高層建筑消防排煙設(shè)計(jì)中的問(wèn)題及對(duì)策

（黃島區(qū)消防救援大隊(duì)，山東 青島 266500）

0 引言

近年來(lái)，因?yàn)槿藗兊南腊踩^念滯后，導(dǎo)致建筑領(lǐng)域消防相關(guān)設(shè)施的投入力度不足，通常只是對(duì)于建筑物火災(zāi)的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)關(guān)注度較高，多數(shù)情況下忽略了建筑物消防排煙裝置的設(shè)置。高層建筑消防消防排煙工程主要技術(shù)指標(biāo)包括以下4點(diǎn)：首先，高層建筑需要合理設(shè)置能夠開(kāi)啟外窗。自然通風(fēng)模式的封閉樓梯間或者防煙樓梯間，應(yīng)在最高位置設(shè)置面積不小于1 m2的可開(kāi)啟的外窗或開(kāi)口；當(dāng)建筑總高大于10 m時(shí)，應(yīng)在樓梯間外墻上每5層內(nèi)設(shè)置面積不小于2.0 m2的可開(kāi)啟外窗，并且保證布置間隔不大于3層。其次，機(jī)械排煙系統(tǒng)采用管道進(jìn)行排煙，排煙管道必須使用阻燃材料并且保證內(nèi)壁應(yīng)光滑。排煙管道內(nèi)壁為金屬或者非金屬時(shí)，管道的設(shè)計(jì)風(fēng)速分別不大于20 m/s和15 m/s；并且設(shè)置吊頂內(nèi)部的管道以及穿過(guò)防火分隔區(qū)的管道，其耐火極限保證要大于1 h。再次，防火閥被大量應(yīng)用在消防排煙系統(tǒng)中，通常由閥體、葉片、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及溫度感器等部件構(gòu)成，并且排煙防火閥能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)和遠(yuǎn)程操控開(kāi)啟，可以大大增強(qiáng)防火分隔區(qū)的防煙分隔效果。最后，加壓送風(fēng)口的風(fēng)速不宜大于7 m/s，排煙口的風(fēng)速不宜大于10 m/s。然而在實(shí)際安裝進(jìn)程中缺乏重視，導(dǎo)致風(fēng)速數(shù)值過(guò)低或過(guò)高。所以，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員必須對(duì)風(fēng)速進(jìn)行嚴(yán)格把控，使其滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1 高層建筑物消防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要意義及技術(shù)方案

1.1 高層建筑物排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義

高層建筑物的發(fā)展快速，其高度及密度持續(xù)增加，規(guī)模持續(xù)增加，每一座高層建筑物均能夠成為一個(gè)人員密度高的區(qū)域，這種情況也可能為廣大人民群眾帶來(lái)一定程度的消防安全隱患。一旦高層建筑物發(fā)生火情，該建筑物高度較大、豎直方向通道較多，極易造成火情快速蔓延等，不利于被困人員迅速撤離，因?yàn)榛鹎榈穆铀俣容^快，極易變成立體化燃燒，消防人員的救援搶險(xiǎn)任務(wù)執(zhí)行難度比較大。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在高層建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，采用相應(yīng)的預(yù)防措施確保建筑物內(nèi)部廣大居民可以避免火災(zāi)有毒有害氣體的危害，就能在火情出現(xiàn)時(shí)最大限度地保證被困人員的財(cái)產(chǎn)安全。因此，高層建筑物的消防排煙系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)具有實(shí)際意義[1]。

1.2 建筑物內(nèi)部空間的規(guī)劃

相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須了解全部的煙霧可排放通道，保證其完整性，為煙霧的排放過(guò)程提供便利，充分發(fā)揮煙霧排放系統(tǒng)的作用。因此需要進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

首先，了解每個(gè)空間和通道之間的連接狀態(tài)，為排煙裝置的運(yùn)行提供良好的外部環(huán)境。其次，對(duì)于相關(guān)的排煙方案，研究其和室內(nèi)各個(gè)空間之間的關(guān)系。滿足預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。最后，在建筑內(nèi)部空間規(guī)劃步驟，需要考慮多個(gè)因素，例如安全管理體系、功能和用途等。

1.3 排煙通道的規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

排煙相關(guān)通道的規(guī)劃設(shè)計(jì)是高層建筑物的消防排煙設(shè)計(jì)過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)于不同的樓層，如果要實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的疏散功能，可以在相應(yīng)的位置設(shè)立專(zhuān)門(mén)的人員疏散通道，并將相關(guān)連接位置作為煙霧排放的通道。相應(yīng)的維護(hù)系統(tǒng)和建筑框架結(jié)構(gòu)相連，還需要將所有的煙霧排放渠道歸結(jié)到其中，例如框架結(jié)構(gòu)、高低壓配電井等，確保排煙效果。對(duì)于高低壓配電井、電梯井來(lái)說(shuō)，為了達(dá)到良好的煙霧排放效果，都可以與出現(xiàn)火情的樓層進(jìn)行連接，以增強(qiáng)排煙效果，最大限度地保護(hù)人員的安全。

1.4 科學(xué)設(shè)計(jì)消防滅火的給水裝置

在消防滅火的給水設(shè)裝置規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)程中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合高層建筑的情況及國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范綜合考慮。例如在實(shí)施消防栓的排布設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，需要以水柱的長(zhǎng)度尺寸為設(shè)計(jì)根據(jù)，針對(duì)水柱的長(zhǎng)度進(jìn)行合理的設(shè)定。如果建筑物高度小于等于100 m時(shí)，10 m就是相關(guān)水柱的最小值。否則，水柱的長(zhǎng)度尺寸必須大于12 m。高層建筑的消防電梯是一類(lèi)非常關(guān)鍵的設(shè)備，發(fā)揮了消防滅火作業(yè)中極其重要的作用。因此，必須強(qiáng)化針對(duì)消防電梯的設(shè)計(jì)工作，最大限度地減輕火災(zāi)帶來(lái)的各方面損失。

2 高層建筑物消防排煙系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1 高層建筑物消防監(jiān)管體系不完善

高層建筑物的防煙通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)是基本完善的監(jiān)管體系條件下的，相關(guān)消防監(jiān)督管理體系是一類(lèi)非常值得關(guān)注的問(wèn)題。有關(guān)部門(mén)關(guān)注相關(guān)監(jiān)管體系及制度的搭建及改善，消防安全相關(guān)監(jiān)管制度缺失就可能引起執(zhí)法過(guò)程不嚴(yán)格的狀況，高層建筑物的排煙系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)缺乏適當(dāng)?shù)闹贫冗M(jìn)行監(jiān)管，也會(huì)引起一系列問(wèn)題。此外，某些施工建筑企業(yè)只關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益，忽略了對(duì)消防工程品質(zhì)的要求，如果發(fā)生相關(guān)質(zhì)量問(wèn)題，責(zé)任劃分不明確。對(duì)于高層建筑物消防排煙系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的規(guī)范順利發(fā)展形成了比較嚴(yán)重的阻礙作用。因此，需要盡快改善體系，加強(qiáng)對(duì)于相關(guān)消防工作制度約束是非常關(guān)鍵的。

2.2 相關(guān)消防安全從業(yè)人員職業(yè)素養(yǎng)偏低

根據(jù)現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的狀況，高層建筑物的消防排煙系統(tǒng)的專(zhuān)家學(xué)者通常缺少實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)技能，不能完全適應(yīng)相應(yīng)的工作需要，這種情況影響了消防排煙工程的最終品質(zhì)。相關(guān)從業(yè)人員缺乏相關(guān)的工作經(jīng)歷及專(zhuān)門(mén)技能，就無(wú)法對(duì)高層建筑物的消防安全、排煙等系統(tǒng)工作內(nèi)容有清晰的認(rèn)識(shí)。相關(guān)從業(yè)人員對(duì)高層建筑物的防火系統(tǒng)、消防排煙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)缺少充分的認(rèn)識(shí)，就無(wú)法高效、高質(zhì)量地進(jìn)行與之相關(guān)的規(guī)劃設(shè)計(jì)任務(wù)。所以，提高相關(guān)從業(yè)者的業(yè)務(wù)素養(yǎng)，對(duì)于提高升高層建筑物的防火排煙系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)的最終品質(zhì)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義[2]。

2.3 高層建筑物消防設(shè)施不完備

在火情出現(xiàn)時(shí)使用消防設(shè)施能最大限度地減少不必要的損失?，F(xiàn)階段，絕大多數(shù)高層建筑物內(nèi)部都應(yīng)該設(shè)置消防相關(guān)設(shè)施，然而因?yàn)槟承└邔咏ㄖ锝ǔ赡甏容^久遠(yuǎn)，針對(duì)高層建筑物發(fā)生火情的相關(guān)安全防火意識(shí)還存在問(wèn)題，許多消防設(shè)施規(guī)劃及安裝作業(yè)不夠完善，如果發(fā)生火情，無(wú)法發(fā)揮出應(yīng)有的消防減災(zāi)作用。加上許多陳舊高層建筑物內(nèi)部的消防設(shè)施規(guī)劃及施工不合理，相關(guān)設(shè)施的日常管理及維修保養(yǎng)難度較高，時(shí)間一長(zhǎng)，就導(dǎo)致相關(guān)消防設(shè)施缺少妥善的管理及維修保養(yǎng)，使相關(guān)消防設(shè)施在不穩(wěn)定的情況下工作。因此，一些火災(zāi)的發(fā)生是由于設(shè)計(jì)和施工進(jìn)程中操作不規(guī)范，消防設(shè)施一旦發(fā)生故障將會(huì)帶來(lái)較大的潛在隱患。

2.4 高層建筑物內(nèi)部裝修工程的不科學(xué)

在許多高層建筑物的裝修過(guò)程中，廣大住戶考慮更多的是美觀性、舒適性及功能，經(jīng)常忽視了防火功能的重要性。多數(shù)居民的防火安全意識(shí)不足，經(jīng)常使用大面積易燃的裝修裝飾原材料進(jìn)行裝修，這種情況大大增加了高層建筑物的火災(zāi)隱患，加上現(xiàn)階段絕大多數(shù)裝修原材料均為極易燃燒的有機(jī)合成材料，導(dǎo)致原材料燃燒以后產(chǎn)生了大量的有毒有害氣體及熱能，提高了火情蔓延的速率，產(chǎn)生的高溫或者有毒有害氣體可能導(dǎo)致窒息情況的發(fā)生，嚴(yán)重威脅著高層建筑物內(nèi)部被困人員及消防救援人員的安全。

2.5 高層建筑物內(nèi)部防煙及防火區(qū)域劃分的問(wèn)題

相關(guān)消防工程技術(shù)人員在規(guī)劃設(shè)計(jì)高層建筑物內(nèi)部格局時(shí)，對(duì)于防煙及防火區(qū)域劃分的考慮缺乏系統(tǒng)性的規(guī)劃。所有防煙及防火區(qū)域劃分不合理，導(dǎo)致發(fā)生火情時(shí)有毒有害氣體無(wú)法被有效控制，在防煙及排煙系統(tǒng)擔(dān)負(fù)多個(gè)區(qū)域的排煙工作時(shí)，區(qū)域劃分或者排煙系統(tǒng)規(guī)劃未能全方位考慮其他區(qū)域狀況時(shí)，可能發(fā)生火情生產(chǎn)的有毒有害氣體無(wú)法被有效控制，容易導(dǎo)致火情快速蔓延，加重人員的傷亡狀況。

2.6 高層建筑消防煙排煙系統(tǒng)安裝施工不合理

相關(guān)消防工程技術(shù)人員在對(duì)高層建筑物的防火排煙系統(tǒng)規(guī)劃過(guò)程中，多數(shù)情況會(huì)使用規(guī)格一致的百葉窗形式的風(fēng)口作為送風(fēng)口的縱向防煙排煙系統(tǒng)，由于其管道長(zhǎng)度較大、內(nèi)層表面比較粗糙、密封性能較差及彎頭拐角初較大等原因可能大幅度降低相關(guān)消防系統(tǒng)的作業(yè)效率。還存在消防自然排煙窗的排布不合理的狀況，標(biāo)準(zhǔn)化的消防自然排煙窗（圖1）排布的規(guī)定是要在高層建筑物的上方，并且必須安裝容易開(kāi)啟的機(jī)構(gòu)。然而在絕大多數(shù)高層建筑物中，手動(dòng)開(kāi)啟這種機(jī)構(gòu)是不能實(shí)現(xiàn)的。因此，必須設(shè)計(jì)自動(dòng)開(kāi)啟的模式，借助自動(dòng)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或者其他的相關(guān)消防設(shè)施的聯(lián)動(dòng)作用來(lái)完成自動(dòng)開(kāi)啟工作。此類(lèi)機(jī)構(gòu)造價(jià)較高，造成絕大多數(shù)高層建筑物配備的排煙窗均為側(cè)拉式或者平開(kāi)式[3]，并且安裝位置較低，上述情況在某種程度上制約了火情出現(xiàn)時(shí)高層建筑物的排煙效果。

圖1 消防自然排煙窗

2.7 居民的火災(zāi)安全防范觀念不足

許多火災(zāi)是可以避免的。某些居民消防安全防火觀念比較薄弱，在裝修房屋時(shí)，為了最大限度地追求美觀性及舒適度，選用許多極易燃燒的布藝沙發(fā)及窗簾壁紙等易燃材質(zhì)，完全忽略上述裝修材料的防火等級(jí)。在日常生活中，許多火災(zāi)險(xiǎn)情的出現(xiàn)，都是居民日常用電過(guò)程不規(guī)范造成的，假如居民自接的電路質(zhì)量較差，或者家中的電器的功率較大，造成電網(wǎng)超負(fù)荷運(yùn)行的結(jié)果，都會(huì)增加火災(zāi)事故出現(xiàn)的概率。

3 高層建筑物防火排煙系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)改善措施

3.1 防火排煙系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)

高層建筑物的排煙系統(tǒng)通?？梢苑譃?類(lèi)：自然排煙系統(tǒng)及機(jī)械化排煙系統(tǒng)。對(duì)于自然排煙系統(tǒng)，需要確保所有的開(kāi)口方向的區(qū)域有所差別，隨后分析和計(jì)算排煙裝置的實(shí)際開(kāi)口區(qū)域的面積，對(duì)自然排系統(tǒng)的排煙效率進(jìn)行精確的分析，使用人工開(kāi)啟方案或是自動(dòng)化開(kāi)啟方案，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)排煙的功能。對(duì)于機(jī)械化系統(tǒng)消防排煙裝置（如圖2所示），主要包括2個(gè)方面的規(guī)定。首先是排煙的管道、排煙口需要由設(shè)計(jì)人員合理地排布及規(guī)劃，然后對(duì)管道的規(guī)格、尺寸、排煙能力和材質(zhì)進(jìn)行考慮，分析計(jì)算相關(guān)管道的斷面的面積、排煙口的所處位置等。其次要確保煙氣流動(dòng)的可控程度，當(dāng)火情出現(xiàn)的時(shí)候，要保證機(jī)械化送煙口的所處位置及排風(fēng)口有適當(dāng)?shù)拈g距，保證火情發(fā)生時(shí)氣流及機(jī)械裝置排煙系統(tǒng)內(nèi)部的氣流速度不統(tǒng)一，防止發(fā)生兩者互相干涉的情況，有效緩解火情的蔓延速度。在現(xiàn)階段，需要將兩類(lèi)排煙模式有機(jī)結(jié)合，最大限度地保證排煙系統(tǒng)的安全及穩(wěn)定運(yùn)行。

圖2 機(jī)械化系統(tǒng)消防排煙裝置

3.2 防火區(qū)域的單元格的規(guī)劃設(shè)計(jì)

相關(guān)消防工程技術(shù)人員可以將某個(gè)防火區(qū)域作為多個(gè)防火單元構(gòu)成的有機(jī)整體。做好防火單元格相關(guān)細(xì)節(jié)的防火規(guī)劃，才可以保證相關(guān)防火區(qū)域的安全。因此，在所有的細(xì)小單元內(nèi)部，需要排布某些煙氣分隔裝置，阻礙火情的蔓延。并且要科學(xué)地設(shè)定防火分區(qū)，包括水平方向的分區(qū)、豎直方向的分區(qū)等。水平防火分區(qū)使用防火隔離門(mén)、防火墻及防火卷簾門(mén)等隔絕設(shè)施用來(lái)延緩或阻止火情的蔓延。合理的防火單元格的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，可以顯著增加室內(nèi)有效空間，配合火情自動(dòng)警報(bào)裝置、自動(dòng)噴水滅火裝置的共同工作，可以在最短的時(shí)間內(nèi)將火情實(shí)施有效的控制，最大限度地降低人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。

3.3 材料及裝備的科學(xué)選取

相關(guān)消防工程施工單位在針對(duì)高層建筑物內(nèi)部的防火排煙系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)的過(guò)程中，對(duì)于工程品質(zhì)的把控也是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的要素。一定要選擇適合的排煙相關(guān)裝備，如排煙的管道、排煙口及風(fēng)機(jī)等。在挑選材料的進(jìn)程中，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)規(guī)范，嚴(yán)格針對(duì)材料對(duì)品質(zhì)進(jìn)行把關(guān)，堅(jiān)持品質(zhì)為主的選取準(zhǔn)則。例如，排風(fēng)機(jī)需要挑選離心式的，保證室內(nèi)溫度高于280 ℃時(shí)依舊可以正常運(yùn)行0.5 h以上，在實(shí)際火情發(fā)生時(shí)，可以延長(zhǎng)排風(fēng)機(jī)的工作時(shí)間。此外，針對(duì)其他品類(lèi)的消防防火裝備優(yōu)先需要使用耐火性能較強(qiáng)的材質(zhì)，確?；鹎槌霈F(xiàn)時(shí)，相關(guān)裝置可以正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)防火排煙的預(yù)期效果。

3.4 完善和健全相關(guān)監(jiān)督機(jī)制

建立及完善的相關(guān)防火監(jiān)督和管理機(jī)制同時(shí)也是在消防排煙規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中一項(xiàng)需要高度重視的問(wèn)題。設(shè)置約束及激勵(lì)的相關(guān)制度，提升建設(shè)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工和監(jiān)理等相關(guān)單位對(duì)于高層建筑物消防規(guī)劃設(shè)計(jì)作業(yè)過(guò)程中的責(zé)任感。完善相關(guān)消防管理系統(tǒng)及相關(guān)責(zé)任制度，將責(zé)任切實(shí)落實(shí)到崗位及個(gè)人，約束相關(guān)人員的具體行為，規(guī)范相關(guān)工作者工作的合理性及嚴(yán)謹(jǐn)性。強(qiáng)化法規(guī)層面的完善，對(duì)于的違規(guī)的行為大力追究相關(guān)責(zé)任主體的相關(guān)責(zé)任。

3.5 排煙方案的改善

排煙方案是高層建筑物消防規(guī)劃的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。必須做好排煙規(guī)劃方案的合理優(yōu)化，設(shè)計(jì)所有的環(huán)節(jié)，保證整體方案的有效性。

4 結(jié)語(yǔ)

高層建筑在滿足居住和辦公需要的同時(shí)也給居民的安全帶來(lái)了潛在的風(fēng)險(xiǎn)。只有做好防煙排煙的相關(guān)工程，才可以確保人們安全。在排煙設(shè)施的作業(yè)過(guò)程中，設(shè)置自然排煙系統(tǒng)中的外窗、機(jī)械排煙系統(tǒng)中的管道設(shè)置、防火閥及有效控制防煙送風(fēng)口和排煙口的風(fēng)速，切實(shí)完成防煙排煙設(shè)施的施工，保證高層建筑物消防排煙系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，不但可以有效地保證居民的安全，有益于維護(hù)社會(huì)的穩(wěn)定，對(duì)其給予高度的重視。