高層建筑消防排煙設(shè)計(jì)探討

于雷

（連云港市消防救援支隊(duì)，江蘇 連云港 222000）

1 引言

為了保證建筑內(nèi)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，必須做好對(duì)高層建筑消防防火排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，保證防火排煙系統(tǒng)在建筑中的合理布局。高層建筑的分布一般比較緊密，如果發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)的蔓延速度快，而且建筑中住戶密集，窗口多，垂直井道多，容易形成煙囪效應(yīng)，導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)后疏散難度大。因此，需要不斷優(yōu)化高層建筑消防設(shè)施設(shè)計(jì)，總結(jié)建筑排煙設(shè)計(jì)中存在的缺陷和不足，并探究有效的解決策略。

2 防火排煙設(shè)計(jì)在高層建筑中的重要作用

高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，由于樓層高，豎向井道數(shù)量多，容易形成煙囪效應(yīng)導(dǎo)致火勢(shì)快速蔓延，不利于人員疏散和財(cái)產(chǎn)搶救[1]。而且立體式的燃燒方式導(dǎo)致受困人員在火災(zāi)中容易出現(xiàn)中毒和窒息現(xiàn)象。因此，在高層建筑的火災(zāi)搶救中，需要采取有效的解決措施，減輕煙氣威脅，保證人員安全。而高層建筑中的防火排煙設(shè)計(jì)是火災(zāi)中有效排除煙氣的重要設(shè)施，能夠在火災(zāi)中降低人員煙氣中毒和窒息的風(fēng)險(xiǎn)，為消防救援活動(dòng)提供有利的條件，便于人員疏散。因此，需要加強(qiáng)對(duì)高層建筑火災(zāi)排煙設(shè)計(jì)的重視，提升火災(zāi)救援效果。

3 高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)分析

3.1 火勢(shì)蔓延速度快

高層建筑中需要設(shè)置多個(gè)電梯井、樓梯間、管道井等豎向井道，在高層建筑中，如果沒有對(duì)這些井道做好防火分隔處理工作，會(huì)使所有豎向井道形成煙囪效應(yīng)，促進(jìn)火勢(shì)快速蔓延。特別是商場(chǎng)、圖書館以及辦公樓等高層建筑，其中含有大量的易燃物和可燃物，一旦發(fā)生火災(zāi)后，火勢(shì)控制難度加大。

3.2 受困人員疏散難度大

高層建筑的樓層多，垂直高度大，高層建筑的人員疏散需要比較長(zhǎng)的時(shí)間。同時(shí)高層建筑中的人員居住比較密集，在疏散中人員眾多，需要的時(shí)間長(zhǎng)，而且容易出現(xiàn)踩踏事件造成二次傷害。此外，高層建筑火災(zāi)發(fā)生后，火勢(shì)會(huì)沿著豎井的空氣流通，使煙霧和火勢(shì)快速向上蔓延，進(jìn)一步加大疏散難度。雖然我國(guó)當(dāng)前部分城市的消防部門已經(jīng)開始購(gòu)置登高消防車，但是僅限于少量一線城市的少部分消防隊(duì)，還未實(shí)現(xiàn)全面普及，而且即使是登高消防車的高度也難以達(dá)到超高層建設(shè)的高度，不利于火災(zāi)疏散和撲救。

3.3 火災(zāi)撲救困難

高層建筑的高度一般都比較高，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，在室外進(jìn)行撲救的難度較大。因此，對(duì)于高層建筑火災(zāi)一般需要輔以自救的方式，也就是利用室內(nèi)的消防設(shè)施進(jìn)行撲救。但是當(dāng)前我國(guó)部分高層建筑內(nèi)部的消防設(shè)施建設(shè)并不完善，很多消防設(shè)施形式化嚴(yán)重，在消防救援中起到的作用有限，導(dǎo)致火災(zāi)的撲救難度加大[2]。

4 高層建筑消防排煙設(shè)計(jì)中的問題分析

4.1 消防設(shè)施使用不合理

高層建筑的樓層高，垂直距離長(zhǎng)，一旦發(fā)生火災(zāi)，信息傳遞以及人員疏散的難度都會(huì)加大，導(dǎo)致救援工作開展受到限制。因此，需要加強(qiáng)對(duì)高層建筑消防救災(zāi)設(shè)備的完善，通過消防設(shè)備的應(yīng)用及時(shí)控制火勢(shì)。但是，很多人不懂消防設(shè)備的應(yīng)用方法，無法利用消防設(shè)備快速完成撲救工作。而且部分設(shè)備的維護(hù)不及時(shí)、不到位，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)無法發(fā)揮應(yīng)有的作用。此外，部分高層建筑的密閉性較強(qiáng)，煙霧排出的難度大，如果受困人員長(zhǎng)期被困在高層建筑內(nèi)，極易造成人員窒息和中毒。

4.2 高層建筑材料選擇不當(dāng)

高層建筑施工中未考慮樓體材料的防火性問題，在建筑材料選擇中存在很多易燃性和可燃性的材料，使后期高層建筑中存在火災(zāi)隱患?？扇夹圆牧隙啵l(fā)火災(zāi)的可能性更高，而且火勢(shì)往往難以控制。此外，部分可燃性建筑材料燃燒后會(huì)形成較多的有毒氣體和煙霧，導(dǎo)致救援和人員疏散的難度加大。因此，在設(shè)計(jì)中需要充分考慮建筑的材料性質(zhì)。

4.3 建筑排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)不規(guī)范

從我國(guó)當(dāng)前高層建筑的建設(shè)情況來看，排煙系統(tǒng)建設(shè)中大部分都需要通過人工操作的方式進(jìn)行開啟。因此，如果發(fā)生火災(zāi)后，受困人員處于緊張狀態(tài)，往往只關(guān)注逃生，忘記打開排煙裝置，或者由于操作不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致排煙效果受到影響。此外，在高層建筑的防火排煙口設(shè)計(jì)中，排煙口設(shè)計(jì)不規(guī)范，沒有做好內(nèi)壁處理，或者未進(jìn)行定期維護(hù)，導(dǎo)致排煙管道出現(xiàn)生銹、腐蝕等問題[3]。部分高層建筑的排煙系統(tǒng)位置設(shè)置不合理，導(dǎo)致火災(zāi)中的煙霧無法順利排出，一旦發(fā)生火災(zāi)后因?yàn)闊熿F排出問題引發(fā)安全事故。

4.4 消防防火排煙設(shè)計(jì)監(jiān)管不完善

高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)是否合理需要相關(guān)監(jiān)督部門的監(jiān)管，并通過完善的監(jiān)督制度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定。但是從我國(guó)當(dāng)前的高層建筑消防排煙設(shè)計(jì)工作開展情況來看，監(jiān)管制度仍然不夠完善。首先，高層建筑消防排煙設(shè)計(jì)的質(zhì)量檢測(cè)工作監(jiān)管力度不足，未制定完善的監(jiān)督管理機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)，或者即使形成消防排煙設(shè)計(jì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，在后期監(jiān)督執(zhí)行中未嚴(yán)格落實(shí)。此外，從建筑單位來看，過于注重工程施工進(jìn)度，對(duì)工程質(zhì)量的管理不夠嚴(yán)格，特別是消防排煙系統(tǒng)等隱性施工內(nèi)容，不注重監(jiān)督和檢查，導(dǎo)致質(zhì)量問題。

4.5 高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不科學(xué)

從當(dāng)前高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況來看，為了盡可能地利用建筑空間，在空間設(shè)計(jì)中間隔設(shè)置過多。特別是隨著智能化建筑的發(fā)展和普及，建筑內(nèi)部的功能區(qū)域增多，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，發(fā)生火災(zāi)后煙霧的排出難度加大，容易導(dǎo)致煙霧長(zhǎng)時(shí)間在小空間內(nèi)聚集，引發(fā)煙霧中毒或者窒息等。此外，建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響建筑內(nèi)的空氣流通效果，如果室內(nèi)空間設(shè)計(jì)不當(dāng)，必然會(huì)使空氣無法順利循環(huán)，受困人員逃生難度加大。因此，需要設(shè)置專門的通道關(guān)閉設(shè)施，可以有效隔絕火焰，有利于受困人員順利逃生。

4.6 消防防火排煙管道設(shè)計(jì)人員技術(shù)水平有待提升

高層建筑消防排煙設(shè)計(jì)工作開展中，為了保證設(shè)計(jì)的合理性，需要選擇具有高職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)能力的設(shè)計(jì)人員擔(dān)任。但是設(shè)計(jì)能力和素養(yǎng)越高的人員，設(shè)計(jì)費(fèi)用也會(huì)越高，因此，部分公司為了節(jié)約成本會(huì)選擇一些經(jīng)驗(yàn)并不豐富的設(shè)計(jì)人員擔(dān)任設(shè)計(jì)工作。由于設(shè)計(jì)人員的專業(yè)能力不足，欠缺經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致高層建筑防火排煙設(shè)計(jì)工作開展難度加大。此外，部分管道設(shè)計(jì)人員缺乏專業(yè)的從業(yè)資格證，在施工中無法有效把握管理重點(diǎn)，不利于管理責(zé)任發(fā)揮以及設(shè)計(jì)工作的控制和完善。

5 高層建筑消防排煙設(shè)計(jì)策略

5.1 加強(qiáng)高層建筑消防設(shè)計(jì)排煙規(guī)劃

高層建筑消防排煙系統(tǒng)是建筑消防中的重要組成內(nèi)容，其中包括消防控制中心，排煙風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、送風(fēng)機(jī)、閥門以及其他排煙聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)等。該系統(tǒng)的主要功能是對(duì)建筑進(jìn)行防火排煙，排煙系統(tǒng)在建筑中屬于獨(dú)立系統(tǒng)內(nèi)容，與消防中的噴淋、報(bào)警等系統(tǒng)具有同等地位，直接關(guān)系著火災(zāi)的救援和人員疏導(dǎo)。因此，高層建筑設(shè)計(jì)中，需要加強(qiáng)對(duì)消防排煙方式的完善和優(yōu)化，結(jié)合國(guó)家關(guān)于消防安全管理的標(biāo)準(zhǔn)和文件，應(yīng)在設(shè)計(jì)圖中加強(qiáng)消防排煙標(biāo)注，保證消防排煙方案的合理性。在高層建筑中需要合理規(guī)劃排煙方式，比如，可以采用機(jī)械裝置的排煙設(shè)計(jì)形式提升排煙效果?；蛘卟捎米匀坏呐艧煼桨?，發(fā)生火災(zāi)后可以通過排煙煙道自然排煙。根據(jù)建筑特點(diǎn)和需要合理設(shè)計(jì)排煙方法。機(jī)械排煙是通過排煙機(jī)將室內(nèi)的熱量以及煙霧等向室外快速排出，使過火的位置形成負(fù)壓，有效預(yù)防煙霧的擴(kuò)散[4]。機(jī)械的排煙方式不會(huì)受到外部環(huán)境的影響，保證排煙的穩(wěn)定性和高效性。但是機(jī)械設(shè)備購(gòu)置以及系統(tǒng)建設(shè)需要的成本比較高，而且如果火災(zāi)比較嚴(yán)重時(shí)，排煙效果一般。自然排煙指的是通過專門的排煙管道、窗口、陽(yáng)臺(tái)等位置進(jìn)行排煙，降低室內(nèi)的煙霧濃度，而且成本低，平時(shí)可以作為通風(fēng)口，如果發(fā)生火災(zāi)則可以作為排煙系統(tǒng)，對(duì)控制高層建筑中煙霧不斷向高層擴(kuò)散具有重要作用。因此，高層建筑消防排煙設(shè)計(jì)中必須要保證科學(xué)性，以及布局的合理性。機(jī)械排煙裝備的管道設(shè)計(jì)需要保證管道長(zhǎng)短、大小等符合要求，并合理設(shè)計(jì)排煙口的面積以及排煙系統(tǒng)的排煙量等，促進(jìn)高層建筑中煙氣的順利排出。此外，排煙口的設(shè)置需要在建筑的下方，并設(shè)置進(jìn)送風(fēng)口，合理控制兩個(gè)口的距離，使高層建筑排煙效果得到保障。

5.2 合理選擇建筑設(shè)備和材料

高層建筑消防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要嚴(yán)格根據(jù)對(duì)排煙系統(tǒng)的需求合理選擇排煙系統(tǒng)設(shè)備和材料。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)保證材料的質(zhì)量。首先，建筑材料盡量以輕質(zhì)、防火材料為主。對(duì)于高層建筑的機(jī)械排煙系統(tǒng)，由于火災(zāi)事故發(fā)生后會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔猓邷責(zé)煔馀欧艜?huì)對(duì)煙道和設(shè)備等產(chǎn)生一定的影響，因此，在煙道的建設(shè)中需要采用耐高溫的材質(zhì)，保證排煙系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。煙道的風(fēng)道、連接材料等都必須要保證耐高溫性，可以采用磚砌或者鍍鋅鐵皮的方式對(duì)管道進(jìn)行保護(hù)。排煙風(fēng)機(jī)則可以采用排煙軸流風(fēng)機(jī)和離心風(fēng)機(jī)兩種機(jī)械形式，并安裝排煙防火閥，保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

5.3 合理設(shè)計(jì)排煙管道

高層建筑施工中排煙管道的設(shè)計(jì)需要結(jié)合消防防火排煙設(shè)計(jì)要求，結(jié)合不同樓層、不同要求合理設(shè)計(jì)排煙管道，實(shí)現(xiàn)良好的疏散效果。比如，可以在建筑區(qū)域中預(yù)留專門的人員疏散管道，并將連接區(qū)作為重要的煙霧排放渠道。還可以將建筑內(nèi)部的維護(hù)系統(tǒng)與框筒結(jié)構(gòu)結(jié)合，充分利用建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)資源保證防火排煙管道設(shè)計(jì)效率。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)排煙系統(tǒng)和設(shè)施的完善，做好各個(gè)煙霧渠道的疏通，包括樓梯間、電梯井等，都可以實(shí)現(xiàn)排煙，可以將這些通道與火災(zāi)樓層銜接，提升建筑內(nèi)部的排煙能力，預(yù)防建筑內(nèi)部的濃煙聚集。為了保證排煙管道的排煙效果，在排煙管道設(shè)計(jì)中需要避免設(shè)計(jì)大轉(zhuǎn)角的管道，提升排煙效率。

5.4 合理設(shè)計(jì)防火排煙單元

高層建筑設(shè)計(jì)中需要結(jié)合樓層特點(diǎn)設(shè)計(jì)防火排煙單元，保證單元的獨(dú)立性。防火排煙單元可以有效阻止火勢(shì)蔓延，起到疏導(dǎo)和保護(hù)的作用。在防火排煙單元中設(shè)置防火墻、防火卷簾、防火門以及其他消防裝置，并結(jié)合消防報(bào)警和噴淋系統(tǒng)適當(dāng)放大消防排煙范圍。防火單元中需要將排煙位置進(jìn)行分區(qū)管理，設(shè)置中避免跨越分區(qū)，有效預(yù)防煙氣在空間內(nèi)的流動(dòng)，防火單元的面積一般在500 m2以內(nèi)，并設(shè)置擋煙墻進(jìn)行隔離，可以將擋煙墻設(shè)置為活動(dòng)的模式，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)情況自行調(diào)整高度[5]。而且不需要時(shí)可以卷起，發(fā)生火災(zāi)后及時(shí)落下。

5.5 完善消防監(jiān)督機(jī)制

高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)中完善的監(jiān)督管理機(jī)制和體系有利于保證防火排煙設(shè)計(jì)的高標(biāo)準(zhǔn)。首先需要構(gòu)建激勵(lì)機(jī)制，通過防火排煙激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)，調(diào)動(dòng)各部門參與防火排煙設(shè)計(jì)工作的熱情。其次，完善監(jiān)督管理制度和責(zé)任機(jī)制，加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人員責(zé)任的管理和落實(shí)。通過完善的法律法規(guī)和工作規(guī)范提升防火排煙設(shè)計(jì)效果。并做好對(duì)后期防火排煙設(shè)計(jì)工作的檢查，保證防火排煙設(shè)計(jì)滿足工程設(shè)計(jì)要求，提升防火排煙設(shè)計(jì)的規(guī)范性。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)直接影響著建筑火災(zāi)的救援效果，但是從當(dāng)前高層建筑設(shè)計(jì)情況來看，其中仍然存在很多的問題和不足，需要結(jié)合傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的漏洞，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)的完善，保證消防設(shè)計(jì)的安全性。從設(shè)計(jì)制度、設(shè)計(jì)方案、排煙設(shè)施、消防設(shè)計(jì)人員隊(duì)伍等方面進(jìn)行優(yōu)化。降低消防安全隱患，提升消防救援效率。