超高層建筑防火設(shè)計(jì)中防排煙設(shè)計(jì)的重要性及相關(guān)措施分析

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，城市用地越來(lái)越緊張，致使建筑建設(shè)越來(lái)越高，超高層建筑數(shù)量逐年增多。一旦發(fā)生安全事故，其處理難度就非常大，而且會(huì)造成嚴(yán)重的危害。其中火災(zāi)問(wèn)題尤為突出，為此，防排煙設(shè)計(jì)作為防火設(shè)計(jì)的重要組成內(nèi)容，受到了人們的廣泛關(guān)注，值得予以深入研究。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；防火設(shè)計(jì)；防排煙設(shè)計(jì)

隨著改革開放的不斷深入，我國(guó)建筑行業(yè)得到了快速的發(fā)展，超高層建筑越來(lái)越多，并且建筑綜合性越來(lái)越強(qiáng)，為此，在充分發(fā)揮建筑功能滿足居住要求的同時(shí)，一定要重視防火安全。根據(jù)有關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，超高層建筑火災(zāi)傷亡中大約90%的人員均是由煙氣窒息導(dǎo)致的，所以，在超高層建筑防火設(shè)計(jì)中，一定要重視防排煙設(shè)計(jì)，保證在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，可以將煙氣順利排出，為人員的安全撤離創(chuàng)造有利條件。

一、超高層建筑防火設(shè)計(jì)中防排煙設(shè)計(jì)的必要性

從生命安全系統(tǒng)的角度看，超高層建筑的一般特征：（1）建筑高度超出了現(xiàn)有消防云梯設(shè)備的可及范圍；（2）潛在的煙囪效應(yīng)作用加強(qiáng)；（3）需要超長(zhǎng)的疏散時(shí)間。當(dāng)超高層建筑發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，防煙樓梯間成為了唯一的垂直疏散通道，消防電梯主要是消防員撲救火災(zāi)的垂直運(yùn)輸工具，普通客梯會(huì)快速落到底層。為了有效疏散人員與撲救，需要保證防煙樓梯間與消防電梯井內(nèi)沒有煙，為此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)置獨(dú)立的防煙樓梯間與消防電梯井前室或者兩者合用一個(gè)前室。前室（合用前室）設(shè)置作用主要包括以下幾點(diǎn)：一是，可以當(dāng)成是臨時(shí)避難所；二是，阻擋煙氣直接進(jìn)入防煙樓梯間與消防電梯井中；三是，為消防員撲救工作提供了安全區(qū)；四是，降低了“煙囪效應(yīng)”。因?yàn)樵O(shè)有前室，將防煙樓梯間、消防電梯井和走道予以分開，降低了防煙樓梯間與消防電梯井的煙囪效應(yīng)，能夠減緩火勢(shì)，縮小了火災(zāi)蔓延范圍。除此之外，還可以設(shè)置防排煙設(shè)施，在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，一般煙氣水平流動(dòng)速度為0.3-0.8m/s，垂直流動(dòng)速度為2～4m/s，也就是說(shuō)，在無(wú)法阻擋煙氣流動(dòng)的情況下，只需要大概1min就能夠擴(kuò)散幾十層，其流動(dòng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人員的撤離速度。防煙樓梯間與消防電梯井作為超高層建筑火災(zāi)蔓延的重要途徑，一定要設(shè)置相應(yīng)的防排煙設(shè)施，阻擋煙氣流動(dòng)，確保人員的安全撤離，為火災(zāi)撲救爭(zhēng)取時(shí)間。

二、超高層建筑火災(zāi)煙氣的防排煙措施

如上所述，超高層建筑火災(zāi)中人員疏散所需時(shí)間大概與建筑物高度成正比例，一般人員疏散的時(shí)間較長(zhǎng)，而在樓梯間和樓內(nèi)遠(yuǎn)離著火區(qū)的其它地方形成難以忍受的煙霧狀況所需時(shí)間則較短。因些，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)全部撤出建筑物內(nèi)人員是非常團(tuán)難的。如果讓人留在建筑內(nèi)，全面的消防系統(tǒng)必須包括對(duì)煙氣和火焰的控制，使某些特定區(qū)域內(nèi)的煙濃度始終能維持在建筑內(nèi)人員可以忍受的水平。這些特定的區(qū)域包括防煙樓梯間、防煙樓梯間前室、消防電梯間前室或合用前室，以及封閉避難層。

目前，高層建筑防排煙方式一般分為三種。即：①自然排煙；②機(jī)械排煙；③機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙方式。我國(guó)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95（2005年版）規(guī)定，超高層建筑防煙措施應(yīng)采用機(jī)械防煙措施。主要是在防煙樓梯間、防煙樓梯間前室、消防電梯間前室或合用前室，以及封閉避難層設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，以造成一個(gè)壓力差，防止煙氣侵入這些疏散通道。即：發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由消防控制中心聯(lián)動(dòng)，開啟火災(zāi)層與上下層相鄰樓層的電動(dòng)防煙送風(fēng)口，用風(fēng)機(jī)通過(guò)豎向混凝土風(fēng)道作火災(zāi)層與上下層相鄰樓層的機(jī)械加壓送風(fēng)。其控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、安全、可靠，近年來(lái)已經(jīng)成為超高層建筑的主要防煙方式。

目前，最好的排煙方法在于消除產(chǎn)生煙氣的源頭。因?yàn)?，在高層建筑中?yīng)設(shè)置火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)及自動(dòng)滅火系統(tǒng)，以便盡早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，在大量濃煙產(chǎn)生前撲滅火災(zāi)或控制火災(zāi)發(fā)展。自然排煙是利用熱壓、風(fēng)壓使室內(nèi)外空氣對(duì)流并通過(guò)外窗、陽(yáng)臺(tái)等建筑設(shè)施排煙。在超高層中，自然排煙受煙囪效應(yīng)、外風(fēng)和火災(zāi)向上蔓延快速等的影響，自然排煙的排煙效果有很多不穩(wěn)定的因素。因此，采取自然排煙的部位應(yīng)嚴(yán)格遵照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》有關(guān)規(guī)定。而采用機(jī)械排煙則只要能在火災(zāi)初期，在正確的位置報(bào)警，就可使煙氣分離并排出，使煙難以流入避難層或其它房間。機(jī)械排煙也存在不足的地方，就是排煙能力（排煙量）受到很大的限制，如果煙氣向幾個(gè)區(qū)域同時(shí)擴(kuò)散的話，就毫無(wú)辦法。因此，在設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施時(shí)，其排煙風(fēng)機(jī)設(shè)備選型和風(fēng)量、風(fēng)壓選取、排煙口位置、排煙管道材料以及整個(gè)系統(tǒng)的控制，應(yīng)符合現(xiàn)行的，《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》有關(guān)規(guī)定。通常來(lái)說(shuō)，對(duì)于人員比較密集的場(chǎng)所，例如：長(zhǎng)度超過(guò)20m內(nèi)走道或有自然通風(fēng)外窗，但長(zhǎng)度超過(guò)60m的內(nèi)走道，中庭等，推薦采用機(jī)械排煙方式。地上面積超過(guò)100平方米且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的房間，可開啟外窗面積滿足該地面面積的2%，可采用自然排煙。否則，應(yīng)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)。

超高層建筑中大部分設(shè)有中庭，由于建筑的需要中庭類型又是多種多樣。中庭煙控設(shè)計(jì)由于受到邊界條件的影響，難以做到完善。中庭煙氣控制的主要目的就是限制中庭煙氣的流動(dòng)，避免其擴(kuò)散到鄰近房間以及安全疏散通道中，同時(shí)，控制煙層溫度，防止因?yàn)闇囟冗^(guò)高發(fā)生爆炸；但是也不要過(guò)低，致使其降到地面。針對(duì)中庭和周邊房間無(wú)間隔的情況，中庭空氣和周圍房間空氣是流通的，可以通過(guò)頂部集中排煙法進(jìn)行有效排煙；也可以進(jìn)行分散排煙；集中排煙與分散排煙結(jié)合，可以有效提高排煙效果。針對(duì)中庭和周邊房間之間設(shè)有玻璃間隔的時(shí)候，中庭空氣和周邊房間空氣不流通，可以借助集中排煙法進(jìn)行排煙，同時(shí)對(duì)鋼化玻璃幕墻進(jìn)行水幕保護(hù)。如果在設(shè)置分散排煙系統(tǒng)，可以有效提高排煙效果，在超高層建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。中庭排煙系統(tǒng)具有多重設(shè)計(jì)目標(biāo)，一方面為建筑物內(nèi)人員疏散提供一個(gè)安全的環(huán)境，另一方面為消防人員進(jìn)入空間確定火災(zāi)具體位置和控制火勢(shì)創(chuàng)造必要條件。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在超高層建筑防火設(shè)計(jì)中，防排煙設(shè)計(jì)是非常重要的組成內(nèi)容，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，一定要予以高度重視。在建筑防排煙設(shè)計(jì)中，必須充分結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)情況，選擇合適的排煙方式，保證煙氣的有效排出，為人員的撤離與火災(zāi)撲救創(chuàng)造有利條件。只有完善超高層建筑的防排煙設(shè)計(jì)，才可以確保建筑安全，有效提高人們的生活質(zhì)量與水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]方加軍，熊超.淺談高層建筑火災(zāi)煙氣的運(yùn)動(dòng)特征和控制措施[J].中國(guó)應(yīng)急救援，2011（03）.

[2]朱耀杰.高層建筑樓梯間及電梯井火災(zāi)煙氣運(yùn)動(dòng)與控制數(shù)值模擬[D].太原理工大學(xué)，2010年.

[3]《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95（2005年版）.