高层建筑消防防火排烟设计探讨

关键词：高层建筑；建筑消防；消防防火；排烟系统；排烟设计 

　　一.引言 

　　随着我国经济的快速发展，土地资源逐步稀缺，高层建筑已逐渐成为城市建筑的主体，并朝向多功能化、大型化方面发展。高层建筑的出现为城市增加了活力和生机，但同时高层建筑的防火工作也日益严峻。大量的火灾事故证明，在火灾事故中，大多数人员伤亡都是由于吸入烟气造成窒息或中毒死亡，对于高层建筑来讲，由于建筑层数较高，人员逃生设计是否合理直接关系到住户的生命安全。为了最大限度减少火灾事故中的人员伤亡，必须要做好消防防火设计，尤其要做好排烟设计。 

　　二.高层建筑消防防火排烟系统存在的主要问题及原因 

　　1.机械防烟设施方面存在的主要问题。 

　　由于高层建筑消防防火设计中，部分正压送风系统的余压值和送风口的尺寸无法达到规范的要求，导致送风口的实际送风量无法满足设计的需要，门洞位置的风速几乎为零。导致此类问题出现的主要原因包括：（1）选择的风机机型不合理。（2）送风管道的阻力较大，导致风压损失较为严重。（3）送风机风口的位置设置不合理，送风口的设置不符合要求。（4）机械排烟设施的排烟量无法达到规范的要求。（5）未按照规范要求设置机械排烟设施，排烟口和排烟风机未实现联动。（6）机械排烟设施相关部位未按照规范要求进行设置。（7）机械加压送风风量设计不合理。部分单位为减少资金投入，对空间的计算不够严格，导致风量无法满足空间的需要、排烟功能无法达到应有效果。 

　　2.自然排烟设施无法达到排烟要求。 

　　在《高层民用建筑设计防火规范》中指出，建筑高度低于50米的一类公共建筑和高度低于100米的民用住宅，需要设置自然排烟系统。自然排烟系统建造具有经济性，设置较为简单，维护比较方便。但是在高层建筑自然排烟系统设计过程中依然存在较多问题，主要表现在：（1）自然排烟窗位置设置不合理。从自然排烟窗的排烟效果进行考虑，一般要尽量设置在靠近屋墙上部的位置，部分建筑设计中为了保证外墙的美观性，将自然排烟窗口设置在墙的下部或中部位置，由于位置设置不合理，不利于自然排烟效果的发挥。（2）排烟窗的面积不符合设计规范的要求。在《高层民用建筑设计防火规范》规定中，明确规定了排烟窗的开窗面积，在消防设计中设计人员未严格按照规范要求进行实施，计算方法不合理。部分工程将固定窗的面积计入排烟窗面积之内，以至于自然排烟窗的面积不符合规定的要求，导致排烟效果不佳。（3）排烟窗安装不合理，高度位置影响开启的便利性。开启时较为困难，不利于火灾情况下逃生人员展开自救。 

　　3.高层建筑消防防火排烟设计问题产生的原因。 

　　高层建筑消防防火排烟设计出现的各类问题，主要是由于设计过程中设计人员对《高层民用建筑设计防火规范》以及相关规定不熟悉或未严格实施所导致的。在部分设计中，往往将消防排烟系统纳入暖通设计，划为空调系统类。即便在设计中设计了排烟送风系统，通常都和空调系统及通风系统混杂在一起，而未单独绘制施工图。由于对排烟设计的重视度不够，导致高层建筑消防防火排烟设计无法满足高层建筑防火的需要。 

　　三.高层建筑消防防火排烟设计 

　　1.建立独立的防火排烟系统。 

　　高层建筑消防防火排烟系统属于直接接受消防中心控制的独立系统，其自身有独特的功能。系统构造主要包括风井、风管、送风风机、排烟风机、排烟防火阀门、联动系统和风口等设施。将防火排烟系统和空调系统、通风系统独立开来，和气体灭火系统、自动报警系统、喷淋系统平等对待。高层建筑消防防火设计过程中要重视排烟系统，依据建筑设计相关规范和要求，从暖通图中将消防排烟系统独立出来，形成单独的消防防火排烟图。重点做好防火排烟系统的设计，以确保高层建筑防火排烟的实际效果。 

　　2.排烟系统参数的设计。 

　　（1）合理划分防烟分区。高层建筑相关管路一般都是有序且紧密的分布着，为了建筑美观性采用吊顶的形式将消防系统隔离开来。在设计过程中一般都会在吊顶下挡烟垂壁来划分防烟分区。在房间的整体高度中，挡烟垂壁高度约为0.5米左右，所占空间较大。为了建筑装饰的美观，要设置活动型的挡烟垂壁，平常保持收起状态，在火灾时联动自动下垂。设计过程中划分防烟分区时，不得跨越划分的防火分区。 

　　（2）合理选择排烟的方式。 

　　为了满足高层建筑消防防火的需要，确保排烟系统具有较好的排烟效果，要选择合理的排烟方式。结合高层建筑防火需要，可选择机械排烟方式进行排烟，在进风和排烟过程中，能够形成对流循环系统，排烟效果较好。 

　　（3）合理布置排烟口。 

　　高层建筑消防防火排烟设计采用机械排烟系统，其排烟效果主要受到排烟口的位置布置和尺寸影响。由于造成建筑发生火灾时，烟气一般都位于房间的上部，因此要在顶棚平面或者距离顶棚较近设置排烟口，设置的排烟口最小面积应超过0.04�。为了避免排烟口过多吸入下部空气，确保排烟量不减少，不宜将排烟口设置在较低位置上。为避免排烟口卷入大量的空气，导致排烟效果的降低，因此要注意排烟口的风速，一般情况下要将排烟口的风速控制在5～9m/s。排烟口布置过程中，为避免排烟口和房间最远点的水平距离过大，导致无法吸入远处的烟气，因此要将排烟口和房间最远点的水平距离控制在30米以下。同时在疏散出口的附近不能设计排烟口。设置排烟口时要确保排烟方向和火灾时人员疏散的方向相反，避免造成火灾发生后人员疏散时吸入大量烟雾。 

　　（4）机械排烟系统设计要点。 

　　机械排烟方式主要包括负压机械排烟方式和全面通风排烟方式两种。高层建筑采用机械排烟系统时，在系统设计过程中，位于房间的机械排烟系统应该按照防火分区进行合理设置，位于走廊位置的机械排烟系统要进行竖向布置，要将机械排烟系统和通风系统、空调系统分开设置。排烟口平时保持关闭状态，应设置自动或手动开启装置。排烟口设置在顶棚上时，同可燃物或可燃构件的距离要保持1米以上。位于防烟分区的排烟口和最远点的水平距离要控制在30米以内。排烟支管上应当设置在烟气温度超过280℃时能够自动关闭的排烟防火阀。设置的排烟风机应保持在280℃内能够连续工作三十分钟。设置机械排烟系统时，应确保任一排烟阀开启时，排烟风机都能够自行启动，以确保排烟效果。 

　　四.结束语 

　　高层建筑消防防火排烟设计是消防防火设计的重点，同时也是保证高层建筑消防安全的重要措施。排烟系统设计时，要合理划分防烟分区，选择合理的排烟方式，合理确定排烟，补风量，做好排烟口的设置，确保排烟系统在火灾中能够发挥正常作用，以确保建筑安全，为人员疏散提供有利条件。 

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