高層建筑防火排煙設計對策

汪偉

摘要：隨著城鎮化的發展，高層建筑的數量不斷增多，有效解決了土地緊缺的問題，但是一旦發生火災，將會造成更加嚴重的危害，因此高層建筑的防火設計，尤其是排煙設計更是重中之重，直接關系到高層住戶的生命財產安全。概述了高層建筑防火排煙的難題，提出防火排煙設計的重要性，從當前實際情況出發，探討高層建筑防火排煙設計的優化措施，為高層建筑設計提供參考。

關鍵詞：高層建筑;防火排煙;設計

高層建筑的消防安全問題是當前社會討論的熱點，受到社會各界人士的關注。為了保證高層建筑的消防安全，需要對設計階段、施工階段到投入使用進行全方位的把控，尤其是防火排煙設計，對于控制火勢、疏散人群、降低燃燒危害性等方面發揮了重要的作用，對住戶的生命財產安全起到了防護作用。因此在建筑設計過程中要重視防火排煙設計，從當前實際情況出發，突破難點問題，優化設計方案，為高層建筑的消防安全打下堅實的基礎。

1? 高層建筑消防安全面臨的問題

隨著建筑行業的發展，建筑設計施工水平和消防排煙能力不斷提升，但是高層建筑的防火排煙設計水平面臨著一些因素的制約。由于高層建筑的實際特點，一旦發生火災，樓梯間、管道間等豎向煙道在風力因素的影響下，會使火勢更加迅猛，給人員疏通以及消防救援工作產生不利影響，導致更加嚴重的事故[1]。由于高層建筑體量大，發生火災后受困人員數量多，濃煙、粉塵會造成被困人員呼吸困難、大面積灼燒，嚴重影響生命安全。高層建筑發生火災時面臨以下難題。

①火勢發展迅速。當高層建筑發生火災后，火災會迅速蔓延開來，產生濃煙、粉塵，其蔓延速度遠遠大于人員疏散速度。高層建筑發生火災后，豎井、幕墻之間的縫隙會加快火勢蔓延，一旦火災到達一定程度，產生熱風壓現象，會導致火勢逆轉，遇到外部空氣時有轟然的風險。

②疏散困難。高層建筑體量大、樓層多，內部擁有眾多的房間以及人員，一旦發生火災，人員疏散問題將是主要問題。同時高層建筑有很多易燃物品，一旦發生火災，火勢蔓延后疏散通道會被堵塞，建筑內部的人員很難進行疏散。高層建筑發生火災后被困人員比較多，造成消防通道比較擁擠，有引發踩踏事故的風險，進一步擴大了火災的傷害。同時建筑材料燃燒會產生大量的有害氣體，進一步增加救援疏散人員的難度，在高層建筑火災中死亡、受傷的人員中很大一部分是因為濃煙、粉塵窒息，因此發生火災時煙氣的排放尤為重要。

③消防設施不完善。高層建筑內部消防安全主要有報警系統、滅火系統以及排煙系統等部分構成。高層建筑的消防設施必須經過嚴格審查，只有確認合格后才能投入使用，發生火災時，消防設施就是高層人員生命的保證。在使用消防設施過程中要隨時抽檢，出現問題及時檢修，確保消防設施的運行質量[2]。當前部分企業為了保證檢查過關，故意隱瞞高層建筑消防設施問題，嚴重影響了高層建筑的消防安全，增加了火災發生的可能性。

④缺乏安全管理。在高層建筑消防管理過程中，一些工作人員沒有明確消防管理的重要性，缺乏專業技能和職業素養，消防管理和維護工作質量比較差。這些問題導致高層建筑存在很多安全隱患，消防設施維護不到位、消防設備出現損壞或者老化等情況，甚至部分住戶在消防通道堆放雜物，一旦發生火災將會嚴重影響高層建筑的消防安全。

⑤用戶消防意識薄弱。高層建筑很多火災都是用戶操作不當引發的，這些問題在很大程度上都是可以預防的，但是由于用戶的消防意識薄弱，很多不當操作是誘發火災的關鍵因素。例如在室內裝修時片面地追求美觀和舒適，而忽視消防安全，沒有注重裝飾材料的防火性能，一旦發生火災，將會造成嚴重的影響。同時住戶不按規定用電也是引發火災的原因，用戶私自接拉電線、使用不合格的電氣設備以及大功率電器超荷負載，這些都是引發消防安全事故的重要原因。

⑥消防區域劃分不合理。很多高層建筑在設計階段，對消防通道設計不合理，缺乏整體、系統的規劃[3]。很多消防設施承擔著排煙任務，而消防區域的規劃不合理，導致濃煙不能及時排除，不能發揮消防系統作用，對救援和疏散工作產生了不利影響。

隨著城鎮化的發展，城市人口數量急劇增加，高層建筑是解決居民居住問題的有效措施，為了保障住戶的生命財產安全，需要重視消防安全。高層建筑一旦發生火災，造成傷害將是巨大的，甚至會引發嚴重的社會問題。高層建筑由于自身體量大，救援難度比較大，因此在規劃設計高層建筑時，要充分考慮這些因素。根據相關數據表明，在高層建筑發生火災時，死亡人員中超過八成是濃煙、粉塵中毒和窒息造成的。因此在高層建筑設計過程中，需要重視消防工程設計規劃工作，尤其防火排煙系統。

2? 高層建筑防火排煙設計存在的問題

2.1? 自然排煙設計

高層建筑在設計過程中，針對排煙防火系統會使用自然排煙窗戶，以保證高層建筑的排煙效果。高層建筑發生火災時，僅僅靠撲滅動作不能很好地完成火情控制，需要啟動消防設施，從而更好地控制火情。但是這種設施的造價比較高，很多高層建筑采用的都是玻璃窗，自動化水平不夠，影響消防排煙的效果。

2.2? 送風口設置

防火排煙設計過程中需要針對煙霧的實際情況確定送風口的尺寸，確保開口的大小符合要求，同時要保持封閉的狀態。在設計管道時，表面不需要太過光滑，一般不采用疊層供氣這種方式。如果管道太長或者沒有封閉，會導致控制不平衡，影響防火排煙的效果。在高層建筑中，由于樓層高、體量大，在進風口和管道設計方面有著更嚴格的要求，需要根據規定嚴格把控。

2.3? 排煙設計

在高層建筑設計規劃過程中，很多時候忽略了排煙系統，并沒有設置自然排煙窗。在設計過程中需要采用相應的措施保持正壓狀態，保證排煙效果和排煙效率，為發生火災時的救援工作打下基礎。當前很多高層建筑都設置外窗、防火門以及排煙裝置，這些是防煙的重要措施。同時高層建筑在設計過程中會設計裙房，在設計過程中忽略窗戶的自然排煙功能，未在房間內安裝機械排煙系統。

2.4? 機械排煙系統設計

在高層建筑防火排煙設計中，需要在防煙樓梯設置獨立送風系統，并安裝自動裝置，讓其余壓值高于樓梯間，但是在實際設計過程中，由于設計人員缺乏專業的消防知識，防火排煙系統沒有安裝自動調節裝置，同時對于風口的選擇也存在很多問題，風口面積隨意調整，不符合相關要求，影響風量和風速，對防火排煙系統的工作效果產生了較大影響。

3? 高層建筑及其消防防火排煙設計優化措施

3.1? 防火排煙系統設計

高層建筑的防火排煙系統有自然排煙裝置和機械排煙裝置兩種。自然排煙裝置設計過程中，必須保證各個開口朝向位置的差異性，然后對排煙系統的開口面積進行計算，確定開啟方式是人工還是自動啟動，從而保證自然排煙裝置的排煙效果和排煙效率。

對于機械排煙裝置主要有兩個要求，一是排煙管道和排煙口，需對它們進行合理布局，對設計管道的規格、排煙量以及材質選擇需要根據實際情況進行計算，從而保障排煙管道的橫截面、排煙口的位置符合相關要求。二是保證煙氣流動的可控性，同時機械排煙送風口的位置需要和排風口保持適當的距離，從而保證火災氣流和機械排煙裝置的氣流速度存在差異，避免兩種氣流相撞，從而降低火情蔓延趨勢[4]。

在高層建筑排煙設計過程中還要考慮排煙口，排煙口的位置要盡量位于建筑下風口開闊位置，當發生火災時，產生的煙氣可以及時排到室外，最大程度降低風向風速對排煙效果的影響。商業建筑和住宅建筑的排煙裝置標準有一定差異，部分高層建筑是商業和住宅結合的方式，在設置送風口時要保證送風口處于上風方向、排煙口處于下風方向，同時保證送風口和排煙口的距離在3m以上，排煙口和門窗的距離則是要大于6m。

3.2? 防火單元格的設計

多個防火單元格構成高層建筑的防火區域，因此要做好防火單元格的設計才能保證防火區的安全。在設計防火單元格時，要設置一定的煙氣阻擋設施，例如防火門、防火卷簾，當發生火災時，關閉隔離設施，降低火勢蔓延的速度。在設置隔離設施時要保證其效果，對水平分區、垂直分區可以采用不同的隔離措施。水平分區主要是采用隔熱材料防止火勢在水平面蔓延，而垂直分區主要是利用隔熱材料減緩火勢的蔓延，隔熱設施的形式有防火門、防火墻以及防火卷簾等?？茖W的擴大室內空間，和火災自動報警系統、自動滅火系統以及消防聯動系統結合使用，可以在第一時間有效控制火情，防止火勢蔓延，降低火災帶來的傷亡和損失，提升高層建筑的安全性能。

3.3? 保證設計的科學性

在設計過程中要合理優化防火排煙設計方案，保證對火災的防控效果。因此要對高層建筑排煙設計方案進行優化，把控好每一個細節，保證設計方案的合理性和科學性[5]。高層建筑的消防安全幕墻以及各管道是火勢蔓延比較快的部分，因此防火排煙設計時要充分考慮這些區域，能夠及時、有效地控制火勢，防止火勢蔓延，降低火災帶來的損失，主要考慮火災后形成的濃煙對人員的影響。在設計過程設計人員要充分重視高層建筑內部的排煙系統和隔離設施的科學性，從而保證高層建筑發生火災時能夠及時組織消防救援和人員疏散，保證高層建筑的消防安全。例如在電梯前安裝排煙系統，在疏散樓梯安裝送風裝置等，這些措施可以有效地發揮排煙系統的優勢，利用其經濟性和便捷性的特點，將其作為高層建筑的排風手段。

高層建筑的樓梯間存在熱壓差，會導致煙氣持續直流樓梯間，影響人員疏散和消防救援工作，因此在設計過程中優化樓梯間的結構，采用半封閉型樓梯間，設計半封閉樓梯間時，要對窗戶的位置以及面積進行計算，合理規劃排煙窗，當高層建筑發生火災時，打開防火窗，及時排出濃煙，保證消防救援和人員疏散工作有序開展。

3.4? 合理布局消防給水系統

當高層建筑發生火災后，消防給水系統是控制火情的重要措施，因此在進行防火設計時要充分考慮消防給水系統的合理性，尤其是當前高層建筑的規模越來越大，推行強制性標準對于保障高層建筑的消防安全是非常重要的。

消防設施中消火栓水柱的長度需要根據高層建筑的高度而定，如果建筑高度低于100m，消火栓水柱的高度應該大于10m;如果建筑高度大于100m，消火栓的數值高度應大于13m，從而有效控制火災蔓延。同時水槍的傾角需要根據水箱的口徑和流量計算，保證撲滅火勢的效果。高層建筑消防電梯要符合標準，保證工作人員及時滅火以及消防系統正常工作，為消防救援提供保障。

3.5? 合理選擇材料設備

在高層建筑防火排煙設計過程中，需要合理選擇消防材料設備，選擇合格的排煙裝置，按照相關標準嚴格把控材料的質量。在高層建筑防火排煙系統設計過程中，耐高溫、防火材料的選擇最關鍵。建筑內部的墻、門窗以及排風管道等設施都要選擇不易燃的材料，為高層建筑提供安全保障。

以高層建筑排風機的離心風機為例，采用阻燃風機，保證在高溫工作下可以達到30min以上。同時空調風管要盡量選擇離心玻璃棉材料，保證防火效果。高層建筑內部材料符合相關標準，一般選擇耐火極限在3h以上的材料作為承重墻的基礎材料。同時對于鋼筋混凝土結構來說，保護層的厚度要大于3cm，以提高高層建筑整個耐火性能。

3.6? 加強監管措施

保證高層建筑防火排煙設計符合標準，需要加強監管，建立有效的監管制度，保證設計效果。建立約束機制，提高設計人員、施工人員的責任心，將職責落到具體的崗位和個人，約束其行為，保證設計工作的嚴謹和科學。同時要提升設計人員的專業素養，要求其具有豐富的消防理論知識和設計經驗，對高層建筑防火排煙系統的設計進行有效把控。

4? 結語

綜上所述，高層建筑防火排煙設計是保證高層建筑消防安全的重要措施。高層建筑由于體量大，使用人員多，在消防系統設計過程中受到很多問題的限制，在設計過程中要重視防火排煙系統的設計，明確設計工作的重要性，不斷優化設計方案，在排煙系統設計、防火系統設計等方面進行優化，保證設計方案的科學性，同時加強材料控制和監督措施，提升設計人員的自身素養，對設計過程進行全方位的把控。在建筑使用過程中，要提升使用人員的消防意識，加強消防設施管理力度，降低火災發生率，保證高層建筑的消防安全，為使用人員的生命財產安全提供保證。

參考文獻：

[1]郭建立.探析高層建筑消防防排煙系統的問題及其設計[J].建筑工程技術與設計，2015（15）：468.

[2]盧艷利.探析建筑消防排煙設計的問題原因及其設計要點[J].裝飾裝修天地，2017（24）：157.

[3]劉建民.高層建筑防排煙淺析[J].內蒙古科技與經濟，2017（20）：83-84.

[4]李峽.高層建筑消防排煙的設計對策[J].今日消防，2020，5（11）：25-26.

[5]王志文，林福林.自動化技術在消防工程中的應用[J].城市建筑，2020，17（27）：107-108.

High-rises smoke control design

Wang Wei

（Jinhua Fire and Rescue Divison， Zhejiang jinhua 321000）

Abstract：With the development of urbanization， people poured into cities， making available land decrease.? The number of high-rises has been increasing to provide more residents and relief the shortage of land. However， this will cause more damage when a fire breaks out in high-rises. Therefore， fire protection design， especially smoke control design of high-rises is crucial， This paper summarizes the problem of high-rises smoke control， puts forward its importance and the optimizing measures of smoke design， providing reference for high-rise building design.

Keywords：high-rise buildings; smoke;design