談高層建筑防排煙設計技術應用

廖發明

(廈門市思明區公安消防大隊，福建廈門 361000)

1 高層建筑防排煙概述

隨著我國城市化進程的加快，高層建筑成為一個城市發展水平的重要標志，高層建筑的發展給防排煙設計提出更高的要求，建筑物的防排煙系統在建筑物發生火災時能迅速的排出火災產生的大量煙氣，確保高層建筑人群能緊急的通過疏散通道逃避到安全的場所，為消防隊員撲救火災提供有利的通道。

1.1 建筑物防排煙的部位

按照國家的高層建筑設計規范，在進行防排煙設計時應根據建筑物的性質、安全疏散條件及火災造成的事故后果進行設計。其主要設置防排煙的部位有:高層建筑的防煙樓梯及前室;建筑高度超過32 m的高層民用建筑，面積超過100 m2，經常有人出入的無窗房間或高層建筑物中長度超過20 m無自然通風條件的走廊;地下建筑等。

1.2 建筑物防排煙方式

根據高層建筑物的設計結構不同，防排煙可分為自然排煙、機械排煙、密閉防煙和機械加壓送風防煙等。1)自然排煙。自然排煙時要保證有冷空氣的進口和熱煙氣的出口，有外窗時可利用外窗排煙，也可在側墻上部設置排煙口進行排煙。自然排煙主要利用火災發生時產生的熱氣流的浮力加上外界的風力進行排煙，達到把煙排出建筑物的目的。2)機械排煙。機械排煙是主要利用機械的運轉所產生的氣流把煙排出建筑物的方式，根據機械排煙的形式又可分為自然送風方式和機械排煙及下部加壓并用方式。3)機械加壓送風。機械加壓送風是利用通風機所產生的氣體流動和壓力差來實現把煙排出的目的，當建筑物發生火災時，通過通風機加壓送風，以防止煙氣侵入的防煙方式。4)密閉防煙方式。密閉防煙方式的原理是，利用房間的密閉性使著火房間因缺氧而滅火，并達到防止煙火蔓延的目的。這種防煙方式一般適用于面積較小，且其墻體、樓板耐火性能好，密閉性好的房間。

2 高層建筑自然排煙

根據《高層民用建筑設計防火規范》的規定，采用自然排煙方式的部位主要靠外墻、采用自然排煙方式的防煙樓梯間及其前室，消防電梯前室和合用前室。當建筑物內兩條防煙樓梯無前室時，在樓梯的每一層都應設置窗戶，且窗戶的開啟面積達到自然排煙的要求。

3 高層建筑機械防煙加壓系統設計

設置機械加壓送風防煙系統的目的，是為了在建筑物發生火災時提供不受煙氣干擾的疏散線路和避難場所。因此，加壓部位在關閉門時，必須與著火樓層保持一定的壓力差;同時，在打開加壓部位的門時，在門洞斷面處能有足夠大的氣流速度，以有效的阻止煙氣的入侵，保證人員安全疏散與避難。例如廈門有一高層智能建筑，其中2號電梯設計為消防電梯，在電梯前室設計防火門。防火門的尺寸為1.5 m×2.1 m，滲漏面積為0.04 m2，在電梯井的頂部有0.01 m2的空間與外界無壓空間相連。

3.1 確定需要加壓的空間

根據設計規范要求，其高層智能建筑采用自然排煙方式，因此需對2號電梯即消防電梯前室采用機械加壓送風防煙系統。

3.2 選定系統形式

設計中排煙系統主要為單機系統，消防電梯間前室的加壓水平為25 Pa。

3.3 確定加壓送風量

在現代的高層建筑中加壓送風量主要采用壓差法。保持加壓部位需要提供一定的加壓值，當發生火災時，應保證火層疏散通道的通暢，以便人們能迅速撤離火災發生地。壓差法在高層建筑的消防系統中被廣泛應用，其主要利用正壓間與非正壓間的壓力差來實現送風量。正壓間送風系統所要保持的正壓與送風量成正比，其基本公式為:

其中，L為正壓間送風系統送風量，m3/h;α為開口的流量系數，一般α=0.6～0.7，通常取α=0.65;ΔP為開口兩側壓差，Pa;ρ為通過開口的氣流密度，取空氣20℃;A為開口的流通面積，m2。

可簡化為:

并聯式漏風通路，正壓間的漏風面積按下式計算:

代入數據，得:

當門關閉時消防電梯前室的主要漏風途徑在于通向電梯井的電梯門門縫和前室通往走道的門縫，消防電梯通過電梯門漏向電梯井的漏風量取決于前室與電梯井之間的漏風面積、電梯井與無壓空間之間的漏風面積;

當門開啟時疏散路線上的門必然需要有時開啟，因此，在加壓系統的設計中應該考慮通向加壓空間的門短時間開啟時的狀態。此時，由于加壓空間與周圍空間相連通，二者之間的原壓力差將難以維持。但是，如果能夠保持門洞處有一定的風速，則仍然可以有效的防止煙氣向加壓空間蔓延。

4 高層建筑機械排煙系統設計

機械排煙就是利用排煙風機強制進行排煙的一種方式。它由擋煙壁、排煙口、防火排煙閥門、排煙風機和煙排出口組成。

4.1 機械排煙方式

機械排煙方式按排煙范圍可分為局部排煙和集中排煙兩種方式。局部排煙方式是在每個需要排煙的部位設置獨立的排煙風機直接進行排煙;集中排煙方式是將建筑物劃分為若干個區，在每個區內設置排煙風機，通過排煙風道排煙。因為局部排煙方式投資過大，故本設計中采用集中排煙的方式，使用一個排煙系統。

機械排煙方式按空間設置形式可分為豎向設置和防煙分區設置。《高層民用建筑設計防火規范》規定，高層民用建筑走道的機械排煙系統宜豎向設置;房間的機械排煙系統宜按防煙分區設置。

4.2 劃分防煙分區

所謂防煙分區是指用擋煙垂壁、擋煙梁、擋煙隔壁等劃分的可把煙氣限制在一定范圍內的空間區域。防火分區與防煙分區的區別主要在兩個方面:1)劃分分區的目的不同;2)設置的要求不同。防火分區比防煙分區劃分的面積大;劃分防火分區的分隔物比劃分防煙分區的分隔物的耐火要求高。防煙分區不能跨越防火分區，否則將使防火分區失去作用。劃分防煙分區時需要注意:凡需設置排煙設施的走道、房間，應采用擋煙隔壁、隔墻或從頂棚下凸出不小于50 cm的梁劃分防煙分區，梁或垂壁至室內地面的高度不應小于1.8 m;每個防煙分區的建筑面積，一般不應超過500 m2，當頂棚高度在6 m以上時，可不受此限;對有特殊用途的場所，如地下室、防煙樓梯間、消防電梯、避難層間等，應單獨劃分防煙分區;防煙分區一般不能跨越樓層，某些情況下，如1層面積過小，允許包括1層以上的樓層，但以不超過3層為宜。

5 結語

建筑物的防煙排煙系統設計一定要規范合理，否則將會造成煙氣含量過大導致人員傷亡，所以防煙排煙系統的設計非常重要，要本著規范中規定的原則以及經濟實用的原則去設計，這樣才能做到真正的有利于在火災的情況下人員的逃生與疏散。

［1］ GB 50045-1995，高層民用建筑設計防火規范［S］.

［2］ GB 50045-95，高層民用建筑設計防火規范［S］.

［3］ DGJ 0888-2006，民用建筑防排煙技術規程［S］.