高層建筑消防防火排煙設計探討

魯萌

（石家莊市消防救援支隊，河北石家莊 050000）

0.引言

由于建筑物之間的排列結構是相對較為緊密的，所以如果大火爆發，大火就會在瞬息之間飛快擴散，因此建筑物整體的內部結構也會比較易發“煙囪效應”問題。再者，由于建筑樓層特別高，而且工作人員也非常緊密，所以疏散人員的工作也變得更加艱苦，救災難度系數比較高，救災能力也因此而降低。所以，應當重視對建筑物的總體的消防耐火設計方面的工作。本文從研究當前中國大中型建筑消防耐火排煙工程設計中存在的問題，以及提升中國大中型建筑消防耐火排煙工程設計能力的可行方法，來研究中國大中型建筑的消防耐火排煙工程設計。

1.建筑的消防防火排煙設計中現有的問題

1.1 消防設施的使用不恰當

在大型高層建筑內火災事故突發的時候，疏散人員和傳遞信息都比較不通暢，加大了救援工作人員的實際救援難度，故而要具備完備性比較高的救災設備。除此之外，樓內工作人員對救援設施的不了解以及不正確使用是一個非常嚴重的問題，因為樓內的工作人員缺乏安全意識，不熟悉如何操作樓內配備的救援設備，導致真正發生火災時，錯過了最佳救援時間，為后期的救援工作增加了許多困難，使原本簡單的問題復雜化。同時，由于樓宇之間較密集且樓層較高，煙霧排出比較難，容易引起被困者的窒息性的傷亡。

1.2 建筑材料的選擇不恰當

在施工的過程中，由于沒有全面地考慮建筑材料的耐火特性要求，使得所選用的材料大多都是可燃、易燃類的材料，給后期的失火事故埋下了非常可怕的隱患。如果是建筑里面使用了相當多的可燃、易燃類型的材料，火災發生的概率也會比較高，可燃易燃類材料通常會產生一些煙塵或者有毒性的廢氣，對疏散和救援人群就非常不利，因此，必須掌握并且控制建筑物體所用的材料和材料的特性。

1.3 建筑內部的排煙系統的設置不科學

中國現如今的建筑物中所設的排出控制系統通常都是由人工去啟動，假如出現急性火情的話，則通常會忽略啟動排出控制系統設備，又或是具體的操作使用不當。有些建筑物中，其風口排煙的設定不標準甚至不科學、不合理，而對于內部的細節管理可以直接忽略，不經常去做保養，就將讓管道的內部出現生銹問題。另外，在有的建筑物中其排煙系統的具體位置設定得不合理，讓煙霧無法順當地排出。在發生急性火災的情況下極易引發安全事故[1]。

1.4 建筑內部其結構設計比較不合理

在現代的建筑設計中，其內部空間的分布比較多，功能分區較多，內部結構顯得相對復雜了一些，較易使得煙霧難以有效排出，致使煙霧擠壓于小空間內。此外，內部結構設計能夠直接影響內部的空氣流通情況，倘若內部的整個設計不恰當，就將使得空氣的流通受不利影響，火災中的煙霧將始終集于內部，空氣難以流動和循環，致使人員逃生變得極其困難，必須加設通道關閉的專門設施，去隔絕火焰，以方便于逃生以及救援[2]。

1.5 監管制度亟待完善

完善行之有效的監督管理機制是確保高層建筑消防防火排煙設計管理工作有序開展的基礎要求。當前中國現有的監督管理機制尚有一些缺陷。例如，工程質量檢驗工作力度不夠強，缺乏完善的質量監督系統，執法不嚴等。同時還缺乏全面落實相關法律法規，也缺乏有效的管理規章制度等。對建設單位而言，其管理比較重視工程進度，而沒有給予對工程質量充分的重視，由于工程監理體制不健全所造成，導致管理工作缺乏規范化和標準性。

1.6 工人的質量有待進一步提高

通過深入分析大型高層建筑消防防火排煙工程設計狀況表明，工程設計技術人員的職業素質和專業技術水平有待提升。許多工程設計管理人員缺乏工程管理工作經歷，部分管理人員也缺乏工程專業技能，導致了中高層建筑的消防防火排煙工程設計管理水平停滯不前。此外，由于部分管理者缺乏執業資格證書，導致了在具體的工程建設中無法實現對管理工作重點進行合理把控，無法使個人所履行的管理職能更充分的地發揮起來，無法對工程質量實施嚴格管理與嚴格的監管，對建設工程質量造成重大影響，危及社會大眾生命財產安全。

2.改善中高層建筑消防防火排煙設計水平的有效舉措

2.1 在高層建筑消防設計中對排煙方案作出了科學規范

我國高層建筑的消防防火設計中，排煙系統在建筑消防設備中是一項獨立的工作，它相對獨立，由消防控制中心直接管理，它是由排出風機、風管、聯動控制系、統送風風機、風井、閥門等部件精密構成。雖然它的主要功能是獨立的，是用來消防排煙的，但它又與噴淋系統、消防系統、報警系統同等重要。所以，設計者首先要對排煙系統引起注意，參照國際相應的設計標準，并在建筑效果圖中對消防排煙系統作出了單獨說明，以確定符合中國高層建筑的消防排煙設計方案[3]。

2.2 加強監管制度完善工作

由于監督管理體系的不健全，引發出中高層建筑消防防火排煙工程設計水平停滯不前，為打破這種固化模式，現在必須嚴格內部監督管理，加大完善力度。首先，建立起有效的懲罰體系和有效的約束機制。這樣才會使相關機關和人員產生社會責任意識，促使他們更加積極主動地投入到高層建筑消防防火排煙設計工作中。還應該建立系統的監督制度和責任歸咎體系。才能確保每個人員都能認真擔負起各自工作責任，使其在實際工作中保持認真的態度，使個人行為受到有效制約，從而提高了自身責任意識。若想真正把設計責任落給個人，就必須強化對整個工程設計環節的督與檢查，一旦發現其中存在問題，要求相關部門負責人及時作出解決。最后，必須加強立法，使工程設計個人在實際工作中有法可依。

2.3 建立高水平、高素質的工作隊伍

高水平、高素質的工作人員隊伍，是加強高層建筑消防防火排煙等設計工作有效性的重要基礎條件，必須要加強對有關人員的培訓教育力度，以切實加強設計工作人員隊伍的綜合能力。首先，吸引一批具備較強專業知識和較高專業知識水準的人員。同時應該高度重視有關人員的職業素質與專業知識水準。此外，要重視對人員的教育培養工作，通過主動吸引人員學習使自身的專業知識得以不斷完善。應了解更多前沿技術和專業知識，以提高設計人員的綜合素質。使之形成更強烈的社會責任意識，才能在設計具體工作中更積極、更主動。要確保設計員工以認真的心態面對每件工作，從而保證了設計工作保質保量地進行。

2.4 依據要求選用設備和材料

在中高層建筑的消防防火排煙工程設計中，必須嚴格地按照國家有關規定選擇機械設備和建筑材料。必須根據國家相關規范，確定所選用建筑材料的品質標準。并確定所采用的建材品質良好，獲得設計合格證書。尤其是面對機械排出控制系統來說，在火災事故發生之后，會讓建筑物內產生高溫排出。為確保系統安全平穩的運轉，所選用的控制系統配件都必須要符合高溫運行條件。所應用的管路連接材料、排煙管、排煙口等都必須要達到較強的耐高溫排出的效果。面對風道控制系統來說，則必須采用磚砌體風道或者鍍鋅的鐵皮管風道。根據排出熱損失風機控制系統來說，要采用離心型風機或者排煙軸流風機，則必須在風機總出口的部分設置280℃的排出熱損失防火閥。可保證溫度在280℃時風機就可以安全平穩的工作，持續時間可以高達30min。

2.5 構建獨立的防火排煙系統

在高層建筑中，消防與防火排煙控制系統的整體構造往往通過消防控制中心來進行直接的管理，此體系的整個結構大體包括了風井控制系統以及風機、排出用的防火閥門等，除了中央空調控制系統外還有其他的室內通風控制系統，而滅火與排出控制系統通常都是單獨的。建筑物消防專用防火控制系統的總體設計中要特別重視排煙系統這個重要組成部分，按照建筑物的工程設計中的相關標準來合理設計，在具體的工程設計中，還應該在建筑設計藍圖上規劃出獨立的滅火排煙系統，將其圖紙分別建設好后，以實現中高層建筑的滅火排煙。

2.6 在高層建筑中設計防火排煙單元

消防單元是將高層建筑防火范圍加以細致的規劃，在各個單元設有自己的消防排煙系統。它可以有效抑制大火擴散，降低人員傷亡等情況發生。在建筑設計中根據大型建筑的實際狀況、功能和特性來實行分區域建筑設計，必須運用消防設備，如防火門、圍墻、卷簾等將地區加以劃分，還要綜合報警和噴淋設備，對部分消防范圍加以擴大。排煙區域的設置是整個消防單元的關鍵部分，在設置時不可越過整個防火區域，才可以避免濃煙的流動，其設置范圍要在500m2以內，并且要利用擋煙隔墻以及垂壁作為分隔（通常設計高度超過50cm），并根據建筑物的要求將其工程設計為活動型（或固定型），再根據建筑物的安裝條件決定其標高，在不必時也可收起活動型的擋煙垂墻，并將其設置為在火災發生時自動落下[4]。

2.7 高層建筑的防火排煙系統的參數設定

在高層建筑的消防排煙熱損失設計中，要根據建筑物的總體的結構圖，來單獨地劃定一條明顯的防煙區域，而由于大型高層建筑中其管線的分布非常密集，所以通常都會用某些方法來埋線隱蔽：（1）通常以吊頂方法來隔離消防設備管理，在吊頂處可以把防煙樓梯區直接地劃分出來，在總體的建筑中，往往將擋煙垂壁設得接近高0.5m左右，且空間面積占的比例相當大。考慮到要使建筑物的整體美觀程度滿足需要，應該設有靈活程度比較高的垂壁，也可以在使用時將其垂下。在具體的工程設計中絕不可跨過防火分區。（2）要有相應的科學排煙方法，高的建筑物通常都會顧及防火排煙系統的最終效果，因此基于對此的保障，就必須選擇更合理化以及科學化的排煙方法，并與高層建筑本身的特性融合，透過裝設機械排煙系統來進行被動排煙。如此一來，就可以實現空間內部的整體的空氣對流循環效應，以實現排煙熱量損失的最后效果。與此同時，也使房間的室內空氣可以更好地自由流動。

2.8 防火區域的設計應準確到位

在設定高層建筑中的特殊的消防區域時，需要對防火區的防火間距有充分精確的設定，此區間可以最大限度地防止了火勢的進一步擴大，對防火間距的精確把握也能更好地遏制住火勢，從而減少了火勢和火災后的損失，也使高層的工作人員和居民能夠得到較多的撤離時機。對消防隔離手段的合理運用，可有助于科學的合理劃定耐火范圍。例如，一般來說，在高層住宅中的耐火范圍主要包括了2個部分，其一為水平分區，其二為垂直分區，所使用的建筑材料和設施中包括了防火墻以及防火卷簾、鋼筋砼結構的樓板，能夠從垂直或者水平處把各樓層有效地分隔開，劃出了一個專門的耐火空間，讓火勢被盡可能地阻擋，以防其持續蔓延。關于耐火間的具體設計問題，首先應當保證在火災產生時所產生的熱能不會影響它，因此耐火間的防護很是重要，高層建筑中的每個主樓彼此間的防火間距往往不低于13m，設置它的防火間距時務必要使其和具體標準相符合。

2.9 將疏散樓梯設計到位

高層建筑中如果真的有火災發生的話，在當時最重要的便是保障工作人員和居民的迅速撤離，而這個工作的難度相當大。因為在這種情況中，疏散樓梯就相當于工作人員和人民群眾迅速撤離的生命通道，當火災發生的時候就無法再將樓梯等設備作為迅速撤離的生命通道了，而疏散樓梯就顯得特別關鍵。當火災發生時，由于建筑內部將有大量停電情況出現，而垂直方向上的電梯和自動扶梯又絕不可以作為人員的撤離途徑。因此，在對高層建筑中的消防區和避難區域進行建筑設計的過程中，就需要考慮到電梯，并將電梯設計成作為消防的主要區域，而疏散樓梯則在建筑設計布置的時候，必須使其位于建筑物體整體的兩端，在火災發生時會更有利于人員在不同方位的分散撤離，以杜絕過度擁擠的問題，免得發生人員踩踏事件。再者，樓梯間內要設置一個必要的防煙樓梯，室外樓梯是絕佳選擇，室外樓梯有著較佳的排煙效果，在選材上則務必要使用那些非燃燒性的材料，此外要對耐火的極限有專門的要求，能夠確保總體的優良效果[5]。同時，應該合理地選定排煙位置應該把排煙管徑的具體的橫截面積準確計算好，并將位置以及體積大小都設定好。

3.結語

在城市的整個發展進程中，高層建筑是其無法分離的部分，要充分保障城市中的高層建筑體的安全性，特別是高層建筑的消防防火排煙設計，要將其防火排煙設施的合理安裝以及設置等內容做到位，讓高層建筑的消防防火排煙系統的設計質量大幅度提高，繼而提升建筑的總體質量，以免火災帶來過重的不利影響。