高层建筑防排烟设计中常见问题分析及对策

武治楠

摘要：本文对火灾烟气的特点及危害性进行了分析，对防排烟工程的重要部位及火灾烟气流动的影响因素进行了阐述。提出了高层建筑防排烟设计常见问题，针对问题提出了相关解决问题的措施对策。通过本文的研究可以为高层建筑防排烟的设计提供一定的理论基础和实践基础。

关键词：高层建筑；防排烟设计；问题；对策

高层建筑防排烟设计已经成为高层建筑设计中的重要内容，国内的数次火灾表明，要高度重视高层建筑防排烟设计，挖掘高层建筑防排烟设计中的常见问题，对于高层建筑只管重要。本文正是基于此，探讨了高层建筑防排烟设计的相关对策措施。

1、概述

1.1 火灾烟气的特点及危害性

火灾烟气的组成成分和燃烧物的化学特性及空气中的氧气含量有关系。当燃烧物完全燃烧时，产生的主要是二氧化碳和一氧化碳，当燃烧不充分时，产生一些有害气体。这些气体的产生，容易形成大量其他有害物质的产生。高层建筑一旦放生火灾，容易引起建筑内的人们恐慌，如果不按照预先的疏散路线进行疏散，将引起踩踏事件的发生。特别是在空气中如果存在大量的有毒气体，将造成大批人员伤亡。在高层建筑中的火灾事件中，有毒气体主要和室内材料有关，特别是建筑材料的燃烧，将释放大量的烟气，这些烟气能够在很短的时间内造成人们窒息。根据相关统计数据，窒息及中毒死亡的占比在6成左右，可见烟气在火灾中的危害性极高，表1总结了部分有毒气体刺激性、腐蚀性及浓度表。

1.2 防排烟工程的重要部位及火灾烟气流动的影响因素

排烟设计是高层建筑防火设计中的重要部分，进行科学合理的排烟设计可以有效地减少火灾中的人员伤亡。排烟工程设计汇总，要充分考虑到火灾中烟气的走向，将烟气排放到安全的地方，确保疏散通道的安全，将人员输送到安全地方。更为重要的是，能保证消防人员在火场中灭火的战斗需要。

1.2.1 高温引起的烟气膨胀

当高层建筑发生火灾后，其烟气随着温度的升高而升高，并且随着火灾温度的提升，烟气也会向其他地方蔓延，当温度达到着火条件，其他部位也将引起火灾。

1.2.2 室外风力及通风的影响

室外的环境风速对烟气的走向及火灾的发展程度造成较大影响。风力越大，对于室内的火灾控制越不利。在高层建筑发生火灾时，其内部的通风也影响着火灾及烟气的控制。通风良好的将造成对高层建筑内部充足的氧气供给，造成更大的火势。也就是说，良好的通风系统对建筑火災起到了推波助澜的作用。

1.3 防排烟措施

1.3.1 控制烟雾的产生量

排烟系统中，重要的是要消除产生烟气的源头。在高层建筑的设计过程中，要特别注重烟气的自动报警系统设计，尽量做到及早发现火源，及早发现烟气。在产生大量浓烟之前，扑灭火源。在建筑材料的选择上，要尽量选择不易燃烧的材料，这样可以在发生火灾时，提供较多的逃生时间，减少建筑材料燃烧给人们带来的生命威胁压力。

1.3.2 充分利用建筑结构措施进行自然排烟

在建筑总造价控制的基础上，要充分考虑到节约投资的原则。为此，就需要在建筑排烟过程中，尽量利用建筑结构的自然措施进行自然排烟，充分利用室内外的空气对流效果，对烟气进行自然排放。

1.3.3 利用通风空调系统进行防排烟

在非火灾期，通风空调系统是输送氧气，供高层建筑内使用。但是在火灾期，就要减少向火灾区的氧气供应，而加大对烟气的排放，也就是说，在火灾区确保无人的前提下，加大排气量而减少输气流量，这样可以有效的控制烟气蔓延。

2、高层建筑防排烟设计常见问题分析

2.1 自然排烟

在排烟自然设计过程中，《高规》8.2.3条及条文说明中，对建筑高度超过50米的孤立建筑，设计合理可以不设置防烟设施。这样的设计其实是不好的。《高规》8.2.3条只是规定了防烟楼梯间不设防烟设施（包括自然的和机械的）的条件，并不意味着，建筑高度超过50m的一类建筑和建筑高度超过100m的居住建筑也可以采用这种自然排烟方式。能否采用自然排烟方式，还应按《高规》8.2.1条执行，以50m或100m建筑高度为限。《高规》中的8.2.1条及8.2.4条是统一的整体，不可以单独来看。要根据我国目前的经济发展水平、防排烟的相关技术措施及防火管理水平，对于高层建筑结构超过50m的一类建筑和建筑高度超过100m的高层建筑都要进行自然排烟的规定，规定其不应该采取自然排烟的方式。这样的规定是符合现阶段的实情的。

2.2 机械防烟

在加压送风机风量确定未合理考虑风道漏风系数中，《采暖通风与空气调节设计规范》中规定了风管漏风率为10%。很多设计人员在设计过程中，人为地加大风机送风量，认为送风量大有利于排烟。这样的认识是错误的。在实际的送风机风量计算过程中，考虑到风道漏风的情况是合理的，但是不能对送风量进行随意地加大。风量加大不利于人员的疏散，而且还造成投资的加大。在《高规》的8.3.1条及条文说明中，对封闭避难层的机械送风的排烟设施进行了规定。封闭避难层是人员疏散中的重要场所，对避难层进行送风，保证避难层中的气压，防止烟气的侵入，也为避难层中避难的人群提供了充足的氧气；在设计加压风机的位置时，要充分考虑新风的进风路径，在必要的时候要专门进行设计，设计专门的进风口，确保新风能够对室内进行补充；排烟机的风量确定要合理符合规范的要求，并且排烟风机的排烟量的计算要符合规范要求。

2.3 防排烟系统防火阀的设置

在《高规》的8.4.7条及条文说明中规定，防排烟风机要设计在专门的机房内，不可以设置在屋顶或者外墙上。在设计中，不少设计单位将防排烟风机设置在屋顶或者外墙上，这些单位认为这样设计可以使烟气直接排放到室外，这样设计是不合理的。在防火阀的设置上，要有合理限值，并且限值的设置一般为280摄氏度，当然，这是在防排烟的位置设置合理的情况下进行的。在《高规》的8.3.5条对防火阀的设置部位和要求进行了明确地规定。在防排烟系统的防火阀设置标注，要严格采用规范要求进行标注，严禁与通风空调的标准进行混淆。

2.4 防排烟设计风速控制

加压送风口的风速要进行合理地控制。《高规》8.1.5条进行了合理地说明，控制了送风口风速在7m/s的要求，很多设计单位忽视了这一设计要求。同时，《高规》8.1.5条中也规定了排烟口的风速在10m/s，这个规定也要严格执行，不得随意加大风速。

3、對高层建筑防排烟设计的思考

3.1 高层建筑防排烟系统设计思路

由机械排烟设施和自然排烟设施组成了高层建筑防火排烟设施装置，这就需要在高层建筑防排烟系统设计的时候，要充分考虑机械排烟与自然排烟的有效组合，确保机械排烟与自然排烟良好的工作。需要注意的是，在地下车库的防火排烟设计中，需要根据排烟计算值，合理选择机械排烟设备，同时，在建筑设计过程中，要充分考虑自然排烟通道，做到机械排烟的同时，也要有送风系统，对其进行自然补风。

3.2 防火单元设计思路分析

在高层建筑中，对于防火区的设置需要根据建筑使用特点及人流情况，结合建筑功能分区，合理地将防火区进一步划分为细小的单元，在每个细小的单元中，要拥有独立的防火设施。在发生火灾时，每个细小的单元互相不能严重影响，能够隔绝火势的蔓延。由水平区域和垂直区域共同组成防火区域，在水平区域中，可以利用防火门、防火卷帘、防火窗等设施进行分割，可以有效地减少火势的蔓延；在垂直区域，需要用耐火极限高的楼板等进行隔离。通过这种防火单元的设置，可以有效地减少火势，达到降低财产损失的目的。

3.3 消防给水设施设计思路分析

要计算消火栓水柱的高度，对于建筑高度较高的建筑，要合理选择消火栓水柱的高度。同时，消防电梯在设计过程中也要满足规范要求，在消防电梯的底部也要具有排水设施，确保消防电梯在使用过程中满足要求。

3.4 注意事项

在进行高层建筑防火排烟设计时，要充分尊重相关法律法规，能够充分发挥防火排烟的相关措施。同时，需要在高层建筑内部安装自动火灾发生报警系统，确保人员能够及时撤出。需要注意的是，还需要安装满足要求的灭火设施；各个部门也要加强对排烟设施的监督管理，普及相关消防知识。

4、结语

高层建筑防排烟设计涉及到人民财产和生命安全，应该提起足够的重视。要充分认清排烟设计的重要性，认清排烟的相关机理，只有这样，才能够满足防火及排烟的需要。

参考文献：

[1]刘昌乔. 民用建筑消防安全问题及解决措施[D].重庆大学，2016.

[2]阮小龙.探究高层建筑防排烟设计中常见问题分析及对策[J].智能城市，2016，2（09）：225.

[3]艾进.高层建筑防排烟设计中常见问题分析及对策探讨[J].建材与装饰，2015（48）：56-57.