提高高層建筑防排煙設計整體效果的策略

摘要：在當今城市化進程不斷加快的背景下，高層建筑不斷涌現，承載著多元化的功能需求，成為人們生活、工作與休閑娛樂匯聚的場所。然而，高層建筑因其垂直高度大、人員密集、功能分區復雜等特性，火災風險也隨之增加。一旦發生火災，火勢蔓延迅速、疏散逃生困難、撲救難度大幅上升，所造成的生命財產損失非常嚴重。因此，深度剖析問題根源、探尋系統且具針對性的優化策略，全方位提升高層建筑防排煙設計整體效果，不僅關乎建筑自身的消防安全，還對城市公共安全穩定、人民安居樂業起到至關重要的保障作用。

關鍵詞：高層建筑；防排煙設計；整體效果

中圖分類號：D631.6" " " 文獻標識碼：A" " " "文章編號：2096-1227（2024）11-0112-03

現階段，高層建筑已成為現代城市生活的重要場景，同時也潛藏著較高的火災風險。一旦火災突發，煙霧迅速擴散，對消防救援工作造成嚴重的干擾。防排煙設計可以在濃煙中開辟逃生通道，對于確保消防救援工作的順利進行具有重要意義。然而，當前一些設計存在不合理之處，因此，優化高層建筑防排煙設計以提升其效能，已成為當務之急。防排煙設計作為高層建筑消防安全體系中的關鍵一環，在火災初期發揮著至關重要的作用。合理高效的防排煙系統能夠有效控制煙霧生成、擴散，為人員疏散贏得寶貴的“黃金時間”，引導被困人員有序撤離，促進消防救援工作有序進行[1]。對于消防救援人員來說，良好的防排煙環境可改善火場救援的工作環境，幫助消防員更精準地定位火源，高效開展滅火行動。

1 高層建筑防排煙設計概述

高層建筑防排煙設計是保障建筑消防安全、減輕火災危害的重要環節。從定義上來說，它是基于高層建筑的結構特點、功能配置與火災風險評估，綜合運用機械與自然通風排煙技術而進行的系統性設計工作。機械防煙系統借助送風機、風道等設施，向防煙樓梯間、前室、合用前室等關鍵區域輸送新鮮空氣，確保其內部氣壓高于相鄰區域，以此阻擋煙氣侵入，為人員疏散、逃生、消防救援創造無煙或低煙的安全環境，正壓送風系統能在火災發生時維持樓梯間的良好通風狀態[2]。自然防煙排煙設計則巧妙利用建筑內外溫差、風壓，合理設置外窗、豎井等自然通風口，促使煙氣自然排出室外。在防煙分區內，若可開啟外窗的面積滿足規范要求，火災時熱煙氣在浮力與風壓作用下順暢外排。其設計涵蓋排煙量精確計算、通風排煙口合理布局、風機選型與風道管網設計等多方面，旨在高效控制煙氣流動，確保人員生命與財產安全。

2 高層建筑防排煙設計的重要性

2.1" 保障火場人員及時疏散

在火災發生時，煙霧是導致人員傷亡的關鍵因素之一。尤其是在高層建筑中，由于內部空間相對封閉且人數較多，一旦發生火災，煙霧會迅速蔓延，嚴重影響視線，加劇恐慌情緒，進而降低疏散效率[3]。防排煙系統的合理設計與高效運行，在火災初期能夠迅速排除有害氣體及煙塵，為被困人員創造較為安全的撤離通道。該系統有助于控制火焰蔓延。通過劃分防煙區并配備排煙設備，可以有效降低煙氣擴散速度，為消防人員爭取寶貴的初期滅火和救援時間。防排煙系統能夠顯著改善疏散條件。結合機械排煙與自然排煙兩種方式，將有毒煙氣迅速排出建筑物外或引導至安全區域，確保疏散路線暢通無阻，從而降低人們因吸入有毒煙霧而受到傷害的風險。

2.2" 助力消防救援順利實施

對于消防員來說，處理高層建筑火災極具挑戰性。有效的防排煙系統不僅能夠營造一個相對安全的工作環境，還助力于更精準地定位火源并制定合理的救援計劃。該系統能夠減少煙霧對視線的干擾。在充滿濃煙的空間中，消防員難以清晰辨別火源位置及其周圍狀況；而防排煙設施則能快速清除空氣中的煙塵，提升現場透明度，從而加快找到起火點的速度并立即采取措施[4]。防排煙系統還能確保消防人員獲得必要的氧氣供給。當火災發生在封閉區域內時，隨著火勢蔓延，空氣中的氧氣濃度急劇下降，此時，防排煙裝置通過引入外界新鮮空氣來保障基本的呼吸條件，確保救援活動得以順利進行。

2.3" 降低火災造成的損失

火災不僅對人們的生命安全構成威脅，還會導致經濟財產損失。合理設計的防排煙系統，在一定程度上能夠緩解火災造成的破壞，有助于保護建筑物及其內部設施。在發生火災時，高溫與濃煙會對建筑結構及內部設備造成極大的損害，通過防排煙系統能夠及時排出煙霧并降低環境溫度，減緩火勢對結構材料的侵蝕速度，進而確保關鍵設備和重要文件的安全[5]。此外，防排煙系統還能控制煙氣的流動方向，將火情局限在一個較小的區域內，防止其向相鄰樓層或其他區域蔓延，可有效降低整體損失。

3 高層建筑防排煙設計的難點

3.1" 復雜建筑布局與功能帶來的不確定性

高層建筑常集多種功能于一體，如商業、辦公、住宅等，這些不同功能區域在空間上相互交織，人員活動規律及火災荷載特性差異顯著。商業區域人員密集，可燃物種類繁雜，火災發生時煙霧生成迅速且量大；辦公區電氣設備多，潛在火源隱蔽；住宅區疏散通道相對復雜，且老人、兒童占比較高，從而影響疏散速度。建筑內部布局亦呈復雜態勢，中庭、回廊、躍層、錯層等設計屢見不鮮，這些設計打破了常規的平面空間邏輯，致使排煙分區的劃分變得棘手。中庭貫通多個樓層，煙氣流向受建筑開口、通風系統等多重因素的干擾，難以進行精準預判與控制，導致常規的分區方法失效。此外，建筑的不規則外形衍生諸多異形空間，角落、凹進部位排煙易形成死角，煙霧排出面臨諸多挑戰，為防排煙設計的初始規劃帶來諸多不確定因素。

3.2" 系統選型與設計參數精準適配難題

防排煙系統涵蓋機械加壓送風、機械排煙與自然排煙三類，各有優劣及適用場景，在進行系統選型時，需綜合考慮建筑高度、總建筑面積、使用功能、當地氣候等多維度因素。對于高層建筑，受風壓影響，維持樓梯間及前室正壓防煙對機械加壓系統提出了更高要求，風機選型、風壓設定較為復雜。設計參數的確定同樣面臨諸多挑戰，風量計算涉及樓層面積、換氣次數、疏散人數等多個變量，取值細微偏差都可能導致排煙不足或過剩。此外，排煙口尺寸與位置的設定直接關系到氣流組織的合理性，不合理的設置會造成局部排煙不暢、煙霧倒灌等問題。不同建筑材料的熱工性能差異也會影響煙氣的溫度與流動特性，進一步加大了參數精準適配的難度，使理論設計與實際排煙需求之間的精準對接阻礙重重。

3.3" 施工安裝與后期運維管理短板

在施工環節，防排煙管道穿越樓板、防火墻處的密封處理要求極高，稍有疏忽便可能導致縫隙漏煙，削弱系統的整體效能。風機、風道的安裝受建筑既有結構的限制，作業空間狹小，易引發安裝角度偏差、連接不緊密等問題，增加風阻與漏風的風險。電氣線路的敷設若不合規，一旦發生火災，供電中斷將導致防排煙設備停止工作。后期運維同樣堪憂，設備長期運行易積塵、部件磨損老化，若缺乏定期的深度檢測與維護，故障難以及時發現并修復。監測手段相對落后，多依賴人工巡檢，難以實時掌控系統的運行狀態。智能化監控平臺的普及度較低，無法對風量、風壓、設備工況等進行精準監測預警，導致系統的可靠性隨時間遞減，難以長效保障消防安全。

4 提高高層建筑防排煙設計整體效果的建議

4.1" 深化設計前期調研與精準規劃

在防排煙系統的規劃階段，全面細致的前期調研對于保障其有效運行至關重要。特別是在高層建筑的設計階段，應當廣泛收集關于建筑物類型、高度、用途、人群密度及安全疏散路線等相關信息。通過實地考察與數據分析等手段，深入掌握建筑的具體特性及其對防排煙設施的實際需求。精心設計是整個工程中的核心環節之一?；谠敱M的研究結果，應根據建筑的獨特屬性、潛在火災風險等級以及緊急疏散要求，來合理配置防排煙系統的位置、規模和操作模式。例如，在人員密集區域，適當增加排煙口數量可以顯著改善排煙效率；而在儲存有易燃或爆炸性材料的區域，則需加強防火隔離措施，以降低火勢蔓延的風險。此外，還需確保設計方案具有良好的兼容性和可擴展性，為未來可能進行的改造升級預留空間。

4.2" 優化系統選型與適配性設計

選擇合適的防排煙系統并進行適應性設計，對于確保其性能至關重要。在選定具體設備型號時，應綜合考量成本效益、運行穩定性、安全規范以及環保特性，優先選用既符合國家標準又技術成熟的產品。此外，需根據建筑物的具體條件定制化設計方案，以保證該系統在實際應用中的高效與適用。適應性設計是保障系統穩定運行的關鍵因素之一。在規劃階段，必須全面考慮建筑結構特點，如樓層高度、跨度和形狀等要素，并評估外部自然環境，包括風向與風速等因素對系統效能的影響。通過科學合理地布局氣流分布、精準計算所需通風量并優化管道配置，可以使系統即使處于復雜的操作環境中也能保持高效穩定的運行狀態。

4.3" 強化施工安裝質量管理

防排煙系統的運作效率很大程度上受施工安裝質量的影響。為了確保系統能夠達到預期的性能，必須嚴格按照設計圖紙和國家相關標準來執行安裝作業，保證每一部件的位置、大小以及連接方式均與規劃方案一致。同時，加強現場監管和質量檢查也是至關重要的一步，可以及時發現并處理潛在問題，從而保障項目整體的高標準完成。此外，應加強對施工人員的專業培訓和管理，應定期舉辦專業技能提升及安全教育培訓活動，以增強員工的技術能力和安全意識，進而為工程質量和施工安全提供有力支持。

4.4" 完善運維管理長效機制

為確保防排煙系統長期穩定運行，運維管理的作用不可忽視。為此，需要建立一個全面的運維管理系統，明確各方職責劃分、操作流程及實施標準，以保障系統在日常運營中得到有效管理和監督。此外，還應致力于提升運維團隊的專業技能與服務水平，借助定期培訓和考核機制推動整體人員素質的提升。在運維過程中，要特別重視系統的周期性檢測與保養工作，通過定期開展性能測試、故障排查及清潔維護等措施，及時發現并處理潛在問題，確保系統的持續穩定運行。另外，建立有效的突發事件應對機制同樣重要，在遭遇火災等緊急情況時，能夠迅速啟動相應系統，保證其發揮預期功能。

4.5" 加大法規標準執行與監督力度

法規標準是確保防排煙系統設計與施工質量的法律依據。應加強對相關法規標準的宣傳與培訓，提高設計、施工及運維人員的法律意識與標準意識。同時，應加強對防排煙系統設計與施工過程的監督與檢查，確保各項工作均符合法規標準的要求。在監督過程中，應實現現場檢查與遠程監控的有機結合。通過定期或不定期的現場檢查，了解系統設計與施工的實際情況；通過遠程監控系統，實時掌握系統的運行狀態及異常信息，及時發現并處理潛在問題。此外，還應建立舉報獎勵機制，鼓勵社會公眾積極參與監督，共同維護公共安全。

5 結束語

綜上所述，高層建筑防排煙設計猶如守護生命與財產的堅固盾牌，在消防安全領域責任重大。從最初明確設計概念、認識其重要價值，到直面設計難點、探尋破局之策，在復雜建筑功能與嚴苛消防要求間，力求每一處設計都精準無誤，每一個系統都高效可靠。通過加強前期調研、優化系統選型、嚴格把控施工質量、完善運維管理機制以及嚴守法規監督，為這面“盾牌”加固基礎、提升效能。隨著建筑科技的進步和場景的變化，需秉持創新精神、嚴謹態度，不斷精進與優化，使防排煙設計守護高層建筑的安全，筑牢城市的安全防線。

參考文獻

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[4]張中圣.基于多源模擬的火災環境下超高層塔冠空間防排煙優化設計研究[D].深圳：深圳大學，2022.

[5]陳文鎮.淺談高層公共建筑防排煙系統設計[J].江西建材，2021（8）：74-75.