提高高層建筑防排煙設(shè)計(jì)整體效果的策略

摘要：在當(dāng)今城市化進(jìn)程不斷加快的背景下，高層建筑不斷涌現(xiàn)，承載著多元化的功能需求，成為人們生活、工作與休閑娛樂(lè)匯聚的場(chǎng)所。然而，高層建筑因其垂直高度大、人員密集、功能分區(qū)復(fù)雜等特性，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加。一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)蔓延迅速、疏散逃生困難、撲救難度大幅上升，所造成的生命財(cái)產(chǎn)損失非常嚴(yán)重。因此，深度剖析問(wèn)題根源、探尋系統(tǒng)且具針對(duì)性的優(yōu)化策略，全方位提升高層建筑防排煙設(shè)計(jì)整體效果，不僅關(guān)乎建筑自身的消防安全，還對(duì)城市公共安全穩(wěn)定、人民安居樂(lè)業(yè)起到至關(guān)重要的保障作用。

關(guān)鍵詞：高層建筑；防排煙設(shè)計(jì)；整體效果

中圖分類號(hào)：D631.6" " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " "文章編號(hào)：2096-1227（2024）11-0112-03

現(xiàn)階段，高層建筑已成為現(xiàn)代城市生活的重要場(chǎng)景，同時(shí)也潛藏著較高的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。一旦火災(zāi)突發(fā)，煙霧迅速擴(kuò)散，對(duì)消防救援工作造成嚴(yán)重的干擾。防排煙設(shè)計(jì)可以在濃煙中開(kāi)辟逃生通道，對(duì)于確保消防救援工作的順利進(jìn)行具有重要意義。然而，當(dāng)前一些設(shè)計(jì)存在不合理之處，因此，優(yōu)化高層建筑防排煙設(shè)計(jì)以提升其效能，已成為當(dāng)務(wù)之急。防排煙設(shè)計(jì)作為高層建筑消防安全體系中的關(guān)鍵一環(huán)，在火災(zāi)初期發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。合理高效的防排煙系統(tǒng)能夠有效控制煙霧生成、擴(kuò)散，為人員疏散贏得寶貴的“黃金時(shí)間”，引導(dǎo)被困人員有序撤離，促進(jìn)消防救援工作有序進(jìn)行[1]。對(duì)于消防救援人員來(lái)說(shuō)，良好的防排煙環(huán)境可改善火場(chǎng)救援的工作環(huán)境，幫助消防員更精準(zhǔn)地定位火源，高效開(kāi)展滅火行動(dòng)。

1 高層建筑防排煙設(shè)計(jì)概述

高層建筑防排煙設(shè)計(jì)是保障建筑消防安全、減輕火災(zāi)危害的重要環(huán)節(jié)。從定義上來(lái)說(shuō)，它是基于高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功能配置與火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，綜合運(yùn)用機(jī)械與自然通風(fēng)排煙技術(shù)而進(jìn)行的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)工作。機(jī)械防煙系統(tǒng)借助送風(fēng)機(jī)、風(fēng)道等設(shè)施，向防煙樓梯間、前室、合用前室等關(guān)鍵區(qū)域輸送新鮮空氣，確保其內(nèi)部氣壓高于相鄰區(qū)域，以此阻擋煙氣侵入，為人員疏散、逃生、消防救援創(chuàng)造無(wú)煙或低煙的安全環(huán)境，正壓送風(fēng)系統(tǒng)能在火災(zāi)發(fā)生時(shí)維持樓梯間的良好通風(fēng)狀態(tài)[2]。自然防煙排煙設(shè)計(jì)則巧妙利用建筑內(nèi)外溫差、風(fēng)壓，合理設(shè)置外窗、豎井等自然通風(fēng)口，促使煙氣自然排出室外。在防煙分區(qū)內(nèi)，若可開(kāi)啟外窗的面積滿足規(guī)范要求，火災(zāi)時(shí)熱煙氣在浮力與風(fēng)壓作用下順暢外排。其設(shè)計(jì)涵蓋排煙量精確計(jì)算、通風(fēng)排煙口合理布局、風(fēng)機(jī)選型與風(fēng)道管網(wǎng)設(shè)計(jì)等多方面，旨在高效控制煙氣流動(dòng)，確保人員生命與財(cái)產(chǎn)安全。

2 高層建筑防排煙設(shè)計(jì)的重要性

2.1" 保障火場(chǎng)人員及時(shí)疏散

在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧是導(dǎo)致人員傷亡的關(guān)鍵因素之一。尤其是在高層建筑中，由于內(nèi)部空間相對(duì)封閉且人數(shù)較多，一旦發(fā)生火災(zāi)，煙霧會(huì)迅速蔓延，嚴(yán)重影響視線，加劇恐慌情緒，進(jìn)而降低疏散效率[3]。防排煙系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)與高效運(yùn)行，在火災(zāi)初期能夠迅速排除有害氣體及煙塵，為被困人員創(chuàng)造較為安全的撤離通道。該系統(tǒng)有助于控制火焰蔓延。通過(guò)劃分防煙區(qū)并配備排煙設(shè)備，可以有效降低煙氣擴(kuò)散速度，為消防人員爭(zhēng)取寶貴的初期滅火和救援時(shí)間。防排煙系統(tǒng)能夠顯著改善疏散條件。結(jié)合機(jī)械排煙與自然排煙兩種方式，將有毒煙氣迅速排出建筑物外或引導(dǎo)至安全區(qū)域，確保疏散路線暢通無(wú)阻，從而降低人們因吸入有毒煙霧而受到傷害的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2" 助力消防救援順利實(shí)施

對(duì)于消防員來(lái)說(shuō)，處理高層建筑火災(zāi)極具挑戰(zhàn)性。有效的防排煙系統(tǒng)不僅能夠營(yíng)造一個(gè)相對(duì)安全的工作環(huán)境，還助力于更精準(zhǔn)地定位火源并制定合理的救援計(jì)劃。該系統(tǒng)能夠減少煙霧對(duì)視線的干擾。在充滿濃煙的空間中，消防員難以清晰辨別火源位置及其周圍狀況；而防排煙設(shè)施則能快速清除空氣中的煙塵，提升現(xiàn)場(chǎng)透明度，從而加快找到起火點(diǎn)的速度并立即采取措施[4]。防排煙系統(tǒng)還能確保消防人員獲得必要的氧氣供給。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在封閉區(qū)域內(nèi)時(shí)，隨著火勢(shì)蔓延，空氣中的氧氣濃度急劇下降，此時(shí)，防排煙裝置通過(guò)引入外界新鮮空氣來(lái)保障基本的呼吸條件，確保救援活動(dòng)得以順利進(jìn)行。

2.3" 降低火災(zāi)造成的損失

火災(zāi)不僅對(duì)人們的生命安全構(gòu)成威脅，還會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。合理設(shè)計(jì)的防排煙系統(tǒng)，在一定程度上能夠緩解火災(zāi)造成的破壞，有助于保護(hù)建筑物及其內(nèi)部設(shè)施。在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，高溫與濃煙會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)及內(nèi)部設(shè)備造成極大的損害，通過(guò)防排煙系統(tǒng)能夠及時(shí)排出煙霧并降低環(huán)境溫度，減緩火勢(shì)對(duì)結(jié)構(gòu)材料的侵蝕速度，進(jìn)而確保關(guān)鍵設(shè)備和重要文件的安全[5]。此外，防排煙系統(tǒng)還能控制煙氣的流動(dòng)方向，將火情局限在一個(gè)較小的區(qū)域內(nèi)，防止其向相鄰樓層或其他區(qū)域蔓延，可有效降低整體損失。

3 高層建筑防排煙設(shè)計(jì)的難點(diǎn)

3.1" 復(fù)雜建筑布局與功能帶來(lái)的不確定性

高層建筑常集多種功能于一體，如商業(yè)、辦公、住宅等，這些不同功能區(qū)域在空間上相互交織，人員活動(dòng)規(guī)律及火災(zāi)荷載特性差異顯著。商業(yè)區(qū)域人員密集，可燃物種類繁雜，火災(zāi)發(fā)生時(shí)煙霧生成迅速且量大；辦公區(qū)電氣設(shè)備多，潛在火源隱蔽；住宅區(qū)疏散通道相對(duì)復(fù)雜，且老人、兒童占比較高，從而影響疏散速度。建筑內(nèi)部布局亦呈復(fù)雜態(tài)勢(shì)，中庭、回廊、躍層、錯(cuò)層等設(shè)計(jì)屢見(jiàn)不鮮，這些設(shè)計(jì)打破了常規(guī)的平面空間邏輯，致使排煙分區(qū)的劃分變得棘手。中庭貫通多個(gè)樓層，煙氣流向受建筑開(kāi)口、通風(fēng)系統(tǒng)等多重因素的干擾，難以進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)判與控制，導(dǎo)致常規(guī)的分區(qū)方法失效。此外，建筑的不規(guī)則外形衍生諸多異形空間，角落、凹進(jìn)部位排煙易形成死角，煙霧排出面臨諸多挑戰(zhàn)，為防排煙設(shè)計(jì)的初始規(guī)劃帶來(lái)諸多不確定因素。

3.2" 系統(tǒng)選型與設(shè)計(jì)參數(shù)精準(zhǔn)適配難題

防排煙系統(tǒng)涵蓋機(jī)械加壓送風(fēng)、機(jī)械排煙與自然排煙三類，各有優(yōu)劣及適用場(chǎng)景，在進(jìn)行系統(tǒng)選型時(shí)，需綜合考慮建筑高度、總建筑面積、使用功能、當(dāng)?shù)貧夂虻榷嗑S度因素。對(duì)于高層建筑，受風(fēng)壓影響，維持樓梯間及前室正壓防煙對(duì)機(jī)械加壓系統(tǒng)提出了更高要求，風(fēng)機(jī)選型、風(fēng)壓設(shè)定較為復(fù)雜。設(shè)計(jì)參數(shù)的確定同樣面臨諸多挑戰(zhàn)，風(fēng)量計(jì)算涉及樓層面積、換氣次數(shù)、疏散人數(shù)等多個(gè)變量，取值細(xì)微偏差都可能導(dǎo)致排煙不足或過(guò)剩。此外，排煙口尺寸與位置的設(shè)定直接關(guān)系到氣流組織的合理性，不合理的設(shè)置會(huì)造成局部排煙不暢、煙霧倒灌等問(wèn)題。不同建筑材料的熱工性能差異也會(huì)影響煙氣的溫度與流動(dòng)特性，進(jìn)一步加大了參數(shù)精準(zhǔn)適配的難度，使理論設(shè)計(jì)與實(shí)際排煙需求之間的精準(zhǔn)對(duì)接阻礙重重。

3.3" 施工安裝與后期運(yùn)維管理短板

在施工環(huán)節(jié)，防排煙管道穿越樓板、防火墻處的密封處理要求極高，稍有疏忽便可能導(dǎo)致縫隙漏煙，削弱系統(tǒng)的整體效能。風(fēng)機(jī)、風(fēng)道的安裝受建筑既有結(jié)構(gòu)的限制，作業(yè)空間狹小，易引發(fā)安裝角度偏差、連接不緊密等問(wèn)題，增加風(fēng)阻與漏風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)。電氣線路的敷設(shè)若不合規(guī)，一旦發(fā)生火災(zāi)，供電中斷將導(dǎo)致防排煙設(shè)備停止工作。后期運(yùn)維同樣堪憂，設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行易積塵、部件磨損老化，若缺乏定期的深度檢測(cè)與維護(hù)，故障難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)。監(jiān)測(cè)手段相對(duì)落后，多依賴人工巡檢，難以實(shí)時(shí)掌控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。智能化監(jiān)控平臺(tái)的普及度較低，無(wú)法對(duì)風(fēng)量、風(fēng)壓、設(shè)備工況等進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警，導(dǎo)致系統(tǒng)的可靠性隨時(shí)間遞減，難以長(zhǎng)效保障消防安全。

4 提高高層建筑防排煙設(shè)計(jì)整體效果的建議

4.1" 深化設(shè)計(jì)前期調(diào)研與精準(zhǔn)規(guī)劃

在防排煙系統(tǒng)的規(guī)劃階段，全面細(xì)致的前期調(diào)研對(duì)于保障其有效運(yùn)行至關(guān)重要。特別是在高層建筑的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)廣泛收集關(guān)于建筑物類型、高度、用途、人群密度及安全疏散路線等相關(guān)信息。通過(guò)實(shí)地考察與數(shù)據(jù)分析等手段，深入掌握建筑的具體特性及其對(duì)防排煙設(shè)施的實(shí)際需求。精心設(shè)計(jì)是整個(gè)工程中的核心環(huán)節(jié)之一?；谠敱M的研究結(jié)果，應(yīng)根據(jù)建筑的獨(dú)特屬性、潛在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)以及緊急疏散要求，來(lái)合理配置防排煙系統(tǒng)的位置、規(guī)模和操作模式。例如，在人員密集區(qū)域，適當(dāng)增加排煙口數(shù)量可以顯著改善排煙效率；而在儲(chǔ)存有易燃或爆炸性材料的區(qū)域，則需加強(qiáng)防火隔離措施，以降低火勢(shì)蔓延的風(fēng)險(xiǎn)。此外，還需確保設(shè)計(jì)方案具有良好的兼容性和可擴(kuò)展性，為未來(lái)可能進(jìn)行的改造升級(jí)預(yù)留空間。

4.2" 優(yōu)化系統(tǒng)選型與適配性設(shè)計(jì)

選擇合適的防排煙系統(tǒng)并進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計(jì)，對(duì)于確保其性能至關(guān)重要。在選定具體設(shè)備型號(hào)時(shí)，應(yīng)綜合考量成本效益、運(yùn)行穩(wěn)定性、安全規(guī)范以及環(huán)保特性，優(yōu)先選用既符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)又技術(shù)成熟的產(chǎn)品。此外，需根據(jù)建筑物的具體條件定制化設(shè)計(jì)方案，以保證該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的高效與適用。適應(yīng)性設(shè)計(jì)是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。在規(guī)劃階段，必須全面考慮建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如樓層高度、跨度和形狀等要素，并評(píng)估外部自然環(huán)境，包括風(fēng)向與風(fēng)速等因素對(duì)系統(tǒng)效能的影響。通過(guò)科學(xué)合理地布局氣流分布、精準(zhǔn)計(jì)算所需通風(fēng)量并優(yōu)化管道配置，可以使系統(tǒng)即使處于復(fù)雜的操作環(huán)境中也能保持高效穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

4.3" 強(qiáng)化施工安裝質(zhì)量管理

防排煙系統(tǒng)的運(yùn)作效率很大程度上受施工安裝質(zhì)量的影響。為了確保系統(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)期的性能，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行安裝作業(yè)，保證每一部件的位置、大小以及連接方式均與規(guī)劃方案一致。同時(shí)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管和質(zhì)量檢查也是至關(guān)重要的一步，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在問(wèn)題，從而保障項(xiàng)目整體的高標(biāo)準(zhǔn)完成。此外，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工人員的專業(yè)培訓(xùn)和管理，應(yīng)定期舉辦專業(yè)技能提升及安全教育培訓(xùn)活動(dòng)，以增強(qiáng)員工的技術(shù)能力和安全意識(shí)，進(jìn)而為工程質(zhì)量和施工安全提供有力支持。

4.4" 完善運(yùn)維管理長(zhǎng)效機(jī)制

為確保防排煙系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，運(yùn)維管理的作用不可忽視。為此，需要建立一個(gè)全面的運(yùn)維管理系統(tǒng)，明確各方職責(zé)劃分、操作流程及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，以保障系統(tǒng)在日常運(yùn)營(yíng)中得到有效管理和監(jiān)督。此外，還應(yīng)致力于提升運(yùn)維團(tuán)隊(duì)的專業(yè)技能與服務(wù)水平，借助定期培訓(xùn)和考核機(jī)制推動(dòng)整體人員素質(zhì)的提升。在運(yùn)維過(guò)程中，要特別重視系統(tǒng)的周期性檢測(cè)與保養(yǎng)工作，通過(guò)定期開(kāi)展性能測(cè)試、故障排查及清潔維護(hù)等措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在問(wèn)題，確保系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。另外，建立有效的突發(fā)事件應(yīng)對(duì)機(jī)制同樣重要，在遭遇火災(zāi)等緊急情況時(shí)，能夠迅速啟動(dòng)相應(yīng)系統(tǒng)，保證其發(fā)揮預(yù)期功能。

4.5" 加大法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行與監(jiān)督力度

法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)是確保防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量的法律依據(jù)。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的宣傳與培訓(xùn)，提高設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)維人員的法律意識(shí)與標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工過(guò)程的監(jiān)督與檢查，確保各項(xiàng)工作均符合法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的要求。在監(jiān)督過(guò)程中，應(yīng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢查與遠(yuǎn)程監(jiān)控的有機(jī)結(jié)合。通過(guò)定期或不定期的現(xiàn)場(chǎng)檢查，了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工的實(shí)際情況；通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及異常信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在問(wèn)題。此外，還應(yīng)建立舉報(bào)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)社會(huì)公眾積極參與監(jiān)督，共同維護(hù)公共安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高層建筑防排煙設(shè)計(jì)猶如守護(hù)生命與財(cái)產(chǎn)的堅(jiān)固盾牌，在消防安全領(lǐng)域責(zé)任重大。從最初明確設(shè)計(jì)概念、認(rèn)識(shí)其重要價(jià)值，到直面設(shè)計(jì)難點(diǎn)、探尋破局之策，在復(fù)雜建筑功能與嚴(yán)苛消防要求間，力求每一處設(shè)計(jì)都精準(zhǔn)無(wú)誤，每一個(gè)系統(tǒng)都高效可靠。通過(guò)加強(qiáng)前期調(diào)研、優(yōu)化系統(tǒng)選型、嚴(yán)格把控施工質(zhì)量、完善運(yùn)維管理機(jī)制以及嚴(yán)守法規(guī)監(jiān)督，為這面“盾牌”加固基礎(chǔ)、提升效能。隨著建筑科技的進(jìn)步和場(chǎng)景的變化，需秉持創(chuàng)新精神、嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，不斷精進(jìn)與優(yōu)化，使防排煙設(shè)計(jì)守護(hù)高層建筑的安全，筑牢城市的安全防線。

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