高層建筑防火排煙設(shè)計(jì)對(duì)策

汪偉

摘要：隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，高層建筑的數(shù)量不斷增多，有效解決了土地緊缺的問(wèn)題，但是一旦發(fā)生火災(zāi)，將會(huì)造成更加嚴(yán)重的危害，因此高層建筑的防火設(shè)計(jì)，尤其是排煙設(shè)計(jì)更是重中之重，直接關(guān)系到高層住戶(hù)的生命財(cái)產(chǎn)安全。概述了高層建筑防火排煙的難題，提出防火排煙設(shè)計(jì)的重要性，從當(dāng)前實(shí)際情況出發(fā)，探討高層建筑防火排煙設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施，為高層建筑設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑;防火排煙;設(shè)計(jì)

高層建筑的消防安全問(wèn)題是當(dāng)前社會(huì)討論的熱點(diǎn)，受到社會(huì)各界人士的關(guān)注。為了保證高層建筑的消防安全，需要對(duì)設(shè)計(jì)階段、施工階段到投入使用進(jìn)行全方位的把控，尤其是防火排煙設(shè)計(jì)，對(duì)于控制火勢(shì)、疏散人群、降低燃燒危害性等方面發(fā)揮了重要的作用，對(duì)住戶(hù)的生命財(cái)產(chǎn)安全起到了防護(hù)作用。因此在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中要重視防火排煙設(shè)計(jì)，從當(dāng)前實(shí)際情況出發(fā)，突破難點(diǎn)問(wèn)題，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，為高層建筑的消防安全打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1? 高層建筑消防安全面臨的問(wèn)題

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)施工水平和消防排煙能力不斷提升，但是高層建筑的防火排煙設(shè)計(jì)水平面臨著一些因素的制約。由于高層建筑的實(shí)際特點(diǎn)，一旦發(fā)生火災(zāi)，樓梯間、管道間等豎向煙道在風(fēng)力因素的影響下，會(huì)使火勢(shì)更加迅猛，給人員疏通以及消防救援工作產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致更加嚴(yán)重的事故[1]。由于高層建筑體量大，發(fā)生火災(zāi)后受困人員數(shù)量多，濃煙、粉塵會(huì)造成被困人員呼吸困難、大面積灼燒，嚴(yán)重影響生命安全。高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)面臨以下難題。

①火勢(shì)發(fā)展迅速。當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，火災(zāi)會(huì)迅速蔓延開(kāi)來(lái)，產(chǎn)生濃煙、粉塵，其蔓延速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人員疏散速度。高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，豎井、幕墻之間的縫隙會(huì)加快火勢(shì)蔓延，一旦火災(zāi)到達(dá)一定程度，產(chǎn)生熱風(fēng)壓現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致火勢(shì)逆轉(zhuǎn)，遇到外部空氣時(shí)有轟然的風(fēng)險(xiǎn)。

②疏散困難。高層建筑體量大、樓層多，內(nèi)部擁有眾多的房間以及人員，一旦發(fā)生火災(zāi)，人員疏散問(wèn)題將是主要問(wèn)題。同時(shí)高層建筑有很多易燃物品，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)蔓延后疏散通道會(huì)被堵塞，建筑內(nèi)部的人員很難進(jìn)行疏散。高層建筑發(fā)生火災(zāi)后被困人員比較多，造成消防通道比較擁擠，有引發(fā)踩踏事故的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步擴(kuò)大了火災(zāi)的傷害。同時(shí)建筑材料燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體，進(jìn)一步增加救援疏散人員的難度，在高層建筑火災(zāi)中死亡、受傷的人員中很大一部分是因?yàn)闈鉄?、粉塵窒息，因此發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙氣的排放尤為重要。

③消防設(shè)施不完善。高層建筑內(nèi)部消防安全主要有報(bào)警系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)以及排煙系統(tǒng)等部分構(gòu)成。高層建筑的消防設(shè)施必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格審查，只有確認(rèn)合格后才能投入使用，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防設(shè)施就是高層人員生命的保證。在使用消防設(shè)施過(guò)程中要隨時(shí)抽檢，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)檢修，確保消防設(shè)施的運(yùn)行質(zhì)量[2]。當(dāng)前部分企業(yè)為了保證檢查過(guò)關(guān)，故意隱瞞高層建筑消防設(shè)施問(wèn)題，嚴(yán)重影響了高層建筑的消防安全，增加了火災(zāi)發(fā)生的可能性。

④缺乏安全管理。在高層建筑消防管理過(guò)程中，一些工作人員沒(méi)有明確消防管理的重要性，缺乏專(zhuān)業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)，消防管理和維護(hù)工作質(zhì)量比較差。這些問(wèn)題導(dǎo)致高層建筑存在很多安全隱患，消防設(shè)施維護(hù)不到位、消防設(shè)備出現(xiàn)損壞或者老化等情況，甚至部分住戶(hù)在消防通道堆放雜物，一旦發(fā)生火災(zāi)將會(huì)嚴(yán)重影響高層建筑的消防安全。

⑤用戶(hù)消防意識(shí)薄弱。高層建筑很多火災(zāi)都是用戶(hù)操作不當(dāng)引發(fā)的，這些問(wèn)題在很大程度上都是可以預(yù)防的，但是由于用戶(hù)的消防意識(shí)薄弱，很多不當(dāng)操作是誘發(fā)火災(zāi)的關(guān)鍵因素。例如在室內(nèi)裝修時(shí)片面地追求美觀(guān)和舒適，而忽視消防安全，沒(méi)有注重裝飾材料的防火性能，一旦發(fā)生火災(zāi)，將會(huì)造成嚴(yán)重的影響。同時(shí)住戶(hù)不按規(guī)定用電也是引發(fā)火災(zāi)的原因，用戶(hù)私自接拉電線(xiàn)、使用不合格的電氣設(shè)備以及大功率電器超荷負(fù)載，這些都是引發(fā)消防安全事故的重要原因。

⑥消防區(qū)域劃分不合理。很多高層建筑在設(shè)計(jì)階段，對(duì)消防通道設(shè)計(jì)不合理，缺乏整體、系統(tǒng)的規(guī)劃[3]。很多消防設(shè)施承擔(dān)著排煙任務(wù)，而消防區(qū)域的規(guī)劃不合理，導(dǎo)致濃煙不能及時(shí)排除，不能發(fā)揮消防系統(tǒng)作用，對(duì)救援和疏散工作產(chǎn)生了不利影響。

隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，城市人口數(shù)量急劇增加，高層建筑是解決居民居住問(wèn)題的有效措施，為了保障住戶(hù)的生命財(cái)產(chǎn)安全，需要重視消防安全。高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，造成傷害將是巨大的，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。高層建筑由于自身體量大，救援難度比較大，因此在規(guī)劃設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，要充分考慮這些因素。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，在高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，死亡人員中超過(guò)八成是濃煙、粉塵中毒和窒息造成的。因此在高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要重視消防工程設(shè)計(jì)規(guī)劃工作，尤其防火排煙系統(tǒng)。

2? 高層建筑防火排煙設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

2.1? 自然排煙設(shè)計(jì)

高層建筑在設(shè)計(jì)過(guò)程中，針對(duì)排煙防火系統(tǒng)會(huì)使用自然排煙窗戶(hù)，以保證高層建筑的排煙效果。高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，僅僅靠撲滅動(dòng)作不能很好地完成火情控制，需要啟動(dòng)消防設(shè)施，從而更好地控制火情。但是這種設(shè)施的造價(jià)比較高，很多高層建筑采用的都是玻璃窗，自動(dòng)化水平不夠，影響消防排煙的效果。

2.2? 送風(fēng)口設(shè)置

防火排煙設(shè)計(jì)過(guò)程中需要針對(duì)煙霧的實(shí)際情況確定送風(fēng)口的尺寸，確保開(kāi)口的大小符合要求，同時(shí)要保持封閉的狀態(tài)。在設(shè)計(jì)管道時(shí)，表面不需要太過(guò)光滑，一般不采用疊層供氣這種方式。如果管道太長(zhǎng)或者沒(méi)有封閉，會(huì)導(dǎo)致控制不平衡，影響防火排煙的效果。在高層建筑中，由于樓層高、體量大，在進(jìn)風(fēng)口和管道設(shè)計(jì)方面有著更嚴(yán)格的要求，需要根據(jù)規(guī)定嚴(yán)格把控。

2.3? 排煙設(shè)計(jì)

在高層建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃過(guò)程中，很多時(shí)候忽略了排煙系統(tǒng)，并沒(méi)有設(shè)置自然排煙窗。在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要采用相應(yīng)的措施保持正壓狀態(tài)，保證排煙效果和排煙效率，為發(fā)生火災(zāi)時(shí)的救援工作打下基礎(chǔ)。當(dāng)前很多高層建筑都設(shè)置外窗、防火門(mén)以及排煙裝置，這些是防煙的重要措施。同時(shí)高層建筑在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)設(shè)計(jì)裙房，在設(shè)計(jì)過(guò)程中忽略窗戶(hù)的自然排煙功能，未在房間內(nèi)安裝機(jī)械排煙系統(tǒng)。

2.4? 機(jī)械排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在高層建筑防火排煙設(shè)計(jì)中，需要在防煙樓梯設(shè)置獨(dú)立送風(fēng)系統(tǒng)，并安裝自動(dòng)裝置，讓其余壓值高于樓梯間，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)人員缺乏專(zhuān)業(yè)的消防知識(shí)，防火排煙系統(tǒng)沒(méi)有安裝自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，同時(shí)對(duì)于風(fēng)口的選擇也存在很多問(wèn)題，風(fēng)口面積隨意調(diào)整，不符合相關(guān)要求，影響風(fēng)量和風(fēng)速，對(duì)防火排煙系統(tǒng)的工作效果產(chǎn)生了較大影響。

3? 高層建筑及其消防防火排煙設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

3.1? 防火排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高層建筑的防火排煙系統(tǒng)有自然排煙裝置和機(jī)械排煙裝置兩種。自然排煙裝置設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須保證各個(gè)開(kāi)口朝向位置的差異性，然后對(duì)排煙系統(tǒng)的開(kāi)口面積進(jìn)行計(jì)算，確定開(kāi)啟方式是人工還是自動(dòng)啟動(dòng)，從而保證自然排煙裝置的排煙效果和排煙效率。

對(duì)于機(jī)械排煙裝置主要有兩個(gè)要求，一是排煙管道和排煙口，需對(duì)它們進(jìn)行合理布局，對(duì)設(shè)計(jì)管道的規(guī)格、排煙量以及材質(zhì)選擇需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算，從而保障排煙管道的橫截面、排煙口的位置符合相關(guān)要求。二是保證煙氣流動(dòng)的可控性，同時(shí)機(jī)械排煙送風(fēng)口的位置需要和排風(fēng)口保持適當(dāng)?shù)木嚯x，從而保證火災(zāi)氣流和機(jī)械排煙裝置的氣流速度存在差異，避免兩種氣流相撞，從而降低火情蔓延趨勢(shì)[4]。

在高層建筑排煙設(shè)計(jì)過(guò)程中還要考慮排煙口，排煙口的位置要盡量位于建筑下風(fēng)口開(kāi)闊位置，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，產(chǎn)生的煙氣可以及時(shí)排到室外，最大程度降低風(fēng)向風(fēng)速對(duì)排煙效果的影響。商業(yè)建筑和住宅建筑的排煙裝置標(biāo)準(zhǔn)有一定差異，部分高層建筑是商業(yè)和住宅結(jié)合的方式，在設(shè)置送風(fēng)口時(shí)要保證送風(fēng)口處于上風(fēng)方向、排煙口處于下風(fēng)方向，同時(shí)保證送風(fēng)口和排煙口的距離在3m以上，排煙口和門(mén)窗的距離則是要大于6m。

3.2? 防火單元格的設(shè)計(jì)

多個(gè)防火單元格構(gòu)成高層建筑的防火區(qū)域，因此要做好防火單元格的設(shè)計(jì)才能保證防火區(qū)的安全。在設(shè)計(jì)防火單元格時(shí)，要設(shè)置一定的煙氣阻擋設(shè)施，例如防火門(mén)、防火卷簾，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，關(guān)閉隔離設(shè)施，降低火勢(shì)蔓延的速度。在設(shè)置隔離設(shè)施時(shí)要保證其效果，對(duì)水平分區(qū)、垂直分區(qū)可以采用不同的隔離措施。水平分區(qū)主要是采用隔熱材料防止火勢(shì)在水平面蔓延，而垂直分區(qū)主要是利用隔熱材料減緩火勢(shì)的蔓延，隔熱設(shè)施的形式有防火門(mén)、防火墻以及防火卷簾等?？茖W(xué)的擴(kuò)大室內(nèi)空間，和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)以及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合使用，可以在第一時(shí)間有效控制火情，防止火勢(shì)蔓延，降低火災(zāi)帶來(lái)的傷亡和損失，提升高層建筑的安全性能。

3.3? 保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性

在設(shè)計(jì)過(guò)程中要合理優(yōu)化防火排煙設(shè)計(jì)方案，保證對(duì)火災(zāi)的防控效果。因此要對(duì)高層建筑排煙設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，把控好每一個(gè)細(xì)節(jié)，保證設(shè)計(jì)方案的合理性和科學(xué)性[5]。高層建筑的消防安全幕墻以及各管道是火勢(shì)蔓延比較快的部分，因此防火排煙設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮這些區(qū)域，能夠及時(shí)、有效地控制火勢(shì)，防止火勢(shì)蔓延，降低火災(zāi)帶來(lái)的損失，主要考慮火災(zāi)后形成的濃煙對(duì)人員的影響。在設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)人員要充分重視高層建筑內(nèi)部的排煙系統(tǒng)和隔離設(shè)施的科學(xué)性，從而保證高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠及時(shí)組織消防救援和人員疏散，保證高層建筑的消防安全。例如在電梯前安裝排煙系統(tǒng)，在疏散樓梯安裝送風(fēng)裝置等，這些措施可以有效地發(fā)揮排煙系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，利用其經(jīng)濟(jì)性和便捷性的特點(diǎn)，將其作為高層建筑的排風(fēng)手段。

高層建筑的樓梯間存在熱壓差，會(huì)導(dǎo)致煙氣持續(xù)直流樓梯間，影響人員疏散和消防救援工作，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中優(yōu)化樓梯間的結(jié)構(gòu)，采用半封閉型樓梯間，設(shè)計(jì)半封閉樓梯間時(shí)，要對(duì)窗戶(hù)的位置以及面積進(jìn)行計(jì)算，合理規(guī)劃排煙窗，當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，打開(kāi)防火窗，及時(shí)排出濃煙，保證消防救援和人員疏散工作有序開(kāi)展。

3.4? 合理布局消防給水系統(tǒng)

當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，消防給水系統(tǒng)是控制火情的重要措施，因此在進(jìn)行防火設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮消防給水系統(tǒng)的合理性，尤其是當(dāng)前高層建筑的規(guī)模越來(lái)越大，推行強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于保障高層建筑的消防安全是非常重要的。

消防設(shè)施中消火栓水柱的長(zhǎng)度需要根據(jù)高層建筑的高度而定，如果建筑高度低于100m，消火栓水柱的高度應(yīng)該大于10m;如果建筑高度大于100m，消火栓的數(shù)值高度應(yīng)大于13m，從而有效控制火災(zāi)蔓延。同時(shí)水槍的傾角需要根據(jù)水箱的口徑和流量計(jì)算，保證撲滅火勢(shì)的效果。高層建筑消防電梯要符合標(biāo)準(zhǔn)，保證工作人員及時(shí)滅火以及消防系統(tǒng)正常工作，為消防救援提供保障。

3.5? 合理選擇材料設(shè)備

在高層建筑防火排煙設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要合理選擇消防材料設(shè)備，選擇合格的排煙裝置，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格把控材料的質(zhì)量。在高層建筑防火排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，耐高溫、防火材料的選擇最關(guān)鍵。建筑內(nèi)部的墻、門(mén)窗以及排風(fēng)管道等設(shè)施都要選擇不易燃的材料，為高層建筑提供安全保障。

以高層建筑排風(fēng)機(jī)的離心風(fēng)機(jī)為例，采用阻燃風(fēng)機(jī)，保證在高溫工作下可以達(dá)到30min以上。同時(shí)空調(diào)風(fēng)管要盡量選擇離心玻璃棉材料，保證防火效果。高層建筑內(nèi)部材料符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，一般選擇耐火極限在3h以上的材料作為承重墻的基礎(chǔ)材料。同時(shí)對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，保護(hù)層的厚度要大于3cm，以提高高層建筑整個(gè)耐火性能。

3.6? 加強(qiáng)監(jiān)管措施

保證高層建筑防火排煙設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)，需要加強(qiáng)監(jiān)管，建立有效的監(jiān)管制度，保證設(shè)計(jì)效果。建立約束機(jī)制，提高設(shè)計(jì)人員、施工人員的責(zé)任心，將職責(zé)落到具體的崗位和個(gè)人，約束其行為，保證設(shè)計(jì)工作的嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)。同時(shí)要提升設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，要求其具有豐富的消防理論知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高層建筑防火排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行有效把控。

4? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高層建筑防火排煙設(shè)計(jì)是保證高層建筑消防安全的重要措施。高層建筑由于體量大，使用人員多，在消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中受到很多問(wèn)題的限制，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要重視防火排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，明確設(shè)計(jì)工作的重要性，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，在排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)、防火系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行優(yōu)化，保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，同時(shí)加強(qiáng)材料控制和監(jiān)督措施，提升設(shè)計(jì)人員的自身素養(yǎng)，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行全方位的把控。在建筑使用過(guò)程中，要提升使用人員的消防意識(shí)，加強(qiáng)消防設(shè)施管理力度，降低火災(zāi)發(fā)生率，保證高層建筑的消防安全，為使用人員的生命財(cái)產(chǎn)安全提供保證。

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High-rises smoke control design

Wang Wei

（Jinhua Fire and Rescue Divison， Zhejiang jinhua 321000）

Abstract：With the development of urbanization， people poured into cities， making available land decrease.? The number of high-rises has been increasing to provide more residents and relief the shortage of land. However， this will cause more damage when a fire breaks out in high-rises. Therefore， fire protection design， especially smoke control design of high-rises is crucial， This paper summarizes the problem of high-rises smoke control， puts forward its importance and the optimizing measures of smoke design， providing reference for high-rise building design.

Keywords：high-rise buildings; smoke;design