淺析高層建筑防排煙設計要點

崔冰冰

摘 要：如何在確保工程消防安全的前提下，經濟、合理的設計防排煙系統，是目前在建筑防排煙設計中面臨的重要問題。筆者根據自己的工程設計經驗以及對各消防規范的理解，針對在防排煙系統的設計過程中經常遇到的問題提出了一些建議，并給同行們提供一些意見，僅供參考。

關鍵詞：高層建筑；防排煙；設計要點

1 前言

煙氣是不同燃燒產物的直觀表象，是物質燃燒反應過程中熱分解生成的含有大量熱量的氣態、液態和固態物質與空氣的混合物，由于煙氣對人體所產生的窒息作用、刺激作用和高溫作用，使之成為阻礙人們火場逃生、滅火行動以及造成火場人員傷亡的主要原因，據統計在火災事故中死亡的人中80%是由于吸入煙氣所致。高層民用建筑內人員數量較多，建筑物內部功能復雜，疏散距離相對較長，室內裝修標準高，發生火災時產生的煙氣多，煙氣對人員疏散、滅火行動的影響更為突出，所以加強高層民用建筑的防排煙設計，減少煙氣的影響，確保人員順利疏散、安全避難，為火災撲救創造有利條件，是設計中應該注意的重要環節。

2 高層建筑火災特點以及防排煙方法

2.1 高層建筑火災發生特點

首先，火勢蔓延速度快，高層建筑一旦發生火災，其建筑內部的樓梯間、風道、電纜井、管道井等各種豎井，會發生很顯著的煙囪效應，建筑越高，風力越大，則火勢越猛；其次，隱患多，高層建筑結構功能相對復雜化，設施多，裝修繁瑣，引火物與點火源多，并且，自動化程度高，用電量大。這就使得漏電和短路的故障幾率非常之高，極易形成火災隱患，人員密集也使得人為造成火災的幾率相應增加；再次，建筑內人員疏散難度大，高層建筑樓層數多，上下疏散的距離長，故疏散到地面所用的時間也較長，若樓梯設計不科學，煙火竄入之后，容易造成巨大傷亡事故；最后，撲救高層火災的難度很大，高層建筑多數都具有登高難，消防供水難度大以及排煙難度大的特點。

2.2 高層建筑防排煙設計常見方法

首先，防煙方法分為：①非燃化防煙：這種方式是從源頭上控制煙氣產生的措施，在建筑發生火災時，主要是由各種可燃物產生的煙氣，對于各種家具以及裝修材料盡量使用非燃材料或者難燃材料，在進行裝修處理的過程中，要做好防火措施，將煙氣的生成量降低到最小范圍內；②密閉防煙：此種方式適用于耐火性和密閉性都較好的房間，在火災發生時，將著火房間做好封閉處理，在空氣減少的情況下，火災會因為缺氧而自行熄滅；③阻礙防煙， 阻礙防煙主要是在煙氣流動的路線上，設置各種屏障，阻礙煙氣的擴散和流通；④機械防煙， 這種防煙方式具有一定的特殊性，主要是在火區之外的空間內，利用機械送風的方式形成正壓，以此來防止煙氣的擴散。

其次，排煙方法主要分為：①自然排煙：在火災中的煙氣具有高溫的特點，煙氣在受熱的狀況受到冷空氣的對流，會向上部運動，所以可以利用煙氣的浮力與外部的風力，將火災中的煙氣排出，這種排煙方式稱之為自然排煙；②機械排煙：在火災發生初期，利用機械將著火區域內的煙氣排出，降低著火區的壓力，避免其向外界擴散，這種方式稱之為機械排煙。

3 高層建筑防排煙設計要點分析

3.1 自然排煙設施設計要點

自然排煙是利用煙氣的熱壓或室外風壓的作用，通過與防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和兩者合用前室相鄰的陽臺、凹廊或在外墻上設置便于開啟的外窗或排煙窗進行無組織的排煙。其優點是：不需要專門的排煙設備；構造簡單、經濟；火災時不受電源中斷的影響；平時可兼做換氣用。其不足之處是：因受室外風向、風速和建筑本身密閉性或熱壓作用的影響，排煙效果不太穩定。因此，當考慮采用自然排風時，應符合以下條件：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。靠外墻的防煙樓梯間每五層內可開啟外窗總面積之和不應小于2.00m2。防煙樓梯間前室、消防電梯間前室可開啟外窗總面積之和不應小于2.00m2，合用前室不應小于3.00m2。防煙樓梯間前室或合用前空，利用敞開的陽臺、凹廊或前室內不同朝向的可開啟外窗自然排煙時，該樓梯間可不設防煙設施。排煙窗宜設置在上方，并應有方便開店的裝置。

另外，有時高層民用建筑的疏散內走道會因為功能需要或其他原因，僅在一端設置了可開啟外窗，另一端為盡頭式的房間或完全封堵的外墻。自然排煙窗口與防煙分區內最遠點的水平距離超過30m時，自然排煙窗口的排煙量、排煙速度將不能滿足需要，就需要設置機械排煙設施來解決排煙能力不足的問題，所以，自然排煙窗口與機械排煙系統的排煙口一樣距防煙分區內最遠點的水平距離不得超過30m，否則就需要設置機械排煙設施以增強排煙能力。

3.2 機械加壓送風設計

機械加壓送風是通過通風機所產生的氣體流動和壓力差來控制煙氣的流動，既通過增加防煙樓梯問及其前室、消防電梯問前室和兩者合用前室的壓力以防止煙氣侵入。其優缺點與自然排風相反。當沒有條件采用自然排煙方式時，下列部位應設置獨立的機械加壓送風的防煙設施：不具備自然排煙條件的排煙樓梯間、消防電梯間前室或合用領空；采用自然排煙措施的防煙樓梯間，其不具備自然排煙條件的前室；封閉避難層。在實際工程設計中，防煙樓梯間與前室或合用前室采用自然排煙方式與采用機械加壓送風方式的組合有多種。

在進行機械排煙系統設計時，走廊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。機械排煙系統與空調、通風系統宜分開設置。若合用時，必須采取可靠的防火安全措施，并應符合排煙系統的要求。排煙口應設在頂棚上或靠近的墻面上，且與附近安全出口沿走道方向相鄰邊緣之間的最小水平距離不應超過1.5m。設在頂棚上的排煙口，距可燃構件或可燃物的距離不應小于1.00m。排煙口平時應關閉，并應沒有手動和自動開啟裝置。防煙分區內的排煙口距最遠點的水平距離不應超過30m。在排煙支管上應設有當煙氣溫度超過280℃時能內行關閉的排煙防火閥。排煙風機應保證在280℃事能連續工作30min。機械排煙系統中，當任一排煙口或排煙閥開啟時，排煙風機能自行啟動。

3.3 高層建筑防火窗設計要點

可開啟外窗既是一種防煙設施，也是一種排煙設施《高規》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、消防電梯前室和合用前室，宜采用自然排煙方式，同時也規定除設有排煙設施和應急照明者外，高層建筑內的走道長度超過20m時，應設置直接天然采光和自然通風的設施，這里所提到的自然排煙方式和自然通風的設施均是指可開啟外窗，所以說可開啟外窗是廣泛應用于高層民用建筑的一種經濟實惠的防排煙設施。

3.4 高層建筑前室防煙樓梯設計要點

前室利用敞開的陽臺、凹廊時，煙氣很容易就會排到室外而不會進入樓梯間。但前室利用不同朝向的可開啟外窗自然排煙，若此時樓梯間不設防煙設施，當室外沒風時，煙氣也有可能跑進樓梯間，那么整個樓梯極有可能充滿煙氣，大樓疏散就成問題，雖然諸多規范允許不設防煙設施，但為了安全起見，設計中樓梯間還是開外窗或設機械加壓送風系統。

4 結論

綜上所述，在現代高層建筑中，加強對其消防系統的設計已成為不爭的事實。而在整個消防系統中，防排煙的設計又是重中之重。在現代高層建筑中，加強對其消防系統的設計已成為不爭的事實。而在整個消防系統中，防排煙的設計又是重中之重。

參考文獻：

[1] 楊昌永.高層綜合樓防排煙設計評析[J].湖北民族學院學報（自然科學版），2017（2）.