高層建筑防排煙設計應注意問題的探討

李春山

(江西五方建筑設計有限公司, 江西 贛州 341000）

1 高層建筑的防排煙主要方式

1.1 自然排煙方式

自然排煙是利用火災產生的煙氣的浮力和外部風力作用通過建筑物的對外開口把煙氣排至室外的一種排煙方式其實質是熱煙氣和冷空氣的對流運動。在自然排煙中，必須有冷空氣的進口和熱煙氣的排出口。煙氣排出口可以是建筑物的外窗，也可以是專門設置在側墻上部的排煙口。對高層的建筑來說，曾一度采用專用的通風排煙豎井，在平常，由于建筑物內空氣溫度一般比室外高，產生浮力，使氣流上升，便于房間排氣。發生火災時，由于室內溫度較大幅度上升，是內外溫差較大，形成煙囪效應，成為排煙的一種動力，國外常稱為煙塔排煙方式。這種方式由于利用了豎井的“煙囪效應”，產生抽風力，所以排煙效果好，它不受室外條件的影響，而且設備簡單，不需要動力，如果考慮了豎井的耐熱問題可排除較高溫度的煙氣，因此得到了一定的應用。這種方式的主要缺點是占地面積大。

1.2 機械排煙方式

1.2.1 全面通風排煙方式

在對房間利用排煙機進行機械排煙的同時，利用送風機進行機械送風，這種方式稱為全面通風排煙方式。由于這種機械排煙方式給控制區送入了大量的新鮮空氣，為避免產生助燃的影響，它不是應用在著火區，可用于非著火的有煙區，系統運行時可使系統的送風量稍大于排風量，使控制區顯微正壓。這種方式的優點是防煙排煙效果好，而且穩定，不受任何氣象條件的影響從而確保控制區域的安全，缺點是需要松、排風兩套機械設備。投資較高，耗電量也較大。

1.2.2 負壓機機械排煙方式

利用排煙機把著火房間中產生的煙氣通過排煙口排到室外的排煙方式稱為負壓排煙方式。在火災發展初期，這種排煙方式能使著火房間內壓力下降，造成負壓，煙氣不會像其他區域擴散。但火災猛烈發展階段，由于煙氣大量產生，排煙機如來不及把其完全排除，煙氣就可能擴散到其它區域中去。另外排煙機要求能承受高溫煙氣，而且還需要設防火閥，在潮溫時自動關閉停止排煙。所以，不僅初投資高，而且日常維護管理費用也高。

1.2.3 加壓防煙方式

在建筑物發生火災時，對著火區以外的區域進行加壓送風，使其保持一定的正壓，以防止煙氣侵入的排煙方式稱為加壓防煙。因為加壓區域和非加壓區域之間有若干常規的擋煙物，如墻壁樓板及門窗等，擋煙物兩側的壓力差可有效地防止煙氣通過門窗周圍的縫隙和圍護結構縫隙滲漏過來。發生火災時，由于疏散和撲救的需要，加壓區域之間的門總是要打開的，或者是在疏散期間打開，或者是在整個火災期間打開。如果敞開門洞處的氣流速度方向與煙氣流向相反，因達到一定值時，仍能有效阻止煙氣，即阻止煙氣又非加壓的著火區流動。加壓防煙方式的優點是能有效地防止煙氣侵入所控制的區域，而且由于送入大量的新鮮空氣，特別適合于作為疏散通道的樓梯間，電梯間及前室的防煙。

2 高層建筑防排煙設計應注意的問題

2.1 自然排煙設計時應注意的問題

自然排煙是利用煙氣流動的特性，采用開啟外窗，敞開的陽臺、凹廊將有毒高溫煙氣排出，具有結構簡單、經濟、不需電源和專用設備等優點。《高規》中規定:除建筑高度超過50m的一類公共建筑和建筑高度超過100m的居住建筑外，靠外墻的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和合用前室，宜采用自然排煙方式。從規范中看出，規范推薦宜優先采用自然排煙設施進行排煙。但在實際應用中存在以下三個問題:

2.1.1 排煙窗位置過低

根據排煙的原理，排煙窗應設在房間外墻上部或頂棚上，有些建筑排煙窗設置在房間中部甚至是下部，勢必會影響排煙效果，嚴重的會起到反作用，下部排煙窗向火源處輸送新鮮的空氣，造成火勢更加迅猛。

2.1.2 排煙窗開啟面積過小

規范中對可開啟外窗的面積做出具體的規定，是為了將煙氣順利的排出。有些建筑特別是酒店、旅館、商場以防盜為理由，故意把排煙窗面積改小，有的甚至將窗戶封堵。

2.1.3 排煙窗距離過遠

雖然《高規》對排煙窗距離未做明確規定，但《建筑設計防火規范》中規定:自然排煙口距防煙分區最遠點的水平距離不應超過30m。同時，上海地方標準《民用建筑防排煙技術規程》中也規定:室內或走道的任一點至最近排煙管道的排煙口或可開啟外窗、百葉窗的水平距離不應大于30m。例如，某教學樓的內走道長為54m，兩端為封閉樓梯，可開啟排煙窗開在距走道一端12m的位置，排煙窗距另一端至少40m的距離，即使是排煙窗面積達到規范要求，這樣的設計對內走道的排煙也是不利的。

2.2 機械排煙設計時應注意的問題

2.2.1 排煙風機啟動后多個防煙分區同時排煙

雖然《高規》中規定擔負兩個或兩個以上防煙分區排煙時，應按最大防煙分區面積每平方米不小于120m3/h計算，但是并不意味要在兩個防煙分區同時排煙。一個機械排煙系統可以在若干個防煙分區的區域內擔負排煙任務，但一次只能在一個防煙分區面積內實施排煙。多個防煙分區同時排煙會導致排煙口多、漏風點多、排煙量小、排煙效率低下。

2.2.2 排煙口為不帶閥的常開排煙口

由于不帶閥排煙口不受控制，火警信號啟動排煙風機運行，所有排煙口都在運行，不僅如此，高溫煙氣會通過排煙口進入排煙管道，使煙氣蔓延到其他非著火區域。《高規》中明確規定:排煙口平時關閉，并應設置有手動和自動開啟裝置。顯然，常開排煙口違背了機械排煙系統的控制原則，剝奪了人們手動啟動排煙的權利。應該選用設有排煙防火閥的排煙口，平時保持關閉，火災時由火災自動報警聯動排煙口開啟，并聯動排煙風機運行。

2.3 機械加壓送風設計時應注意的問題

機械加壓送風系統由送風口、送風管道、送風機和防煙部位以及電氣控制設備所組成。在實際應用中機械加壓送風系統的設計主要存在以下兩個方面的問題:

2.3.1 機械加壓送風風量設計不合理

有些單位為了節省成本、偷工減料，選用的送風機風量不足，樓梯間和前室無法形成正壓，起不到防煙的效果。有些單位選用送風量較大的風機，我認為這樣設計也不合理，因為風量過大會造成走道和前室之間的疏散門開啟困難，也不利于人員疏散。

2.3.2 合用正壓送風系統未設計壓差自動調節裝置

規范規定，防煙樓梯間的余壓值為40Pa-50Pa，前室、合用前室、消防電梯間前室的余壓值為25Pa-30Pa，這樣設計是要在樓梯間內造成一個大于前室或合用前室的氣體壓力，在前室或合用前室造成一個大于走道的氣體壓力，避免高溫煙氣進入前室，使樓梯間內保持無煙。若樓梯間和前室共用一個送風系統，且未設置壓差自動調節裝置，無法形成樓梯間的余壓值高于前室，這樣對安全疏散也是不利的。

結語

只有認識到防排煙系統設計時應該注意的問題，才能不斷完善防排煙系統的設計，才能設計出合理適用的防排煙系統，保證其設計以及安裝施工都符合國家建筑要求，保證每個建筑項目的防排煙系統設施配置齊全，功能完善，真正發揮其防火減災的作用。

［1］蹇兆雷.高層建筑防排煙系統存在的問題及探討[J].硅谷，2008 (14).

［2］陳躍浩.淺談高層建筑防排煙系統中的若干問題[J].科技創新導報，2008 (35).

［3］范榕.高層建筑防排煙設計需注意的若干問題探討[J].中外建筑，2011 (07).