高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)探討

魯萌

（石家莊市消防救援支隊(duì)，河北石家莊 050000）

0.引言

由于建筑物之間的排列結(jié)構(gòu)是相對(duì)較為緊密的，所以如果大火爆發(fā)，大火就會(huì)在瞬息之間飛快擴(kuò)散，因此建筑物整體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會(huì)比較易發(fā)“煙囪效應(yīng)”問題。再者，由于建筑樓層特別高，而且工作人員也非常緊密，所以疏散人員的工作也變得更加艱苦，救災(zāi)難度系數(shù)比較高，救災(zāi)能力也因此而降低。所以，應(yīng)當(dāng)重視對(duì)建筑物的總體的消防耐火設(shè)計(jì)方面的工作。本文從研究當(dāng)前中國(guó)大中型建筑消防耐火排煙工程設(shè)計(jì)中存在的問題，以及提升中國(guó)大中型建筑消防耐火排煙工程設(shè)計(jì)能力的可行方法，來研究中國(guó)大中型建筑的消防耐火排煙工程設(shè)計(jì)。

1.建筑的消防防火排煙設(shè)計(jì)中現(xiàn)有的問題

1.1 消防設(shè)施的使用不恰當(dāng)

在大型高層建筑內(nèi)火災(zāi)事故突發(fā)的時(shí)候，疏散人員和傳遞信息都比較不通暢，加大了救援工作人員的實(shí)際救援難度，故而要具備完備性比較高的救災(zāi)設(shè)備。除此之外，樓內(nèi)工作人員對(duì)救援設(shè)施的不了解以及不正確使用是一個(gè)非常嚴(yán)重的問題，因?yàn)闃莾?nèi)的工作人員缺乏安全意識(shí)，不熟悉如何操作樓內(nèi)配備的救援設(shè)備，導(dǎo)致真正發(fā)生火災(zāi)時(shí)，錯(cuò)過了最佳救援時(shí)間，為后期的救援工作增加了許多困難，使原本簡(jiǎn)單的問題復(fù)雜化。同時(shí)，由于樓宇之間較密集且樓層較高，煙霧排出比較難，容易引起被困者的窒息性的傷亡。

1.2 建筑材料的選擇不恰當(dāng)

在施工的過程中，由于沒有全面地考慮建筑材料的耐火特性要求，使得所選用的材料大多都是可燃、易燃類的材料，給后期的失火事故埋下了非?？膳碌碾[患。如果是建筑里面使用了相當(dāng)多的可燃、易燃類型的材料，火災(zāi)發(fā)生的概率也會(huì)比較高，可燃易燃類材料通常會(huì)產(chǎn)生一些煙塵或者有毒性的廢氣，對(duì)疏散和救援人群就非常不利，因此，必須掌握并且控制建筑物體所用的材料和材料的特性。

1.3 建筑內(nèi)部的排煙系統(tǒng)的設(shè)置不科學(xué)

中國(guó)現(xiàn)如今的建筑物中所設(shè)的排出控制系統(tǒng)通常都是由人工去啟動(dòng)，假如出現(xiàn)急性火情的話，則通常會(huì)忽略啟動(dòng)排出控制系統(tǒng)設(shè)備，又或是具體的操作使用不當(dāng)。有些建筑物中，其風(fēng)口排煙的設(shè)定不標(biāo)準(zhǔn)甚至不科學(xué)、不合理，而對(duì)于內(nèi)部的細(xì)節(jié)管理可以直接忽略，不經(jīng)常去做保養(yǎng)，就將讓管道的內(nèi)部出現(xiàn)生銹問題。另外，在有的建筑物中其排煙系統(tǒng)的具體位置設(shè)定得不合理，讓煙霧無法順當(dāng)?shù)嘏懦?。在發(fā)生急性火災(zāi)的情況下極易引發(fā)安全事故[1]。

1.4 建筑內(nèi)部其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較不合理

在現(xiàn)代的建筑設(shè)計(jì)中，其內(nèi)部空間的分布比較多，功能分區(qū)較多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)顯得相對(duì)復(fù)雜了一些，較易使得煙霧難以有效排出，致使煙霧擠壓于小空間內(nèi)。此外，內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠直接影響內(nèi)部的空氣流通情況，倘若內(nèi)部的整個(gè)設(shè)計(jì)不恰當(dāng)，就將使得空氣的流通受不利影響，火災(zāi)中的煙霧將始終集于內(nèi)部，空氣難以流動(dòng)和循環(huán)，致使人員逃生變得極其困難，必須加設(shè)通道關(guān)閉的專門設(shè)施，去隔絕火焰，以方便于逃生以及救援[2]。

1.5 監(jiān)管制度亟待完善

完善行之有效的監(jiān)督管理機(jī)制是確保高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)管理工作有序開展的基礎(chǔ)要求。當(dāng)前中國(guó)現(xiàn)有的監(jiān)督管理機(jī)制尚有一些缺陷。例如，工程質(zhì)量檢驗(yàn)工作力度不夠強(qiáng)，缺乏完善的質(zhì)量監(jiān)督系統(tǒng)，執(zhí)法不嚴(yán)等。同時(shí)還缺乏全面落實(shí)相關(guān)法律法規(guī)，也缺乏有效的管理規(guī)章制度等。對(duì)建設(shè)單位而言，其管理比較重視工程進(jìn)度，而沒有給予對(duì)工程質(zhì)量充分的重視，由于工程監(jiān)理體制不健全所造成，導(dǎo)致管理工作缺乏規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)性。

1.6 工人的質(zhì)量有待進(jìn)一步提高

通過深入分析大型高層建筑消防防火排煙工程設(shè)計(jì)狀況表明，工程設(shè)計(jì)技術(shù)人員的職業(yè)素質(zhì)和專業(yè)技術(shù)水平有待提升。許多工程設(shè)計(jì)管理人員缺乏工程管理工作經(jīng)歷，部分管理人員也缺乏工程專業(yè)技能，導(dǎo)致了中高層建筑的消防防火排煙工程設(shè)計(jì)管理水平停滯不前。此外，由于部分管理者缺乏執(zhí)業(yè)資格證書，導(dǎo)致了在具體的工程建設(shè)中無法實(shí)現(xiàn)對(duì)管理工作重點(diǎn)進(jìn)行合理把控，無法使個(gè)人所履行的管理職能更充分的地發(fā)揮起來，無法對(duì)工程質(zhì)量實(shí)施嚴(yán)格管理與嚴(yán)格的監(jiān)管，對(duì)建設(shè)工程質(zhì)量造成重大影響，危及社會(huì)大眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.改善中高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)水平的有效舉措

2.1 在高層建筑消防設(shè)計(jì)中對(duì)排煙方案作出了科學(xué)規(guī)范

我國(guó)高層建筑的消防防火設(shè)計(jì)中，排煙系統(tǒng)在建筑消防設(shè)備中是一項(xiàng)獨(dú)立的工作，它相對(duì)獨(dú)立，由消防控制中心直接管理，它是由排出風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、聯(lián)動(dòng)控制系、統(tǒng)送風(fēng)風(fēng)機(jī)、風(fēng)井、閥門等部件精密構(gòu)成。雖然它的主要功能是獨(dú)立的，是用來消防排煙的，但它又與噴淋系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)同等重要。所以，設(shè)計(jì)者首先要對(duì)排煙系統(tǒng)引起注意，參照國(guó)際相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并在建筑效果圖中對(duì)消防排煙系統(tǒng)作出了單獨(dú)說明，以確定符合中國(guó)高層建筑的消防排煙設(shè)計(jì)方案[3]。

2.2 加強(qiáng)監(jiān)管制度完善工作

由于監(jiān)督管理體系的不健全，引發(fā)出中高層建筑消防防火排煙工程設(shè)計(jì)水平停滯不前，為打破這種固化模式，現(xiàn)在必須嚴(yán)格內(nèi)部監(jiān)督管理，加大完善力度。首先，建立起有效的懲罰體系和有效的約束機(jī)制。這樣才會(huì)使相關(guān)機(jī)關(guān)和人員產(chǎn)生社會(huì)責(zé)任意識(shí)，促使他們更加積極主動(dòng)地投入到高層建筑消防防火排煙設(shè)計(jì)工作中。還應(yīng)該建立系統(tǒng)的監(jiān)督制度和責(zé)任歸咎體系。才能確保每個(gè)人員都能認(rèn)真擔(dān)負(fù)起各自工作責(zé)任，使其在實(shí)際工作中保持認(rèn)真的態(tài)度，使個(gè)人行為受到有效制約，從而提高了自身責(zé)任意識(shí)。若想真正把設(shè)計(jì)責(zé)任落給個(gè)人，就必須強(qiáng)化對(duì)整個(gè)工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的督與檢查，一旦發(fā)現(xiàn)其中存在問題，要求相關(guān)部門負(fù)責(zé)人及時(shí)作出解決。最后，必須加強(qiáng)立法，使工程設(shè)計(jì)個(gè)人在實(shí)際工作中有法可依。

2.3 建立高水平、高素質(zhì)的工作隊(duì)伍

高水平、高素質(zhì)的工作人員隊(duì)伍，是加強(qiáng)高層建筑消防防火排煙等設(shè)計(jì)工作有效性的重要基礎(chǔ)條件，必須要加強(qiáng)對(duì)有關(guān)人員的培訓(xùn)教育力度，以切實(shí)加強(qiáng)設(shè)計(jì)工作人員隊(duì)伍的綜合能力。首先，吸引一批具備較強(qiáng)專業(yè)知識(shí)和較高專業(yè)知識(shí)水準(zhǔn)的人員。同時(shí)應(yīng)該高度重視有關(guān)人員的職業(yè)素質(zhì)與專業(yè)知識(shí)水準(zhǔn)。此外，要重視對(duì)人員的教育培養(yǎng)工作，通過主動(dòng)吸引人員學(xué)習(xí)使自身的專業(yè)知識(shí)得以不斷完善。應(yīng)了解更多前沿技術(shù)和專業(yè)知識(shí)，以提高設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)。使之形成更強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任意識(shí)，才能在設(shè)計(jì)具體工作中更積極、更主動(dòng)。要確保設(shè)計(jì)員工以認(rèn)真的心態(tài)面對(duì)每件工作，從而保證了設(shè)計(jì)工作保質(zhì)保量地進(jìn)行。

2.4 依據(jù)要求選用設(shè)備和材料

在中高層建筑的消防防火排煙工程設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格地按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定選擇機(jī)械設(shè)備和建筑材料。必須根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)范，確定所選用建筑材料的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。并確定所采用的建材品質(zhì)良好，獲得設(shè)計(jì)合格證書。尤其是面對(duì)機(jī)械排出控制系統(tǒng)來說，在火災(zāi)事故發(fā)生之后，會(huì)讓建筑物內(nèi)產(chǎn)生高溫排出。為確保系統(tǒng)安全平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)，所選用的控制系統(tǒng)配件都必須要符合高溫運(yùn)行條件。所應(yīng)用的管路連接材料、排煙管、排煙口等都必須要達(dá)到較強(qiáng)的耐高溫排出的效果。面對(duì)風(fēng)道控制系統(tǒng)來說，則必須采用磚砌體風(fēng)道或者鍍鋅的鐵皮管風(fēng)道。根據(jù)排出熱損失風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)來說，要采用離心型風(fēng)機(jī)或者排煙軸流風(fēng)機(jī)，則必須在風(fēng)機(jī)總出口的部分設(shè)置280℃的排出熱損失防火閥?？杀ＷC溫度在280℃時(shí)風(fēng)機(jī)就可以安全平穩(wěn)的工作，持續(xù)時(shí)間可以高達(dá)30min。

2.5 構(gòu)建獨(dú)立的防火排煙系統(tǒng)

在高層建筑中，消防與防火排煙控制系統(tǒng)的整體構(gòu)造往往通過消防控制中心來進(jìn)行直接的管理，此體系的整個(gè)結(jié)構(gòu)大體包括了風(fēng)井控制系統(tǒng)以及風(fēng)機(jī)、排出用的防火閥門等，除了中央空調(diào)控制系統(tǒng)外還有其他的室內(nèi)通風(fēng)控制系統(tǒng)，而滅火與排出控制系統(tǒng)通常都是單獨(dú)的。建筑物消防專用防火控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)中要特別重視排煙系統(tǒng)這個(gè)重要組成部分，按照建筑物的工程設(shè)計(jì)中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來合理設(shè)計(jì)，在具體的工程設(shè)計(jì)中，還應(yīng)該在建筑設(shè)計(jì)藍(lán)圖上規(guī)劃出獨(dú)立的滅火排煙系統(tǒng)，將其圖紙分別建設(shè)好后，以實(shí)現(xiàn)中高層建筑的滅火排煙。

2.6 在高層建筑中設(shè)計(jì)防火排煙單元

消防單元是將高層建筑防火范圍加以細(xì)致的規(guī)劃，在各個(gè)單元設(shè)有自己的消防排煙系統(tǒng)。它可以有效抑制大火擴(kuò)散，降低人員傷亡等情況發(fā)生。在建筑設(shè)計(jì)中根據(jù)大型建筑的實(shí)際狀況、功能和特性來實(shí)行分區(qū)域建筑設(shè)計(jì)，必須運(yùn)用消防設(shè)備，如防火門、圍墻、卷簾等將地區(qū)加以劃分，還要綜合報(bào)警和噴淋設(shè)備，對(duì)部分消防范圍加以擴(kuò)大。排煙區(qū)域的設(shè)置是整個(gè)消防單元的關(guān)鍵部分，在設(shè)置時(shí)不可越過整個(gè)防火區(qū)域，才可以避免濃煙的流動(dòng)，其設(shè)置范圍要在500m2以內(nèi)，并且要利用擋煙隔墻以及垂壁作為分隔（通常設(shè)計(jì)高度超過50cm），并根據(jù)建筑物的要求將其工程設(shè)計(jì)為活動(dòng)型（或固定型），再根據(jù)建筑物的安裝條件決定其標(biāo)高，在不必時(shí)也可收起活動(dòng)型的擋煙垂墻，并將其設(shè)置為在火災(zāi)發(fā)生時(shí)自動(dòng)落下[4]。

2.7 高層建筑的防火排煙系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定

在高層建筑的消防排煙熱損失設(shè)計(jì)中，要根據(jù)建筑物的總體的結(jié)構(gòu)圖，來單獨(dú)地劃定一條明顯的防煙區(qū)域，而由于大型高層建筑中其管線的分布非常密集，所以通常都會(huì)用某些方法來埋線隱蔽：（1）通常以吊頂方法來隔離消防設(shè)備管理，在吊頂處可以把防煙樓梯區(qū)直接地劃分出來，在總體的建筑中，往往將擋煙垂壁設(shè)得接近高0.5m左右，且空間面積占的比例相當(dāng)大。考慮到要使建筑物的整體美觀程度滿足需要，應(yīng)該設(shè)有靈活程度比較高的垂壁，也可以在使用時(shí)將其垂下。在具體的工程設(shè)計(jì)中絕不可跨過防火分區(qū)。（2）要有相應(yīng)的科學(xué)排煙方法，高的建筑物通常都會(huì)顧及防火排煙系統(tǒng)的最終效果，因此基于對(duì)此的保障，就必須選擇更合理化以及科學(xué)化的排煙方法，并與高層建筑本身的特性融合，透過裝設(shè)機(jī)械排煙系統(tǒng)來進(jìn)行被動(dòng)排煙。如此一來，就可以實(shí)現(xiàn)空間內(nèi)部的整體的空氣對(duì)流循環(huán)效應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)排煙熱量損失的最后效果。與此同時(shí)，也使房間的室內(nèi)空氣可以更好地自由流動(dòng)。

2.8 防火區(qū)域的設(shè)計(jì)應(yīng)準(zhǔn)確到位

在設(shè)定高層建筑中的特殊的消防區(qū)域時(shí)，需要對(duì)防火區(qū)的防火間距有充分精確的設(shè)定，此區(qū)間可以最大限度地防止了火勢(shì)的進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)防火間距的精確把握也能更好地遏制住火勢(shì)，從而減少了火勢(shì)和火災(zāi)后的損失，也使高層的工作人員和居民能夠得到較多的撤離時(shí)機(jī)。對(duì)消防隔離手段的合理運(yùn)用，可有助于科學(xué)的合理劃定耐火范圍。例如，一般來說，在高層住宅中的耐火范圍主要包括了2個(gè)部分，其一為水平分區(qū)，其二為垂直分區(qū)，所使用的建筑材料和設(shè)施中包括了防火墻以及防火卷簾、鋼筋砼結(jié)構(gòu)的樓板，能夠從垂直或者水平處把各樓層有效地分隔開，劃出了一個(gè)專門的耐火空間，讓火勢(shì)被盡可能地阻擋，以防其持續(xù)蔓延。關(guān)于耐火間的具體設(shè)計(jì)問題，首先應(yīng)當(dāng)保證在火災(zāi)產(chǎn)生時(shí)所產(chǎn)生的熱能不會(huì)影響它，因此耐火間的防護(hù)很是重要，高層建筑中的每個(gè)主樓彼此間的防火間距往往不低于13m，設(shè)置它的防火間距時(shí)務(wù)必要使其和具體標(biāo)準(zhǔn)相符合。

2.9 將疏散樓梯設(shè)計(jì)到位

高層建筑中如果真的有火災(zāi)發(fā)生的話，在當(dāng)時(shí)最重要的便是保障工作人員和居民的迅速撤離，而這個(gè)工作的難度相當(dāng)大。因?yàn)樵谶@種情況中，疏散樓梯就相當(dāng)于工作人員和人民群眾迅速撤離的生命通道，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候就無法再將樓梯等設(shè)備作為迅速撤離的生命通道了，而疏散樓梯就顯得特別關(guān)鍵。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由于建筑內(nèi)部將有大量停電情況出現(xiàn)，而垂直方向上的電梯和自動(dòng)扶梯又絕不可以作為人員的撤離途徑。因此，在對(duì)高層建筑中的消防區(qū)和避難區(qū)域進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過程中，就需要考慮到電梯，并將電梯設(shè)計(jì)成作為消防的主要區(qū)域，而疏散樓梯則在建筑設(shè)計(jì)布置的時(shí)候，必須使其位于建筑物體整體的兩端，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)會(huì)更有利于人員在不同方位的分散撤離，以杜絕過度擁擠的問題，免得發(fā)生人員踩踏事件。再者，樓梯間內(nèi)要設(shè)置一個(gè)必要的防煙樓梯，室外樓梯是絕佳選擇，室外樓梯有著較佳的排煙效果，在選材上則務(wù)必要使用那些非燃燒性的材料，此外要對(duì)耐火的極限有專門的要求，能夠確保總體的優(yōu)良效果[5]。同時(shí)，應(yīng)該合理地選定排煙位置應(yīng)該把排煙管徑的具體的橫截面積準(zhǔn)確計(jì)算好，并將位置以及體積大小都設(shè)定好。

3.結(jié)語

在城市的整個(gè)發(fā)展進(jìn)程中，高層建筑是其無法分離的部分，要充分保障城市中的高層建筑體的安全性，特別是高層建筑的消防防火排煙設(shè)計(jì)，要將其防火排煙設(shè)施的合理安裝以及設(shè)置等內(nèi)容做到位，讓高層建筑的消防防火排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量大幅度提高，繼而提升建筑的總體質(zhì)量，以免火災(zāi)帶來過重的不利影響。