高層建筑防排煙設(shè)計(jì)中常見問題分析及對(duì)策

武治楠

摘要：本文對(duì)火災(zāi)煙氣的特點(diǎn)及危害性進(jìn)行了分析，對(duì)防排煙工程的重要部位及火災(zāi)煙氣流動(dòng)的影響因素進(jìn)行了闡述。提出了高層建筑防排煙設(shè)計(jì)常見問題，針對(duì)問題提出了相關(guān)解決問題的措施對(duì)策。通過本文的研究可以為高層建筑防排煙的設(shè)計(jì)提供一定的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高層建筑；防排煙設(shè)計(jì)；問題；對(duì)策

高層建筑防排煙設(shè)計(jì)已經(jīng)成為高層建筑設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，國內(nèi)的數(shù)次火災(zāi)表明，要高度重視高層建筑防排煙設(shè)計(jì)，挖掘高層建筑防排煙設(shè)計(jì)中的常見問題，對(duì)于高層建筑只管重要。本文正是基于此，探討了高層建筑防排煙設(shè)計(jì)的相關(guān)對(duì)策措施。

1、概述

1.1 火災(zāi)煙氣的特點(diǎn)及危害性

火災(zāi)煙氣的組成成分和燃燒物的化學(xué)特性及空氣中的氧氣含量有關(guān)系。當(dāng)燃燒物完全燃燒時(shí)，產(chǎn)生的主要是二氧化碳和一氧化碳，當(dāng)燃燒不充分時(shí)，產(chǎn)生一些有害氣體。這些氣體的產(chǎn)生，容易形成大量其他有害物質(zhì)的產(chǎn)生。高層建筑一旦放生火災(zāi)，容易引起建筑內(nèi)的人們恐慌，如果不按照預(yù)先的疏散路線進(jìn)行疏散，將引起踩踏事件的發(fā)生。特別是在空氣中如果存在大量的有毒氣體，將造成大批人員傷亡。在高層建筑中的火災(zāi)事件中，有毒氣體主要和室內(nèi)材料有關(guān)，特別是建筑材料的燃燒，將釋放大量的煙氣，這些煙氣能夠在很短的時(shí)間內(nèi)造成人們窒息。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，窒息及中毒死亡的占比在6成左右，可見煙氣在火災(zāi)中的危害性極高，表1總結(jié)了部分有毒氣體刺激性、腐蝕性及濃度表。

1.2 防排煙工程的重要部位及火災(zāi)煙氣流動(dòng)的影響因素

排煙設(shè)計(jì)是高層建筑防火設(shè)計(jì)中的重要部分，進(jìn)行科學(xué)合理的排煙設(shè)計(jì)可以有效地減少火災(zāi)中的人員傷亡。排煙工程設(shè)計(jì)匯總，要充分考慮到火災(zāi)中煙氣的走向，將煙氣排放到安全的地方，確保疏散通道的安全，將人員輸送到安全地方。更為重要的是，能保證消防人員在火場(chǎng)中滅火的戰(zhàn)斗需要。

1.2.1 高溫引起的煙氣膨脹

當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，其煙氣隨著溫度的升高而升高，并且隨著火災(zāi)溫度的提升，煙氣也會(huì)向其他地方蔓延，當(dāng)溫度達(dá)到著火條件，其他部位也將引起火災(zāi)。

1.2.2 室外風(fēng)力及通風(fēng)的影響

室外的環(huán)境風(fēng)速對(duì)煙氣的走向及火災(zāi)的發(fā)展程度造成較大影響。風(fēng)力越大，對(duì)于室內(nèi)的火災(zāi)控制越不利。在高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，其內(nèi)部的通風(fēng)也影響著火災(zāi)及煙氣的控制。通風(fēng)良好的將造成對(duì)高層建筑內(nèi)部充足的氧氣供給，造成更大的火勢(shì)。也就是說，良好的通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)建筑火災(zāi)起到了推波助瀾的作用。

1.3 防排煙措施

1.3.1 控制煙霧的產(chǎn)生量

排煙系統(tǒng)中，重要的是要消除產(chǎn)生煙氣的源頭。在高層建筑的設(shè)計(jì)過程中，要特別注重?zé)煔獾淖詣?dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)，盡量做到及早發(fā)現(xiàn)火源，及早發(fā)現(xiàn)煙氣。在產(chǎn)生大量濃煙之前，撲滅火源。在建筑材料的選擇上，要盡量選擇不易燃燒的材料，這樣可以在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，提供較多的逃生時(shí)間，減少建筑材料燃燒給人們帶來的生命威脅壓力。

1.3.2 充分利用建筑結(jié)構(gòu)措施進(jìn)行自然排煙

在建筑總造價(jià)控制的基礎(chǔ)上，要充分考慮到節(jié)約投資的原則。為此，就需要在建筑排煙過程中，盡量利用建筑結(jié)構(gòu)的自然措施進(jìn)行自然排煙，充分利用室內(nèi)外的空氣對(duì)流效果，對(duì)煙氣進(jìn)行自然排放。

1.3.3 利用通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行防排煙

在非火災(zāi)期，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是輸送氧氣，供高層建筑內(nèi)使用。但是在火災(zāi)期，就要減少向火災(zāi)區(qū)的氧氣供應(yīng)，而加大對(duì)煙氣的排放，也就是說，在火災(zāi)區(qū)確保無人的前提下，加大排氣量而減少輸氣流量，這樣可以有效的控制煙氣蔓延。

2、高層建筑防排煙設(shè)計(jì)常見問題分析

2.1 自然排煙

在排煙自然設(shè)計(jì)過程中，《高規(guī)》8.2.3條及條文說明中，對(duì)建筑高度超過50米的孤立建筑，設(shè)計(jì)合理可以不設(shè)置防煙設(shè)施。這樣的設(shè)計(jì)其實(shí)是不好的。《高規(guī)》8.2.3條只是規(guī)定了防煙樓梯間不設(shè)防煙設(shè)施（包括自然的和機(jī)械的）的條件，并不意味著，建筑高度超過50m的一類建筑和建筑高度超過100m的居住建筑也可以采用這種自然排煙方式。能否采用自然排煙方式，還應(yīng)按《高規(guī)》8.2.1條執(zhí)行，以50m或100m建筑高度為限?！陡咭?guī)》中的8.2.1條及8.2.4條是統(tǒng)一的整體，不可以單獨(dú)來看。要根據(jù)我國目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、防排煙的相關(guān)技術(shù)措施及防火管理水平，對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)超過50m的一類建筑和建筑高度超過100m的高層建筑都要進(jìn)行自然排煙的規(guī)定，規(guī)定其不應(yīng)該采取自然排煙的方式。這樣的規(guī)定是符合現(xiàn)階段的實(shí)情的。

2.2 機(jī)械防煙

在加壓送風(fēng)機(jī)風(fēng)量確定未合理考慮風(fēng)道漏風(fēng)系數(shù)中，《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定了風(fēng)管漏風(fēng)率為10%。很多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中，人為地加大風(fēng)機(jī)送風(fēng)量，認(rèn)為送風(fēng)量大有利于排煙。這樣的認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的。在實(shí)際的送風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算過程中，考慮到風(fēng)道漏風(fēng)的情況是合理的，但是不能對(duì)送風(fēng)量進(jìn)行隨意地加大。風(fēng)量加大不利于人員的疏散，而且還造成投資的加大。在《高規(guī)》的8.3.1條及條文說明中，對(duì)封閉避難層的機(jī)械送風(fēng)的排煙設(shè)施進(jìn)行了規(guī)定。封閉避難層是人員疏散中的重要場(chǎng)所，對(duì)避難層進(jìn)行送風(fēng)，保證避難層中的氣壓，防止煙氣的侵入，也為避難層中避難的人群提供了充足的氧氣；在設(shè)計(jì)加壓風(fēng)機(jī)的位置時(shí)，要充分考慮新風(fēng)的進(jìn)風(fēng)路徑，在必要的時(shí)候要專門進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)專門的進(jìn)風(fēng)口，確保新風(fēng)能夠?qū)κ覂?nèi)進(jìn)行補(bǔ)充；排煙機(jī)的風(fēng)量確定要合理符合規(guī)范的要求，并且排煙風(fēng)機(jī)的排煙量的計(jì)算要符合規(guī)范要求。

2.3 防排煙系統(tǒng)防火閥的設(shè)置

在《高規(guī)》的8.4.7條及條文說明中規(guī)定，防排煙風(fēng)機(jī)要設(shè)計(jì)在專門的機(jī)房?jī)?nèi)，不可以設(shè)置在屋頂或者外墻上。在設(shè)計(jì)中，不少設(shè)計(jì)單位將防排煙風(fēng)機(jī)設(shè)置在屋頂或者外墻上，這些單位認(rèn)為這樣設(shè)計(jì)可以使煙氣直接排放到室外，這樣設(shè)計(jì)是不合理的。在防火閥的設(shè)置上，要有合理限值，并且限值的設(shè)置一般為280攝氏度，當(dāng)然，這是在防排煙的位置設(shè)置合理的情況下進(jìn)行的。在《高規(guī)》的8.3.5條對(duì)防火閥的設(shè)置部位和要求進(jìn)行了明確地規(guī)定。在防排煙系統(tǒng)的防火閥設(shè)置標(biāo)注，要嚴(yán)格采用規(guī)范要求進(jìn)行標(biāo)注，嚴(yán)禁與通風(fēng)空調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行混淆。

2.4 防排煙設(shè)計(jì)風(fēng)速控制

加壓送風(fēng)口的風(fēng)速要進(jìn)行合理地控制?！陡咭?guī)》8.1.5條進(jìn)行了合理地說明，控制了送風(fēng)口風(fēng)速在7m/s的要求，很多設(shè)計(jì)單位忽視了這一設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，《高規(guī)》8.1.5條中也規(guī)定了排煙口的風(fēng)速在10m/s，這個(gè)規(guī)定也要嚴(yán)格執(zhí)行，不得隨意加大風(fēng)速。

3、對(duì)高層建筑防排煙設(shè)計(jì)的思考

3.1 高層建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

由機(jī)械排煙設(shè)施和自然排煙設(shè)施組成了高層建筑防火排煙設(shè)施裝置，這就需要在高層建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要充分考慮機(jī)械排煙與自然排煙的有效組合，確保機(jī)械排煙與自然排煙良好的工作。需要注意的是，在地下車庫的防火排煙設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)排煙計(jì)算值，合理選擇機(jī)械排煙設(shè)備，同時(shí)，在建筑設(shè)計(jì)過程中，要充分考慮自然排煙通道，做到機(jī)械排煙的同時(shí)，也要有送風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行自然補(bǔ)風(fēng)。

3.2 防火單元設(shè)計(jì)思路分析

在高層建筑中，對(duì)于防火區(qū)的設(shè)置需要根據(jù)建筑使用特點(diǎn)及人流情況，結(jié)合建筑功能分區(qū)，合理地將防火區(qū)進(jìn)一步劃分為細(xì)小的單元，在每個(gè)細(xì)小的單元中，要擁有獨(dú)立的防火設(shè)施。在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，每個(gè)細(xì)小的單元互相不能嚴(yán)重影響，能夠隔絕火勢(shì)的蔓延。由水平區(qū)域和垂直區(qū)域共同組成防火區(qū)域，在水平區(qū)域中，可以利用防火門、防火卷簾、防火窗等設(shè)施進(jìn)行分割，可以有效地減少火勢(shì)的蔓延；在垂直區(qū)域，需要用耐火極限高的樓板等進(jìn)行隔離。通過這種防火單元的設(shè)置，可以有效地減少火勢(shì)，達(dá)到降低財(cái)產(chǎn)損失的目的。

3.3 消防給水設(shè)施設(shè)計(jì)思路分析

要計(jì)算消火栓水柱的高度，對(duì)于建筑高度較高的建筑，要合理選擇消火栓水柱的高度。同時(shí)，消防電梯在設(shè)計(jì)過程中也要滿足規(guī)范要求，在消防電梯的底部也要具有排水設(shè)施，確保消防電梯在使用過程中滿足要求。

3.4 注意事項(xiàng)

在進(jìn)行高層建筑防火排煙設(shè)計(jì)時(shí)，要充分尊重相關(guān)法律法規(guī)，能夠充分發(fā)揮防火排煙的相關(guān)措施。同時(shí)，需要在高層建筑內(nèi)部安裝自動(dòng)火災(zāi)發(fā)生報(bào)警系統(tǒng)，確保人員能夠及時(shí)撤出。需要注意的是，還需要安裝滿足要求的滅火設(shè)施；各個(gè)部門也要加強(qiáng)對(duì)排煙設(shè)施的監(jiān)督管理，普及相關(guān)消防知識(shí)。

4、結(jié)語

高層建筑防排煙設(shè)計(jì)涉及到人民財(cái)產(chǎn)和生命安全，應(yīng)該提起足夠的重視。要充分認(rèn)清排煙設(shè)計(jì)的重要性，認(rèn)清排煙的相關(guān)機(jī)理，只有這樣，才能夠滿足防火及排煙的需要。

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