筑設計規范中，對建筑上方的自然排煙窗設計有著明確的規定，但由于該規范出臺時間較早，在建筑工程不斷革新的情況下，規范中的一些不足已經開始顯現，各種設計缺陷還比較多。一旦在建筑發生火災事故之后，如果只靠單純開啟排煙裝置，實際效果并不是非常理想，需要對各種自動傳感裝置合理應用，才能將消防設施的開啟有效關聯起來。當前，我國市場上這些裝置的價格相對比較貴。在很多高層建筑結構當中通常采用側拉窗結構，由于我國建筑工程技術能力相對有限，很多并沒有設置開啟裝置，導致很多高層建筑的排煙設計存在一些不合理的現象[2]。

送風口設計不夠科學。在我國很多高層建筑結構中，都是采用相同規格和尺寸的百葉窗式開風口作為豎向機械排煙系統的送風口。系統當中很多管道內表面都存在參差不齊的現象，各種送風井抹灰操作不能很好完成，管道在使用的過程中還存在著長度過大或者密閉性較差的問題，很多送風口在風量和風速方面還存在較大的不均勻性，如果與分機的距離比較近，風速會相對比較大。反之，在送風口末端位置，其風速就會相對較小，甚至存在無風情況。

建筑排煙系統設置不夠科學。當前，在我國高層建筑防火規范當中就明確指出，對于100m以上的高層建筑以及沒有自然排煙裝置的建筑中，都需要設置機械排煙系統。對于樓梯的相關部位，其應該處于正壓狀態，這樣在火災事故發生之后，才可以有效完成排煙操作，為后續消防工作的正常進行奠定基礎。在當前很多高層建筑當中，都會采用常閉式防火門、排煙窗等，并處于開放的狀態，在發生火災事故之后，難以處于正壓狀態，不能將排煙的作用充分發揮出來。此外，在很多高層建筑當中還設計有裙房以及消防電梯間，只有設計自然排煙裝置，才能保證建筑的排煙效果。很多建筑工程企業在實際施工的過程中，并沒有根據相關規范和標準要求，認真做好機械排煙系統設計，對建筑的排煙效果造成了非常大的影響。

認真做好高層建筑消防設施建設。在高層建筑設計施工中做好排煙裝置和配套設備的引進工作，在相關材料的使用中盡量采用不燃或者不易燃的材料，這樣才能保證高層建筑設備在使用過程中的安全性和可靠性。例如，在排風機選擇中，應該盡量使用離心型排風機，保證排風機在高溫環境中可以發揮自身的作用。此外，施工單位還應該認真做好采購監督和管理工作，盡量從正規渠道購買消防設施，避免易燃材料投入到工程應用環節中，有效避免火災隱患情況的發生。在設計人員開展工程設計中，應該建立完善的排煙系統，并認真指導現場施工人員做好火災報警裝置的安裝工作，對各種無損滅火設備進行合理使用。

建筑整體結構設計不夠合理。在現代建筑設計過程中，不應該僅僅追求美觀，還應該保證建筑的功能化效果，能夠滿足人們起居生活的各方面要求。因此，在建筑多功能的背景下，建筑內部結構設計變得越來越復雜，一旦發生火災安全事故，容易導致濃煙無法及時有效排出現場，甚至在辦公區域積聚，對人們的生命安全造成威脅。如果建筑內部空氣為向內走向，就不能形成有效的對外氣流循環通道，容易導致濃煙向建筑內部噴涌的情況，在匯聚一段時間之后，容易發生爆發式噴發的現象，不利于各種逃生工作的開展。然而，在很多建筑工程企業實際施工過程中，往往不能采取各種有效措施，導致各個通道相互連接的情況比較嚴重，濃煙和火勢難以得到有效的控制，無法給群眾安全逃離提供通道。

建筑裝飾材料選擇不夠合理。在當前建筑市場，很多建筑單位為了吸引更多的消費者，在建筑設計上下的功夫較多，在外觀設計中投入的功夫比較多，各種新鮮元素不斷融入其中，各種易燃材料在裝飾工程中的使用較多。雖然這些建筑外觀可以滿足用戶的審美體驗，卻忽視了建筑防火排煙工作設計的基本要求，給建筑防火工作帶來比較大的隱患。很多高層建筑容易出現設備和材料老化的現象，一旦發生火災，就會帶來嚴重的后果。

3? 提升高層建筑消防排煙設計水平的有效措施

對排煙方式合理選擇。為了保證建筑的消防排煙設計效果，應該對建筑的排煙方式進行合理選擇，保證建筑的消防安全效果。一般的情況下，高層建筑會采用兩種排煙方式，一種是機械排煙裝置，另一種是自然排煙裝置。在實際應用過程中，應該根據建筑的實際情況，對排煙方式合理選擇，只有做到對排煙方式的合理選擇，才能保證建筑的排煙效果，保證消防安全，避免人們的生命和財產遭到損害。

認真做好排煙設計工作。在開展排煙設計過程中，應該認真做好兩方面工作：（1）認真做好排煙布置工作。在開展排煙布置過程中，可以設置不同開口朝向的排煙裝置，并對排煙的開口面積合理計算，保證排煙裝置具有足夠的排煙能力。對于那些不能自動開啟的排煙裝置，可以將自動化技術有效應用其中，在發現火災煙霧之后，可以及時打開，從而達到排煙的目的。（2）認真做好機械排煙布置。在開展排煙工作的過程中，首先，應該認真做好排煙管道的設計工作。保證排煙管道大小、材料和排煙量等，并對排煙截面積、煙口位置、大小合理進行計算。其次，應該對煙氣流動進行設置。在火災發生之后，保證機械送煙口與排放口之間的距離不能過近，避免出現煙氣速度過快的現象。在這個過程中，應該認真做好防火防煙分區機械排煙裝置的科學選擇，保證火災形成的煙氣和氣流能夠與排風方向保持一致。

認真做好排煙口的設計工作。在高層建筑排煙口設計的過程中，應該盡量將其設計在消防口的位置處。在高層建筑發生火災事故之后，就可以將產生的煙氣及時、順利排出到室外，避免對建筑內部人員造成直接的影響。對于部分商業住宅建筑，其排煙裝置有著比較特殊的要求，可以在排煙口下風口位置設計風口，彼此之間的距離應該控制在3cm以上，排煙口和門窗之間的距離應該保持在6cm以上[3]。

認真做好材料和裝置的選擇。為了保證建筑具有更好的防火排煙效果，讓建筑更加安全的使用，就需要認真做好高層建筑排煙裝置材料的選擇，在排煙管道和空調的選擇中，應該盡量使用那些不燃或者難燃的材料，進一步保證建筑使用的安全性。在選擇高層建筑排煙機的過程中，應該盡量選擇離心式排風機，保證其可以在300℃左右的高溫環境中運轉，且可以連續使用半個小時以上。此外，在其他零部件和防火排煙管道使用的過程中，應該盡量使用不燃材料，在發生火災事故之后，最大程度保證高層建筑防火排煙的效果。

認真做好排煙機的選擇工作。在高層建筑施工單位施工的過程中，應該認真做好排煙機的選用，嚴格按照相關規定開展排煙機的選擇工作。在排煙機排煙量確定的過程中，應該根據建筑實際排煙要求來進行設計。此外，在工程設計人員選用風機風壓時，各個部位往往會存在較大的壓力差，這個時候就應該按照煙氣流的實際方向來進行設置，在排煙的過程中形成有效的負壓。在加壓送風機選擇的過程中，能夠克服管道沿程和局部阻力的損失，滿足以下部分壓力的相關要求，建筑走道為8Pa，前室為25Pa，只有達到這些要求，才能構成有效的防煙樓梯間。在消防設計部門開展設計的過程中，可以采用以走道為主的排煙道，能夠對風機、排煙管道和各種零部件合理應用。

4? 其他防火排煙設計措施

為了將建筑發生火災安全隱患的概率降為最低，需要合理開展平面布局設計。對于大型娛樂場所建筑設計，通過合理優化布局是提升建筑防火性能的重要措施。在開展建筑防火設計的過程中，應該嚴格按照建筑防火設計規范進行。此外，建筑防火設計還應該融合到建筑的整體設計當中。在建筑平面設計過程中，應該以建筑防火規范作為理論依據，合理對建筑平面進行布置，這在防火設計中非常關鍵。在酒吧等娛樂場所的設計過程中，人們在飲酒之后的安全意識相對比較低，一旦發生火災，安全撤離工作的開展難度相對較高，需要認真做好場所選址工作，不應該選擇高樓層。

不斷提升高層建筑的耐火等級。對于高層建筑，為了避免火災發生帶來嚴重的損失，其建筑材料應該有足夠的防火等級，可以采用輕質龍骨作為裝飾材料進行使用，且材料應該經過嚴格的防火檢測和審核。如果高層建筑需要采用木質結構，其吊頂材料必須具備較高的防火等級。為了保證建筑結構中的鋼材具有較強的防火能力，應該在建筑的鋼架和鋼柱上噴涂防火涂料，或者在其上方鋪設隔熱防火層。對于高層建筑的安全出口、疏散通道和樓梯間等處，均不可用可燃材料進行裝飾，并對建筑內部的窗簾、沙發和床罩進行防火處理，在各個消防分區設置防火門，避免出現火勢過快蔓延的情況。

通過對建筑火災發生的原因進行調查，很多火災事故的發生，都是由于建筑材料選擇不當造成的。很多建筑材料的燃點相對比較低，一旦遭遇到明火，很容易發生起火燃燒的情況。在當前建設設計中，由于建筑防火材料使用不當所造成的火災，可以歸結為兩個方面的原因：（1）建筑設計人員在開展建筑設計的過程中，過于考慮建筑的經濟效益，對建筑材料的防火性能考慮并不是非常健全，使用的建筑材料燃點相對比較低，導致建筑在投入使用后發生火災事故的概率相對比較高。（2）很多建筑材料在起火燃燒之后，會釋放出大量有毒氣體，這些氣體被吸入體內之后，就會對他們的生命健康造成非常大的影響，還會阻礙到居民的迅速撤離，各種火災救援活動不能及時、有效開展。因此，在實際選擇建筑材料的過程中，不僅需要考慮到建筑施工的經濟效益，還應該考慮建筑材料的防火性能。

隨著時代的不斷發展，建筑內部的電氣數量越來越多，建筑的高度不斷增加，這對建筑防火提出了更高的要求。為了進一步提升建筑的防火性能，可以將高科技應用到建筑防火中。例如，在移動高層寫字樓的設計過程中，就在各種容易引發火災事故的現場安裝了火災煙霧探測裝置，這些裝置可以在第一時間發現火災，并通過信息傳輸網絡將火災現場的位置信息和具體情況傳輸到監控中心，并提醒監控人員及時對火災采取應對措施，避免發生大規模的火災事故，出現大的人員和財產損失。

5? 結語

隨著時代的不斷發展，對高層建筑防火排煙設計提出了更高的要求。針對當前高層建筑防火排煙設計中存在的問題，應該引起足夠的重視，認真分析問題發生的原因，然后及時采取針對性的措施，根據工程的實際情況，開展針對性的設計，有效保證建筑的防火與排煙效果。

參考文獻：

[1]陳雷.簡析高層建筑消防防火排煙設計[J].低碳世界，2018（12）：22-23.

[2]陳振一，馮益鋒.高層建筑消防防火排煙設計現狀與優化措施[J].消防界（電子版），2018（18）：37-38.

[3]林洪強.高層建筑消防防火排煙設計研究[J].消防界（電子版），2018（02）：59-60.

The design of fire prevention and

smoke exhaust system in high-rise buildings

Yan Chenhao

（Fei County Fire Rescue Section，Shandong Linyi? 273400）

Abstract：With the development of China’s economy， more high rise buildings in citys put forward higher requirement to the engineering construction. High rise buildings seem like more special than other buildings with more people and facilities， which brought fire risks and even losses on people’s property and life. Therefore， the author provides some research results in fire prevention and smoke exhaust system， so as to foster the booming of high-rises construction.

Keywords：high rise buildings; smoke exhaust system; design research