淺析高層建筑消防防火排煙設計

王曉丹

四川同舟建筑勘察設計有限責任公司，四川宜賓 644000

城市進程逐漸加快，城市中的高層建筑也越來越多，為了保證建筑的防火安全，保障居民的人身和財產安全，需要做好城市建筑防火排煙工程的設計，做好建筑整體防火排煙的布局。由于建筑之間相對排列密集，如果發(fā)生火災，火勢的蔓延速度會很快，在整個建筑的內部，容易產生一種“煙囪效應”；且由于樓層較高，人員比較密集，人員的疏散工作難度也相對較大，整體的救災難度也會加大，救災的能力就會下降。所以，對于高層建筑的消防設計工作十分必要。

1 高層建筑防火排煙設計的重要性

高層建筑中的隔墻較多，能夠有效防止火災的蔓延，而且高層建筑內部的建筑結構比較簡單，我國對于高層建筑的消防安全設置不夠重視，消防意識較差。高層建筑的很多設計和施工環(huán)節(jié)也不夠規(guī)范。所以，對于高層建筑的施工，需要充分做好建筑消防安全設計，同時做好對高層建筑消防安全的宣傳工作。我國高層建筑的防火設計主要分為主動防火系統(tǒng)和被動防火系統(tǒng)，通常的主動防火系統(tǒng)會自動報警、滅火等，在火災發(fā)生的初期階段，能夠及時被撲滅。其中的被動防火系統(tǒng)主要是建筑的設計材料，有一些建筑的材料屬于不燃材料，比如，建筑的吊頂、防火墻和防火卷簾等，這些防火材料能夠有效的將建筑劃分為很多的小空間，防止火勢的蔓延，也能夠將火勢控制在一個固定的范圍內，保證建筑整體的結構不會受到牽連，而且被動防火系統(tǒng)也是當前建筑設計中應用最廣泛的，具有一定的經濟性和長久性。

我國城市建筑日益增多，城市中的人口也相對比較密集，建筑的消防安全是城市發(fā)展中需要關注的一個重要問題，高層建筑的防火功能設計也是城市建筑安全的一個重要焦點。多層的城市建筑很復雜，再加上一些高層建筑的防煙布置不到位，一旦起火，受到風力的影響，火勢蔓延快速，會給城市居民的生命和財產造成很大程度的損失。所以，城市中的防火排煙設計在城市建筑建設中起到重要的作用。

2 高層建筑防火排煙存在的難點

高層建筑的排煙存在很大的難點：（1）火災蔓延的速度快，高層建筑的樓層相對較高，主要是面向高空發(fā)展，煙囪會起到很大的作用，但是由于建筑之間的排煙設施都有煙囪相連接，所以煙囪也有可能作為火勢蔓延的一個途徑；且高層建筑的空間結構相對比較復雜，很多的煙氣蔓延，不容易控制；（2）對火災的撲救難度較大，高層建筑的結構復雜，人員較集中，發(fā)生火災，很難進行安全疏散，導致整體的撲救工作比較困難；（3）高層排煙受到風力的影響較大，高層建筑的高度越高，受到的風力也就相應增強，所以，設計排煙設施的同時需要充分考慮到風力和風向因素，保證排煙的效果。

3 建筑消防防火排煙設計存在的問題

3.1 消防設施使用不當

在高層建筑中，火災發(fā)生時，人員的疏散和消息的傳遞相對比較困難，導致實際救災中的救助難度加大，所以需要相對完備的救災設備。另外，人員對一些救災設備的使用不當，平時對救災設施的了解不夠，相應的維護工作沒有做到位，導致整體的救災工作也存在很大的困難，而且高層建筑的密閉性較強，煙霧不易排出，造成被困人員窒息傷亡的情況。

3.2 建筑材料選擇不當

在建筑的建造過程中，未全面考慮建筑的防火性能，導致選擇的材料大多是可燃易燃的材料，會為后期火災的發(fā)生埋下很大的隱患。如果建筑內部的可燃易燃材料較多，起火的幾率會高很多，同時可燃易燃的材料通常也會產生很大的煙霧和有毒氣體，不利于對人員的疏散和救助，因此，需要對建筑物的材料和性質進行了解和控制。

3.3 建筑內部排煙系統(tǒng)的設置不合理

我國目前在建筑中設置的排煙系統(tǒng)是需要人工打開的，但是，如果發(fā)生比較緊急的火情，有可能會忽視對排煙系統(tǒng)裝置的開啟，或者是對排煙裝置系統(tǒng)的操作方式不當。一些建筑的風口排煙設置不科學或者不規(guī)范，忽視對內壁細節(jié)的處理，不對其進行經常性的維護，會造成管道內壁生銹；還有一些建筑的排煙系統(tǒng)設置的位置不當，使煙霧不能正常排出。在發(fā)生緊急火災時，很容易造成事故的發(fā)生。

3.4 建筑內部的結構設計不當

在現代建筑的設計中，建筑內部的空間分布很多，有比較多的功能分區(qū)，內部的結構相對比較復雜，而且這些復雜的內部結構不容易使煙霧排出，煙霧有可能會積壓在一些比較小的空間內。且內部結構的設計與內部空氣的流通有著很大的關系，如果內部設計不到位，也會導致空氣很難流通，火災的煙霧會集中在內部，不能參與空氣流動循環(huán)，也會給人員的逃生造成很大的阻礙，需要增加通道關閉設施，隔絕火焰，為逃生和救援提供更多便利。

4 對于高層建筑中排煙設計的具體分析

根據有關的火災統(tǒng)計數據分析，在火災中受煙害導致的死亡占據80%以上，如果高層建筑中發(fā)生火災，需要迅速做好排煙工作，防止煙霧的蔓延。針對高層建筑中排煙設計存在的一些具體設計問題進行分析。

4.1 排煙口與室內最遠點的水平距離

高層建筑的排煙有自然排煙和機械排煙，當需要排煙時，可以開啟外窗將煙霧排放出去，自然排煙的方式不需要任何的排煙設備，簡單、經濟，但是也會受到室外風向的影響。機械排煙有專門的排煙口、排煙管道將室內的煙霧排放出去，通常高層建筑中使用的是排煙風機，通過開啟排煙風機，能夠加速室內煙氣的流動，將煙氣強制排放到室外。根據我國《高層建筑》中的規(guī)定“防煙分區(qū)內的排煙口距離最遠點的水平距離不能超過30m”，當發(fā)生火災時，人們在濃煙中低頭掩鼻最大的通行距離是20～30m，至于這個距離的確定，需要根據實際火災中的人員密度等因素決定。所以對于高層建筑設計，其中的內走道、空間場所需要充分滿足20m的范圍距離，要符合排煙設計的要求。

4.2 對樓梯間和消防電梯間的防煙設計

當高層建筑發(fā)生火災時，樓梯是人們唯一的疏散和逃離通道，其中的消防電梯也是消防人員運輸工具的唯一通道，所以需要充分保證樓梯和消防電梯間不能有煙霧。從建筑的設計方面考慮，對于高層建筑樓梯間和消防電梯間的設計需要靠外墻設置，使其處于直接通風的位置，采用自然排煙的形式，如果消防電梯間和樓梯間不能自然排煙時，需要通過借助機械排煙的方式進行排煙，要保證煙霧不會集中到這兩個空間內。要使整個建筑樓層有一個獨立的防火防煙空間，能夠快速進行人員的疏散；對于高層建筑設計，需要充分保證樓梯間和消防電梯間能夠直接進行排煙。例如，當出現高層建筑的樓梯間和消防電梯間不具備自然排煙的情況，需要進行加壓送風，這時對前面的空間不需要設計機械排煙設施，通過前室的風會受到門的阻力，其壓力和風量就會受到一定的阻礙。

4.3 高層建筑中間通道的防排煙設計

中間通道在高層建筑中貫穿于高層建筑的多層，當發(fā)生火災時，火勢和煙霧會彌漫整個中間通道，同時會經過中間通道向其它空間擴散，對于中間通道的煙霧控制工作，需要做到：（1）在中間通道內不能放置一些可燃物，這樣可以減少發(fā)生火災的可能性，保證中間通道的安全；（2）安裝自動滅火系統(tǒng)，能夠在煙霧達到一定量時，降低火災產生的煙霧和熱量，或者設置防煙隔斷，防止煙霧四處擴散；（3）設置一些排煙設施，能夠在火災發(fā)生時，及時將煙霧排出，不會將煙霧全部積存在中間通道內。機械排煙的設置需要計算中間通道的實際面積，設計的天窗面積需要小于中間通道面積的5%，才能夠進行自然排煙，同時需要計算排煙量和排煙風機的設置數量，要保證排煙的順利和暢通。當中間通道體積大于1.7萬m2時，排煙量需要按照體積進行4次/h換氣進行計算。

5 高層建筑防火排煙設計措施

5.1 建立單獨的防火排煙系統(tǒng)

高層建筑防火排煙系統(tǒng)的建立通常是由消防中心進行直接控制的，該系統(tǒng)的構造主要包括風井、風管和排煙防火閥門等，防火排煙系統(tǒng)與空調系統(tǒng)及一些通風系統(tǒng)是獨立的。建筑消防防火系統(tǒng)的設計需要十分重視排煙系統(tǒng)，根據建筑設計的相關規(guī)范進行設計，在實際的設計中，設計圖紙中需要將消防排煙系統(tǒng)獨立出來，設計出單獨的消防防火排煙圖紙，以保證高層建筑防火排煙的實際效果。

5.2 高層建筑防火排煙系統(tǒng)參數的設定

在高層建筑防火排煙系統(tǒng)的設計中，需要根據建筑的整體結構圖，劃分和確定出防煙區(qū)域，高層建筑的管道分布緊密，通常采用一些埋線的方式隱藏起來：（1）通常采用吊頂的方式將消防系統(tǒng)隔離，在吊頂的位置會直接劃分出防煙區(qū)，在整個建筑的設計中，擋煙垂壁的高度一般是0.5m左右，占據較大的空間。為了能夠保證建筑整體的美觀，需要設置比較靈活的垂壁，能夠在使用的時候將其垂下，在設計的過程中，不能跨越防火分區(qū)。（2）要選擇合理的排煙方式，在高層建筑中，為了保證防火排煙系統(tǒng)的效果，需要選擇合理的排煙方式，結合高層建筑的特點，通過安裝機械排煙系統(tǒng)進行被動式的排煙，能夠保證整個空間空氣的對流循環(huán)，保證排煙的效果，也能夠有利于整個室內空氣的自然流通。

5.3 準確設計防火區(qū)域

在對高層建筑進行防火區(qū)域設置時，需要準確把握防火區(qū)域和防火間距，該區(qū)域是防止火勢擴大的重要區(qū)域，防火間距設計到位能夠有效控制火勢，也會將火災帶來的損失降到最低，給高層人員更多的逃離時間。應用防火隔離手段能夠將防火區(qū)域進行劃分。例如，通常高層建筑中的防火區(qū)域為水平分區(qū)和垂直分區(qū)兩個部分，使用的材料和設備有防火卷簾、防火墻和鋼筋混凝土樓板，能夠在垂直或者水平的位置將各個樓層分離開，劃分出防火空間，有效防止火勢的蔓延。對于防火間的設置，需要保證發(fā)生火災時產生的熱量不會對防火間造成任何的影響，防火間不會受到任何損壞，高層建筑中各個主樓之間的防火間距一般大于等于13m，所以，高層建筑防火間距的設置需要符合一定的標準。

5.4 合理設計疏散樓梯

高層建筑在發(fā)生火災時，對于人員的疏散工作相對比較困難，其中，疏散樓梯是疏散人員最重要的通道，當發(fā)生火災時，電梯等都不能作為疏散通道，樓梯就顯得尤為重要。發(fā)生火災時，建筑物內會出現斷電的情況，垂直方向上的電梯和自動扶梯是不能作為疏散人員的通道的。因此，在設計高層建筑的防火區(qū)域和疏散區(qū)域時，需要考慮到高層建筑的樓梯，將高層建筑的樓梯設計為防火區(qū)域，疏散樓梯的設置應該是位于整體建筑物的兩端，發(fā)生火災時，有利于人員能夠從不同方向逃離，也會減少人員的擁擠現象，避免造成人員的踩踏。另外，樓梯間還需要設置防煙樓梯，可以考慮室外的樓梯，室外樓梯的排煙效果相對較好，選擇的材料需要是一些非燃燒材料，而且對耐火極限有一定的要求，可以保證整體具有很好的效果。

5.5 高層建筑排煙位置的合理選擇

高層建筑的設計中，防排煙系統(tǒng)通常有自然排煙和機械排煙的方式，需要根據建筑物整體的布局選擇合適的排煙位置，自然排煙中，需要借助外界的風力，排煙裝置的設計需要處于不同的方向口，注意排煙口的大小。機械排煙的方式需要考慮排煙管道和對排煙口的設計，需計算好排煙管道的橫截面積，做好對位置和面積的選擇。

6 結語

綜上所述，高層建筑的建造也是城市發(fā)展的重要體現，要能夠充分保證城市高層建筑的安全，做好高層建筑防火排煙設施的安裝和設置，注重高層建筑的施工技術和防火技術的應用，充分做好防火排煙工作，提高高層建筑防火排煙設計的工作質量，提高建筑整體的質量，避免火災造成的不良影響。