高層建筑消防防火排煙設(shè)計研究

顏琛浩

摘要：隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，各種高層建筑工程越來越多，對建筑工程施工要求越來越高。由于高層建筑的特殊性，其人員和物資的數(shù)量相對比較多，且結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜。在高層建筑實際使用的過程中存在各種安全隱患，一旦發(fā)生火災(zāi)安全事故，就有可能造成比較嚴重的財產(chǎn)和生命安全損失。為此，筆者將要在本文中對高層建筑消防排煙設(shè)計進行研究，希望對促進我國高層建筑施工事業(yè)的發(fā)展，可以起到有利的作用。

關(guān)鍵詞：高層建筑;消防排煙;設(shè)計研究

為了保證高層建筑的使用安全和穩(wěn)定性，需要認真做好高層建筑防火設(shè)計工作，保證高層建筑防火設(shè)計的效果。只有對高層建筑采用科學(xué)的防火排煙設(shè)計，才能有效保證建筑的使用水平，這是確保高層建筑安全運行的關(guān)鍵所在。因此，在工程設(shè)計人員開展工程設(shè)計的過程中，應(yīng)該對高層建筑消防排煙設(shè)計工作引起足夠重視，并結(jié)合設(shè)計中存在的不足，及時采取必要的措施，保證建筑的消防設(shè)計效果。

1? 高層建筑發(fā)生火災(zāi)的主要特點

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和科技的不斷進步，建筑行業(yè)發(fā)展非常迅速，人們的生活水平不斷提升。為了進一步滿足人們生活的需求，建筑的高度不斷增加，規(guī)模也不斷擴大，而這些建筑的防火性能卻普遍存在著問題。民用建筑發(fā)生火災(zāi)之后，往往存在如下問題。

人口疏散的難度相對比較大。當(dāng)前民用建筑的高度普遍比較高，很多高度都超過了24m。建筑內(nèi)部居住的人員相對比較多，導(dǎo)致安全疏散通道比較緊張。一旦發(fā)生了火災(zāi)事故，樓道中就會存在很多的毒氣，很容易讓火災(zāi)現(xiàn)場出現(xiàn)混亂。在大火蔓延的過程中，很多人會選擇到通道內(nèi)避難，這給人員疏散造成了比較大的阻礙。在很多建筑內(nèi)部都有暖水井、垃圾通道，一旦設(shè)計不合理，火勢就會沿著這些通道蔓延，給火災(zāi)救援工作帶來嚴重的影響[1]。

火勢蔓延的速度非?？?。如果建筑內(nèi)部防火工作沒有做好，不能合理對防火隔層進行設(shè)置，就會導(dǎo)致火勢的增加。很多建筑外墻保溫材料都使用的是B2級別，其防火性能較差，且有一定的助燃作用，在風(fēng)的作用下，火情發(fā)展速度會非?？?。

火災(zāi)撲滅的難度相對比較大。很多樓層比較高，如果采用傳統(tǒng)的水炮、水槍，難以取得好的效果。在很多情況下，這些建筑都有裙房設(shè)計，給工作人員的登高造成較大的影響，為展救援工作增加了難度。很多建筑周圍會停留較多的車輛，導(dǎo)致消防車很難進入到現(xiàn)場，不能及時開展火災(zāi)救援工作。

2? 高層建筑消防排煙設(shè)計中存在的不足

自然排煙窗設(shè)計不夠科學(xué)。在我國高層建筑設(shè)計規(guī)范中，對建筑上方的自然排煙窗設(shè)計有著明確的規(guī)定，但由于該規(guī)范出臺時間較早，在建筑工程不斷革新的情況下，規(guī)范中的一些不足已經(jīng)開始顯現(xiàn)，各種設(shè)計缺陷還比較多。一旦在建筑發(fā)生火災(zāi)事故之后，如果只靠單純開啟排煙裝置，實際效果并不是非常理想，需要對各種自動傳感裝置合理應(yīng)用，才能將消防設(shè)施的開啟有效關(guān)聯(lián)起來。當(dāng)前，我國市場上這些裝置的價格相對比較貴。在很多高層建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中通常采用側(cè)拉窗結(jié)構(gòu)，由于我國建筑工程技術(shù)能力相對有限，很多并沒有設(shè)置開啟裝置，導(dǎo)致很多高層建筑的排煙設(shè)計存在一些不合理的現(xiàn)象[2]。

送風(fēng)口設(shè)計不夠科學(xué)。在我國很多高層建筑結(jié)構(gòu)中，都是采用相同規(guī)格和尺寸的百葉窗式開風(fēng)口作為豎向機械排煙系統(tǒng)的送風(fēng)口。系統(tǒng)當(dāng)中很多管道內(nèi)表面都存在參差不齊的現(xiàn)象，各種送風(fēng)井抹灰操作不能很好完成，管道在使用的過程中還存在著長度過大或者密閉性較差的問題，很多送風(fēng)口在風(fēng)量和風(fēng)速方面還存在較大的不均勻性，如果與分機的距離比較近，風(fēng)速會相對比較大。反之，在送風(fēng)口末端位置，其風(fēng)速就會相對較小，甚至存在無風(fēng)情況。

建筑排煙系統(tǒng)設(shè)置不夠科學(xué)。當(dāng)前，在我國高層建筑防火規(guī)范當(dāng)中就明確指出，對于100m以上的高層建筑以及沒有自然排煙裝置的建筑中，都需要設(shè)置機械排煙系統(tǒng)。對于樓梯的相關(guān)部位，其應(yīng)該處于正壓狀態(tài)，這樣在火災(zāi)事故發(fā)生之后，才可以有效完成排煙操作，為后續(xù)消防工作的正常進行奠定基礎(chǔ)。在當(dāng)前很多高層建筑當(dāng)中，都會采用常閉式防火門、排煙窗等，并處于開放的狀態(tài)，在發(fā)生火災(zāi)事故之后，難以處于正壓狀態(tài)，不能將排煙的作用充分發(fā)揮出來。此外，在很多高層建筑當(dāng)中還設(shè)計有裙房以及消防電梯間，只有設(shè)計自然排煙裝置，才能保證建筑的排煙效果。很多建筑工程企業(yè)在實際施工的過程中，并沒有根據(jù)相關(guān)規(guī)范和標準要求，認真做好機械排煙系統(tǒng)設(shè)計，對建筑的排煙效果造成了非常大的影響。

認真做好高層建筑消防設(shè)施建設(shè)。在高層建筑設(shè)計施工中做好排煙裝置和配套設(shè)備的引進工作，在相關(guān)材料的使用中盡量采用不燃或者不易燃的材料，這樣才能保證高層建筑設(shè)備在使用過程中的安全性和可靠性。例如，在排風(fēng)機選擇中，應(yīng)該盡量使用離心型排風(fēng)機，保證排風(fēng)機在高溫環(huán)境中可以發(fā)揮自身的作用。此外，施工單位還應(yīng)該認真做好采購監(jiān)督和管理工作，盡量從正規(guī)渠道購買消防設(shè)施，避免易燃材料投入到工程應(yīng)用環(huán)節(jié)中，有效避免火災(zāi)隱患情況的發(fā)生。在設(shè)計人員開展工程設(shè)計中，應(yīng)該建立完善的排煙系統(tǒng)，并認真指導(dǎo)現(xiàn)場施工人員做好火災(zāi)報警裝置的安裝工作，對各種無損滅火設(shè)備進行合理使用。

建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠合理。在現(xiàn)代建筑設(shè)計過程中，不應(yīng)該僅僅追求美觀，還應(yīng)該保證建筑的功能化效果，能夠滿足人們起居生活的各方面要求。因此，在建筑多功能的背景下，建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計變得越來越復(fù)雜，一旦發(fā)生火災(zāi)安全事故，容易導(dǎo)致濃煙無法及時有效排出現(xiàn)場，甚至在辦公區(qū)域積聚，對人們的生命安全造成威脅。如果建筑內(nèi)部空氣為向內(nèi)走向，就不能形成有效的對外氣流循環(huán)通道，容易導(dǎo)致濃煙向建筑內(nèi)部噴涌的情況，在匯聚一段時間之后，容易發(fā)生爆發(fā)式噴發(fā)的現(xiàn)象，不利于各種逃生工作的開展。然而，在很多建筑工程企業(yè)實際施工過程中，往往不能采取各種有效措施，導(dǎo)致各個通道相互連接的情況比較嚴重，濃煙和火勢難以得到有效的控制，無法給群眾安全逃離提供通道。

建筑裝飾材料選擇不夠合理。在當(dāng)前建筑市場，很多建筑單位為了吸引更多的消費者，在建筑設(shè)計上下的功夫較多，在外觀設(shè)計中投入的功夫比較多，各種新鮮元素不斷融入其中，各種易燃材料在裝飾工程中的使用較多。雖然這些建筑外觀可以滿足用戶的審美體驗，卻忽視了建筑防火排煙工作設(shè)計的基本要求，給建筑防火工作帶來比較大的隱患。很多高層建筑容易出現(xiàn)設(shè)備和材料老化的現(xiàn)象，一旦發(fā)生火災(zāi)，就會帶來嚴重的后果。

3? 提升高層建筑消防排煙設(shè)計水平的有效措施

對排煙方式合理選擇。為了保證建筑的消防排煙設(shè)計效果，應(yīng)該對建筑的排煙方式進行合理選擇，保證建筑的消防安全效果。一般的情況下，高層建筑會采用兩種排煙方式，一種是機械排煙裝置，另一種是自然排煙裝置。在實際應(yīng)用過程中，應(yīng)該根據(jù)建筑的實際情況，對排煙方式合理選擇，只有做到對排煙方式的合理選擇，才能保證建筑的排煙效果，保證消防安全，避免人們的生命和財產(chǎn)遭到損害。

認真做好排煙設(shè)計工作。在開展排煙設(shè)計過程中，應(yīng)該認真做好兩方面工作：（1）認真做好排煙布置工作。在開展排煙布置過程中，可以設(shè)置不同開口朝向的排煙裝置，并對排煙的開口面積合理計算，保證排煙裝置具有足夠的排煙能力。對于那些不能自動開啟的排煙裝置，可以將自動化技術(shù)有效應(yīng)用其中，在發(fā)現(xiàn)火災(zāi)煙霧之后，可以及時打開，從而達到排煙的目的。（2）認真做好機械排煙布置。在開展排煙工作的過程中，首先，應(yīng)該認真做好排煙管道的設(shè)計工作。保證排煙管道大小、材料和排煙量等，并對排煙截面積、煙口位置、大小合理進行計算。其次，應(yīng)該對煙氣流動進行設(shè)置。在火災(zāi)發(fā)生之后，保證機械送煙口與排放口之間的距離不能過近，避免出現(xiàn)煙氣速度過快的現(xiàn)象。在這個過程中，應(yīng)該認真做好防火防煙分區(qū)機械排煙裝置的科學(xué)選擇，保證火災(zāi)形成的煙氣和氣流能夠與排風(fēng)方向保持一致。

認真做好排煙口的設(shè)計工作。在高層建筑排煙口設(shè)計的過程中，應(yīng)該盡量將其設(shè)計在消防口的位置處。在高層建筑發(fā)生火災(zāi)事故之后，就可以將產(chǎn)生的煙氣及時、順利排出到室外，避免對建筑內(nèi)部人員造成直接的影響。對于部分商業(yè)住宅建筑，其排煙裝置有著比較特殊的要求，可以在排煙口下風(fēng)口位置設(shè)計風(fēng)口，彼此之間的距離應(yīng)該控制在3cm以上，排煙口和門窗之間的距離應(yīng)該保持在6cm以上[3]。

認真做好材料和裝置的選擇。為了保證建筑具有更好的防火排煙效果，讓建筑更加安全的使用，就需要認真做好高層建筑排煙裝置材料的選擇，在排煙管道和空調(diào)的選擇中，應(yīng)該盡量使用那些不燃或者難燃的材料，進一步保證建筑使用的安全性。在選擇高層建筑排煙機的過程中，應(yīng)該盡量選擇離心式排風(fēng)機，保證其可以在300℃左右的高溫環(huán)境中運轉(zhuǎn)，且可以連續(xù)使用半個小時以上。此外，在其他零部件和防火排煙管道使用的過程中，應(yīng)該盡量使用不燃材料，在發(fā)生火災(zāi)事故之后，最大程度保證高層建筑防火排煙的效果。

認真做好排煙機的選擇工作。在高層建筑施工單位施工的過程中，應(yīng)該認真做好排煙機的選用，嚴格按照相關(guān)規(guī)定開展排煙機的選擇工作。在排煙機排煙量確定的過程中，應(yīng)該根據(jù)建筑實際排煙要求來進行設(shè)計。此外，在工程設(shè)計人員選用風(fēng)機風(fēng)壓時，各個部位往往會存在較大的壓力差，這個時候就應(yīng)該按照煙氣流的實際方向來進行設(shè)置，在排煙的過程中形成有效的負壓。在加壓送風(fēng)機選擇的過程中，能夠克服管道沿程和局部阻力的損失，滿足以下部分壓力的相關(guān)要求，建筑走道為8Pa，前室為25Pa，只有達到這些要求，才能構(gòu)成有效的防煙樓梯間。在消防設(shè)計部門開展設(shè)計的過程中，可以采用以走道為主的排煙道，能夠?qū)︼L(fēng)機、排煙管道和各種零部件合理應(yīng)用。

4? 其他防火排煙設(shè)計措施

為了將建筑發(fā)生火災(zāi)安全隱患的概率降為最低，需要合理開展平面布局設(shè)計。對于大型娛樂場所建筑設(shè)計，通過合理優(yōu)化布局是提升建筑防火性能的重要措施。在開展建筑防火設(shè)計的過程中，應(yīng)該嚴格按照建筑防火設(shè)計規(guī)范進行。此外，建筑防火設(shè)計還應(yīng)該融合到建筑的整體設(shè)計當(dāng)中。在建筑平面設(shè)計過程中，應(yīng)該以建筑防火規(guī)范作為理論依據(jù)，合理對建筑平面進行布置，這在防火設(shè)計中非常關(guān)鍵。在酒吧等娛樂場所的設(shè)計過程中，人們在飲酒之后的安全意識相對比較低，一旦發(fā)生火災(zāi)，安全撤離工作的開展難度相對較高，需要認真做好場所選址工作，不應(yīng)該選擇高樓層。

不斷提升高層建筑的耐火等級。對于高層建筑，為了避免火災(zāi)發(fā)生帶來嚴重的損失，其建筑材料應(yīng)該有足夠的防火等級，可以采用輕質(zhì)龍骨作為裝飾材料進行使用，且材料應(yīng)該經(jīng)過嚴格的防火檢測和審核。如果高層建筑需要采用木質(zhì)結(jié)構(gòu)，其吊頂材料必須具備較高的防火等級。為了保證建筑結(jié)構(gòu)中的鋼材具有較強的防火能力，應(yīng)該在建筑的鋼架和鋼柱上噴涂防火涂料，或者在其上方鋪設(shè)隔熱防火層。對于高層建筑的安全出口、疏散通道和樓梯間等處，均不可用可燃材料進行裝飾，并對建筑內(nèi)部的窗簾、沙發(fā)和床罩進行防火處理，在各個消防分區(qū)設(shè)置防火門，避免出現(xiàn)火勢過快蔓延的情況。

通過對建筑火災(zāi)發(fā)生的原因進行調(diào)查，很多火災(zāi)事故的發(fā)生，都是由于建筑材料選擇不當(dāng)造成的。很多建筑材料的燃點相對比較低，一旦遭遇到明火，很容易發(fā)生起火燃燒的情況。在當(dāng)前建設(shè)設(shè)計中，由于建筑防火材料使用不當(dāng)所造成的火災(zāi)，可以歸結(jié)為兩個方面的原因：（1）建筑設(shè)計人員在開展建筑設(shè)計的過程中，過于考慮建筑的經(jīng)濟效益，對建筑材料的防火性能考慮并不是非常健全，使用的建筑材料燃點相對比較低，導(dǎo)致建筑在投入使用后發(fā)生火災(zāi)事故的概率相對比較高。（2）很多建筑材料在起火燃燒之后，會釋放出大量有毒氣體，這些氣體被吸入體內(nèi)之后，就會對他們的生命健康造成非常大的影響，還會阻礙到居民的迅速撤離，各種火災(zāi)救援活動不能及時、有效開展。因此，在實際選擇建筑材料的過程中，不僅需要考慮到建筑施工的經(jīng)濟效益，還應(yīng)該考慮建筑材料的防火性能。

隨著時代的不斷發(fā)展，建筑內(nèi)部的電氣數(shù)量越來越多，建筑的高度不斷增加，這對建筑防火提出了更高的要求。為了進一步提升建筑的防火性能，可以將高科技應(yīng)用到建筑防火中。例如，在移動高層寫字樓的設(shè)計過程中，就在各種容易引發(fā)火災(zāi)事故的現(xiàn)場安裝了火災(zāi)煙霧探測裝置，這些裝置可以在第一時間發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并通過信息傳輸網(wǎng)絡(luò)將火災(zāi)現(xiàn)場的位置信息和具體情況傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并提醒監(jiān)控人員及時對火災(zāi)采取應(yīng)對措施，避免發(fā)生大規(guī)模的火災(zāi)事故，出現(xiàn)大的人員和財產(chǎn)損失。

5? 結(jié)語

隨著時代的不斷發(fā)展，對高層建筑防火排煙設(shè)計提出了更高的要求。針對當(dāng)前高層建筑防火排煙設(shè)計中存在的問題，應(yīng)該引起足夠的重視，認真分析問題發(fā)生的原因，然后及時采取針對性的措施，根據(jù)工程的實際情況，開展針對性的設(shè)計，有效保證建筑的防火與排煙效果。

參考文獻：

[1]陳雷.簡析高層建筑消防防火排煙設(shè)計[J].低碳世界，2018（12）：22-23.

[2]陳振一，馮益鋒.高層建筑消防防火排煙設(shè)計現(xiàn)狀與優(yōu)化措施[J].消防界（電子版），2018（18）：37-38.

[3]林洪強.高層建筑消防防火排煙設(shè)計研究[J].消防界（電子版），2018（02）：59-60.

The design of fire prevention and

smoke exhaust system in high-rise buildings

Yan Chenhao

（Fei County Fire Rescue Section，Shandong Linyi? 273400）

Abstract：With the development of China’s economy， more high rise buildings in citys put forward higher requirement to the engineering construction. High rise buildings seem like more special than other buildings with more people and facilities， which brought fire risks and even losses on people’s property and life. Therefore， the author provides some research results in fire prevention and smoke exhaust system， so as to foster the booming of high-rises construction.

Keywords：high rise buildings; smoke exhaust system; design research