高層建筑消防排煙設(shè)計(jì)探析

劉建平

摘 要 我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，城市化進(jìn)程已經(jīng)取得顯著的成果，但是很多城市都面臨著土地資源緊缺的問題，大量建設(shè)高層建筑有利于解決土地資源不足的問題，還能夠降低建筑成本。雖然高層建筑在城市建設(shè)中具有很多優(yōu)勢，但是也存在一些非常明顯的缺陷，最典型的是高層建筑火災(zāi)問題。一旦高層建筑發(fā)生火災(zāi)，人民群眾逃生自救會(huì)非常困難，也會(huì)給消防營救工作帶來相當(dāng)大的難度，給人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全造成巨大損失。因此，高層建筑在建設(shè)階段就一定要重視防火設(shè)計(jì)，其中消防排煙設(shè)計(jì)在火災(zāi)中發(fā)揮出保障高層建筑中人群生命安全的關(guān)鍵作用，尤其要引起相關(guān)從業(yè)人員的重視。本文就高層建筑消防排煙的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，列舉了當(dāng)前存在的一些典型問題，并提出了具體的應(yīng)對策略，希望能夠?yàn)楦邔咏ㄖ南琅艧熢O(shè)計(jì)工作提供有益參考。

關(guān)鍵詞 高層建筑 消防排煙 防火分區(qū)

中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2022）07-0128-03

隨著高層建筑數(shù)量和規(guī)模的極速上漲，高層建筑安全問題也呈現(xiàn)出頻發(fā)的趨勢，由于高層建筑中具有較大的人口密度且處于相對密閉的空間中，一旦出現(xiàn)火災(zāi)事故，居住其中的群眾很難得到及時(shí)的疏散，甚至有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的踩踏事故，威脅人民群眾的生命安全。因此，為了防止出現(xiàn)這種意外事件，相關(guān)部門對高層建筑的排煙設(shè)計(jì)制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。但是，排煙設(shè)計(jì)在實(shí)際施工過程中會(huì)受到各種因素的限制和影響，導(dǎo)致最終排煙設(shè)計(jì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不合理、存在排煙盲區(qū)等問題，使得高層建筑實(shí)際排煙能力大打折扣。因此，高層建筑項(xiàng)目有必要加強(qiáng)對排煙設(shè)計(jì)的重視，相關(guān)人員要加強(qiáng)專業(yè)能力的提升，學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，不斷促進(jìn)高層建筑排煙設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更加科學(xué)規(guī)范，降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

1 高層建筑防火排煙設(shè)計(jì)的重要性

高層建筑為了預(yù)防在發(fā)生火災(zāi)時(shí)的火情快速蔓延，通常會(huì)設(shè)計(jì)較多的隔墻，這樣能夠?qū)馂?zāi)進(jìn)行有效阻斷。然而高層建筑依然存在內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對簡單的問題，一旦火災(zāi)較為嚴(yán)重則會(huì)造成嚴(yán)重的安全事故。近年來我國建筑發(fā)展非常迅速，并且在建筑設(shè)計(jì)和施工中存在不夠重視消防安全設(shè)計(jì)的問題，消防安全意識(shí)不高[1]。為了更好地提升高層建筑的安全性，在施工階段就必須對消防安全設(shè)計(jì)做好充分的準(zhǔn)備工作，對施工人員加強(qiáng)消防安全的宣傳，提高消防安全意識(shí)?，F(xiàn)階段，高層建筑通常采用主動(dòng)防火系統(tǒng)和被動(dòng)防火系統(tǒng)進(jìn)行防火設(shè)計(jì)。主動(dòng)防火系統(tǒng)是指發(fā)生火情會(huì)引發(fā)防御系統(tǒng)主動(dòng)報(bào)警并采取一定的滅火措施，能夠在剛剛產(chǎn)生火情時(shí)就迅速將其撲滅。被動(dòng)防火系統(tǒng)則是利用一些阻燃材料進(jìn)行建筑施工，常用在房屋吊頂、防火墻等結(jié)構(gòu)的表面以及安裝防火卷簾等，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候這些防火材料能夠有效阻斷火勢蔓延，并且將建筑空間劃分為一個(gè)個(gè)小空間，將火情固定在較小的范圍內(nèi)，從而保護(hù)高層建筑的整體結(jié)構(gòu)，也為人群的逃生提供安全空間。被動(dòng)防火系統(tǒng)由于其成本較低并且能夠長時(shí)間發(fā)揮防火作用，不需要進(jìn)行額外的維護(hù)保養(yǎng)，在建筑防火設(shè)計(jì)中得到了最廣泛的應(yīng)用。高層建筑層數(shù)比較多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，部分建筑在設(shè)計(jì)施工階段的防煙布置不夠科學(xué)合理，或者是居民消防知識(shí)比較欠缺造成了防煙設(shè)計(jì)的破壞，就容易在火災(zāi)發(fā)生時(shí)造成火勢不斷蔓延增強(qiáng)，造成重大的社會(huì)安全事故[2]。因此，在高層建筑加強(qiáng)對防火排煙設(shè)計(jì)的重視，這樣才能夠有效預(yù)防和阻止火災(zāi)，保護(hù)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

2 高層建筑物消防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)方案

2.1 建筑物內(nèi)部空間的規(guī)劃

高層建筑在設(shè)計(jì)階段就要充分考慮到消防安全問題，設(shè)計(jì)人員必須明確構(gòu)建充足的煙霧排放通道，并且保證通道的完整和暢通，只有這樣才能夠在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠快速排放煙霧，降低火災(zāi)對人體的損傷，爭取更多的逃生和救援時(shí)間。另外，設(shè)計(jì)人員要有足夠的消防安全意識(shí)，排煙設(shè)計(jì)方案必須符合國家相關(guān)要求，對建筑內(nèi)部空間布局要科學(xué)合理，充分考慮各種因素，結(jié)合各個(gè)空間結(jié)構(gòu)的功能和用途，搭建完善的安全管理系統(tǒng)[3]。

2.2 排煙的規(guī)劃設(shè)計(jì)

對排煙進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計(jì)是高層建筑消防設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。高層建筑具有人口密度大的特點(diǎn)，為了提高人員疏散能力，需要設(shè)置專門的人員樓梯將各個(gè)樓層都連接起來，并且在樓梯位置進(jìn)行防排煙設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員要注意將建筑框架結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的維護(hù)系統(tǒng)連接在一起，設(shè)計(jì)合理的加壓送風(fēng)井來滿足防煙的要求，并在大空間及走道處岸安規(guī)范設(shè)計(jì)排煙風(fēng)口，從而發(fā)揮出更好的排煙效果，防止火災(zāi)中出現(xiàn)煙霧窒息。

2.3 科學(xué)設(shè)計(jì)消防滅火的給水裝置

高層建筑消防排煙設(shè)計(jì)除了利用消防通道進(jìn)行煙霧排放，設(shè)置合理的給水裝置也是重要的措施。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行給水裝置設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格遵守國家標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)規(guī)范，結(jié)合高層建筑實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置[4]。在高層建筑中安裝消防栓，其排布設(shè)計(jì)一定要科學(xué)合理，水柱的長度必須符合要求，低于100m的高層建筑中的水柱長度尺寸最少是13m。另外，消防電梯也能夠在消防滅火作業(yè)中發(fā)揮非常關(guān)鍵的作用，消防電梯的設(shè)計(jì)安裝也必須符合相關(guān)條件，必須在60s內(nèi)到達(dá)各樓層，并且后期要做好消防電梯的維護(hù)，防止人為損壞，這樣才能夠發(fā)揮出最大的消防作用。

3 高層建筑消防排煙設(shè)計(jì)中的常見問題

3.1 消防排煙設(shè)施不完善

對于高層居民住宅樓來說，消防排煙設(shè)施能夠在火災(zāi)發(fā)生時(shí)進(jìn)行排煙滅火以及逃生，有效降低由火災(zāi)導(dǎo)致的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，消防排煙設(shè)施越完善則建筑的使用安全等級(jí)越高。現(xiàn)階段大部分高層建筑都必須按照消防規(guī)定安裝消防排煙設(shè)施，而少部分年代比較久遠(yuǎn)的高層建筑則因?yàn)楫?dāng)時(shí)國民建筑消防安全意識(shí)較差而沒有建立相應(yīng)的消防排煙設(shè)施，目前也在逐步進(jìn)行排查加裝。但是，有的是居民入住后缺乏對消防排煙設(shè)施的維護(hù)，時(shí)間久了之后設(shè)備老化損壞，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修更換，否則會(huì)影響設(shè)備的使用效果。

3.2 防火分區(qū)劃分不科學(xué)

根據(jù)很多實(shí)際案例來看，高層建筑防火分區(qū)劃分不夠科學(xué)，也是造成嚴(yán)重火災(zāi)事故的重要原因。一些建筑單位為了節(jié)省成本高，選擇的設(shè)計(jì)院不夠?qū)I(yè)，在設(shè)計(jì)過程中沒有對防煙區(qū)和防火區(qū)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致在火災(zāi)發(fā)生時(shí)阻隔效果不理想，火勢蔓延較快，無法為人們爭取自救逃脫的時(shí)間。防煙區(qū)和防火區(qū)劃分不恰當(dāng)，還會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)中的煙氣不能夠及時(shí)排除，火災(zāi)產(chǎn)生的煙塵彌漫在高層建筑內(nèi)部，使得建筑內(nèi)的氧氣濃度降低，容易造成人員昏倒窒息，給消防救援逃生帶來了更大的難度[5]。

3.3 消防排煙設(shè)計(jì)不合規(guī)

高層建筑消防排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中也存在不合理的設(shè)計(jì)內(nèi)容，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是開啟常閉排煙閥或排煙口及排煙風(fēng)機(jī)、機(jī)械排煙系統(tǒng)和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。火災(zāi)確認(rèn)后，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)無法及時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)火災(zāi)區(qū)域內(nèi)的所有排煙閥、排煙口和排煙風(fēng)機(jī)，這也將直接影響火災(zāi)早期內(nèi)部人員的自救和逃生。二是自然排煙窗設(shè)置過程中，自然排煙窗尺寸不符合規(guī)范要求，安裝位置不在排煙倉內(nèi)。開啟方式不是自動(dòng)開啟，大部分是手動(dòng)開啟。然而，高層建筑的高度相對較大，自然排煙窗的位置大多設(shè)置在建筑的上部，這也增加了開啟過程的難度，影響了消防排煙系統(tǒng)的工作效率。

4 高層建筑消防防火排煙的設(shè)計(jì)優(yōu)化對策

4.1 完善消防排煙系統(tǒng)

高層建筑消防排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要分為兩類：自然排煙裝置和機(jī)械排煙裝置。對于自然排煙裝置，有必要確保每個(gè)開口的方向不同，然后分析和計(jì)算每個(gè)開口的實(shí)際開口面積，然后確定自然排煙裝置的排煙效果，并分析是使用手動(dòng)開啟裝置還是自動(dòng)開啟裝置，以實(shí)現(xiàn)排煙的效果，值得注意的是，排煙窗要做下懸窗，開啟角度大于70°才能算100%的排煙面積，注意儲(chǔ)煙倉的高度，與窗的有效排煙積[6]。機(jī)械系統(tǒng)排煙裝置有兩個(gè)要求：一是科學(xué)合理地布置和設(shè)計(jì)，排煙機(jī)房與排煙管和排煙口，建筑設(shè)計(jì)中要配合暖通設(shè)計(jì)合理布置風(fēng)井與排煙口。二是確保煙氣流動(dòng)的可控性。在高層建筑安裝排煙設(shè)施時(shí)，應(yīng)在樓梯口等處設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)和防煙措施，與送風(fēng)口、通風(fēng)孔形成良好的連接，以增強(qiáng)排煙效果。

4.2 優(yōu)化防火單元格設(shè)計(jì)

高層建筑可以利用防火單元格的設(shè)計(jì)思路來對火勢進(jìn)行阻斷，眾多小防火單元格組成一個(gè)防火分區(qū)，這樣能夠?qū)⒒饎菹拗圃谟邢迏^(qū)域內(nèi)。因此，提高防火單元格的防火設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，有利于提高建筑防火能力，降低建筑在火災(zāi)中的破壞程度。在設(shè)計(jì)防火分區(qū)、防煙分區(qū)時(shí)，要在每一個(gè)單元格中設(shè)置煙氣阻擋分隔功能，這樣能夠有效阻擋火勢和煙塵的蔓延[7]。防火分區(qū)要同時(shí)注意水平防火分區(qū)和垂直防火分區(qū)，在高層建筑上進(jìn)行水平分區(qū)設(shè)計(jì)可以綜合利用防火墻、防火門以及防火卷簾等防火耐高溫材料來阻隔火勢，而垂直分區(qū)則是利用具有良好耐火性能的樓板作為防火隔熱材料，防止火勢直接穿透樓層向上蔓延。將高層建筑分為較小的防火單元格，再輔助建筑內(nèi)的煙霧警報(bào)系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)等，能夠及時(shí)在火災(zāi)發(fā)生初期就將其控制和撲滅，從而避免更大范圍的損失和傷亡[8]。

4.3 選擇防火性能更好的材料和設(shè)備

高層建筑消防排煙設(shè)計(jì)是一種預(yù)防性措施，通常情況下是不需要其發(fā)揮功能作用的，但是一旦發(fā)生火災(zāi)這些材料和設(shè)備則會(huì)發(fā)揮出關(guān)鍵的效果。如果材料質(zhì)量不過關(guān)，不僅起不到排煙防火的作用，還有可能對火勢蔓延起到助推作用，造成更加嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，在進(jìn)行排煙防火設(shè)計(jì)時(shí)一定要對使用的材料和設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量把控，尤其是排煙裝置的規(guī)格必須符合要求，包括風(fēng)機(jī)、排煙管道以及排煙口等都要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。安裝過程中要對各種材料和設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)檢查，按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，并對設(shè)備的性能進(jìn)行科學(xué)測試。離心式排風(fēng)機(jī)由于在280℃以上的高溫環(huán)境下還能夠保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)三十分鐘的時(shí)間，是受目前比較受歡迎的排煙設(shè)備之一。

4.4 提高物業(yè)管理人員防火安全意識(shí)

高層建筑通常都會(huì)有較為規(guī)范的物業(yè)管理，管理人員要定期對排煙通道進(jìn)行檢查，對一些違規(guī)改建、停放等問題要及時(shí)進(jìn)行處理，對老舊損壞設(shè)備要第一時(shí)間報(bào)備維修，確保所有防煙防火通道和設(shè)備都處于正常狀態(tài)。要加強(qiáng)全體管理人員以及居民的防火意識(shí)和責(zé)任意識(shí)，對不按照相關(guān)要求進(jìn)行房屋改建的居民用戶進(jìn)行嚴(yán)肅處理，每一個(gè)人都要以更高的責(zé)任心來規(guī)范自己和要求其他人員，從源頭上杜絕火災(zāi)。定期組織消防知識(shí)講座，讓群眾了解高層建筑火災(zāi)的危險(xiǎn)性，培訓(xùn)相關(guān)的防火自救措施，提高人們的防火安全意識(shí)。通過開展消防講座、消防演習(xí)等讓普通群眾意識(shí)到高層建筑消防排煙安全的重要性，并掌握一定的火災(zāi)安全自救逃生技能。

5 結(jié)語

綜上所述，高層建筑的消防排煙設(shè)計(jì)還存在一些問題。在設(shè)計(jì)階段，員工必須意識(shí)到自身的不足和缺陷，樹立科學(xué)的設(shè)計(jì)理念，優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。此外，管理者還應(yīng)制定完善的管理體系，根據(jù)實(shí)際情況不斷優(yōu)化體系，并利用該體系加強(qiáng)設(shè)計(jì)質(zhì)量。同時(shí)，為了搞好團(tuán)隊(duì)建設(shè)，確保設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的綜合能力，還需要樹立培訓(xùn)理念，定期開展技能培訓(xùn)活動(dòng)，開展理論知識(shí)、業(yè)務(wù)素質(zhì)、技能指導(dǎo)等培訓(xùn)活動(dòng)，從而最大限度地發(fā)揮人力資源的作用，有利于保證消防排煙設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效果。

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