簡析高層建筑消防防火排煙的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

郭進(jìn)堯

（甘肅天瑞華電子安全信息技術(shù)有限公司，甘肅 蘭州 730030）

隨著城市化進(jìn)程的加速，高層建筑在城市中占據(jù)著越來越重要的地位。然而，高層建筑在提高土地利用效率和城市美觀度的同時(shí)，也帶來了消防安全方面的巨大挑戰(zhàn)?；馂?zāi)煙氣的快速蔓延對高層建筑內(nèi)的人員疏散和消防救援工作造成了極大威脅。因此，對高層建筑消防防火排煙系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。科學(xué)合理的防火排煙設(shè)計(jì)不僅能夠有效控制火災(zāi)蔓延，還能在火災(zāi)初期提供清晰的疏散通道，保障人員安全，減少火災(zāi)損失。

1 排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理

1.1 排煙系統(tǒng)的定義

排煙系統(tǒng)是指為排除火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣，確保疏散通道和安全區(qū)域的空氣質(zhì)量而設(shè)計(jì)的一套通風(fēng)設(shè)施。特別是在高層建筑中，由于建筑高度和內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，排煙系統(tǒng)的有效性直接關(guān)系到人員安全和火災(zāi)撲救的成敗。排煙系統(tǒng)包括自然排煙和機(jī)械排煙兩種形式，通過設(shè)置在建筑各個(gè)樓層和區(qū)域的排煙口、排煙管道和排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)施，實(shí)現(xiàn)煙氣的有效排放，如圖1。

圖1 排煙系統(tǒng)示意圖

1.2 排煙系統(tǒng)的工作原理

排煙系統(tǒng)通過控制排煙風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，將火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣通過排煙管道排出建筑外部，確保疏散通道和安全區(qū)域的空氣質(zhì)量。系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時(shí)自動啟動，通過感煙探測器和溫度探測器監(jiān)測火災(zāi)情況，控制排煙風(fēng)機(jī)的開啟和關(guān)閉。排煙口應(yīng)設(shè)在火災(zāi)可能發(fā)生的各個(gè)區(qū)域，確保煙氣能夠迅速排出。排煙管道的設(shè)計(jì)應(yīng)確保煙氣在高溫高壓條件下順利排放，同時(shí)防止煙氣回流，具體原理如圖2。

圖2 排煙系統(tǒng)工作原理

2 高層建筑排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范

2.1 排煙風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)

排煙風(fēng)機(jī)是排煙系統(tǒng)的核心設(shè)備，其性能直接影響系統(tǒng)的排煙效率，其構(gòu)造如圖3。

圖3 排煙風(fēng)機(jī)示意圖

依據(jù)GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，高層建筑排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)具備高溫耐受能力，能夠在280℃環(huán)境下持續(xù)運(yùn)行30 min 以上。風(fēng)機(jī)的選型應(yīng)根據(jù)建筑面積和火災(zāi)荷載確定，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)提供足夠的排煙量。

2.2 排煙管道設(shè)計(jì)

排煙管道是連接排煙口和排煙風(fēng)機(jī)的通道，其設(shè)計(jì)需滿足高溫、高壓和防火要求。根據(jù)GB 51251-2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，排煙管道應(yīng)采用防火材料，如不銹鋼或鍍鋅鋼板，管道厚度應(yīng)滿足防火要求，并設(shè)置防火閥，防止火災(zāi)發(fā)生時(shí)煙氣回流。管道布置應(yīng)盡量減少彎曲，保證煙氣順暢排放。

2.3 防火分區(qū)設(shè)計(jì)

防火分區(qū)是防止火災(zāi)蔓延的重要措施，其設(shè)計(jì)直接關(guān)系到排煙系統(tǒng)的有效性，其原理如圖4。

圖4 防火分區(qū)設(shè)計(jì)原理

依據(jù)GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2018年版），高層建筑應(yīng)根據(jù)使用功能和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)劃分防火分區(qū)，每個(gè)防火分區(qū)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置排煙系統(tǒng)，確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)煙氣不會通過排煙系統(tǒng)擴(kuò)散到其他區(qū)域。防火分區(qū)的設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)、使用功能和人員疏散路線，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠有效隔離火源，減少損失。

2.4 智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能控制系統(tǒng)是提高排煙系統(tǒng)運(yùn)行效率和可靠性的關(guān)鍵，其設(shè)計(jì)應(yīng)考慮火災(zāi)監(jiān)測、報(bào)警和聯(lián)動控制等功能。依據(jù)GB 50116-2013《火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，高層建筑應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)，通過感煙探測器、溫度探測器等設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測火災(zāi)情況，并與排煙系統(tǒng)聯(lián)動，確保火災(zāi)發(fā)生時(shí)排煙系統(tǒng)能夠迅速啟動。智能控制系統(tǒng)還應(yīng)具備手動控制功能，確保在自動系統(tǒng)失效時(shí)，人員能夠手動啟動排煙設(shè)備。

3 高層建筑排煙系統(tǒng)的組成與配置

3.1 排煙風(fēng)機(jī)配置

排煙風(fēng)機(jī)配置是排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需根據(jù)建筑面積和防火分區(qū)確定風(fēng)機(jī)數(shù)量和功率。風(fēng)機(jī)應(yīng)具備高溫耐受能力和穩(wěn)定的運(yùn)行性能，配置時(shí)應(yīng)考慮冗余設(shè)計(jì)，確保在單臺風(fēng)機(jī)故障時(shí)，其他風(fēng)機(jī)能正常運(yùn)行。風(fēng)機(jī)的安裝位置應(yīng)便于維護(hù)和檢修，同時(shí)應(yīng)設(shè)置消音裝置，減少噪音對建筑物內(nèi)人員的影響。

3.2 排煙管道配置

排煙管道應(yīng)采用防火、耐高溫材料，布置時(shí)應(yīng)避免與其他管道交叉，減少彎曲和接頭，確保煙氣順暢排放。管道內(nèi)應(yīng)設(shè)置壓力監(jiān)測裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控管道內(nèi)的煙氣壓力，確保系統(tǒng)在高溫高壓條件下安全運(yùn)行。管道應(yīng)定期進(jìn)行清潔和維護(hù)，防止煙氣沉積影響排煙效果。

3.3 排煙口配置

排煙口應(yīng)設(shè)置在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較高的區(qū)域，如電梯前室、疏散樓梯間和消防電梯前室等，確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)煙氣能迅速排出。排煙口的數(shù)量和尺寸應(yīng)根據(jù)防火分區(qū)和建筑面積確定，確保每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的排煙口能夠滿足排煙需求。排煙口應(yīng)設(shè)置自動關(guān)閉裝置，防止火災(zāi)時(shí)煙氣通過排煙口擴(kuò)散到其他區(qū)域。

3.4 智能控制系統(tǒng)配置

智能控制系統(tǒng)應(yīng)配置火災(zāi)監(jiān)測、報(bào)警和聯(lián)動控制設(shè)備，通過感煙探測器和溫度探測器實(shí)時(shí)監(jiān)測火災(zāi)情況，并與排煙系統(tǒng)聯(lián)動，確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)排煙系統(tǒng)能夠迅速啟動?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)具備手動控制功能，確保在自動系統(tǒng)失效時(shí)，人員能夠手動啟動排煙設(shè)備。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮冗余設(shè)計(jì)，確保在單點(diǎn)故障時(shí)，系統(tǒng)能夠繼續(xù)運(yùn)行。

4 高層建筑排煙系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.1 排煙風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)

排煙風(fēng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮風(fēng)機(jī)的高溫耐受能力和運(yùn)行效率，通過選用高效風(fēng)機(jī)和優(yōu)化風(fēng)機(jī)布局，提高系統(tǒng)的排煙效率。風(fēng)機(jī)的選型應(yīng)根據(jù)建筑面積和防火分區(qū)確定，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)提供足夠的排煙量。風(fēng)機(jī)的安裝位置應(yīng)便于維護(hù)和檢修，同時(shí)應(yīng)設(shè)置消音裝置，減少噪音對建筑物內(nèi)人員的影響。

4.2 排煙管道優(yōu)化設(shè)計(jì)

排煙管道的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮管道的防火、耐高溫和防腐蝕性能，通過選用高質(zhì)量的管道材料和優(yōu)化管道布置，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。管道布置應(yīng)盡量減少彎曲和接頭，降低煙氣阻力，提高排煙效率。管道內(nèi)應(yīng)設(shè)置壓力監(jiān)測裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控管道內(nèi)的煙氣壓力，確保系統(tǒng)在高溫高壓條件下安全運(yùn)行。

4.3 防火分區(qū)優(yōu)化設(shè)計(jì)

防火分區(qū)的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)、使用功能和人員疏散路線，通過合理劃分防火分區(qū)，減少火災(zāi)蔓延的風(fēng)險(xiǎn)。每個(gè)防火分區(qū)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置排煙系統(tǒng)，確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)煙氣不會通過排煙系統(tǒng)擴(kuò)散到其他區(qū)域。防火分區(qū)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求，確保在火災(zāi)時(shí)能夠有效隔離火源，減少火災(zāi)損失。

4.4 智能控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

智能控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮火災(zāi)監(jiān)測、報(bào)警和聯(lián)動控制等功能，通過選用高性能的火災(zāi)監(jiān)測設(shè)備和控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)具備手動控制功能，確保在自動系統(tǒng)失效時(shí)，人員能夠手動啟動排煙設(shè)備。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮冗余設(shè)計(jì)，確保在單點(diǎn)故障時(shí)，系統(tǒng)能夠繼續(xù)運(yùn)行。

5 結(jié)語

高層建筑的消防安全是現(xiàn)代城市建設(shè)中不可忽視的重要問題。通過對排煙系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，從排煙風(fēng)機(jī)、排煙管道、防火分區(qū)到智能控制系統(tǒng)的全面優(yōu)化，不僅提高了系統(tǒng)的可靠性和效率，也為高層建筑提供了更加堅(jiān)實(shí)的消防安全保障。未來，應(yīng)持續(xù)完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，結(jié)合新技術(shù)的發(fā)展，不斷提升高層建筑消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平，為城市安全提供更有力的支持。