高層建筑消防防火的排煙設計研究

（山西省消防救援總隊太原支隊城北大隊，山西太原 030000）

0.引言

高層建筑一般會在房間內和走廊中等地方設置自然與機械排煙等處理的方式，但是在實際的應用中，會受到各種因素的影響，導致排煙的效果較差。火災一旦發生，會導致消防車很難及時抵達，消防工作會受到較大的影響，安全問題得不到保障。從高層建筑設計布局上來看，發生火災時，會受到風力和煙囪效應的影響，威脅著人們的生命安全。

1.高層建筑中發生火災的主要特征

（1）火災一旦發生，火勢隨著時間逐漸蔓延，覆蓋范圍也會加大，致使立體式的火災出現，其造成的后果不堪設想。通常高層建筑中管道設計比較多，火災發生以后，隨著時間的增長火勢也會迅速的加大，這就是所說的：“煙囪效應”。而高層建筑中的樓梯、管道井、電梯井就相當于一個煙囪致使火勢蔓延，造成整棟樓的燃燒。（2）人員比較密集的地方，其人員疏散就比較困難。高層建筑中多是以工作、居住和商場為主，高層建筑的垂直高度大，進行疏散會比較的困難。一旦發生火災，人們就會極其的緊張和恐慌，想要在短時間內把人員疏散，是非常的困難。從有關的研究中表明，人在睡眠的過程中反應比較的遲緩，所以會在睡眠中窒息，在沒有感覺的情況下就死亡了[1]。（3）高層建筑中的救火設備有一定的局限性。同發達國家相比，我國的建筑消防設施還是比較差的，一般使用的消防云梯的作業高度大約是100m，消防防火的措施就會受到限制。對于樓房頂部，如果使用直升機進行救援，就要有專業的停機平臺，但是大火在頂部的火勢會導致直升機很難接近建筑，從而導致被困人員很難施救。

2.高層建筑中消防防火排煙設計中存在的問題

2.1 排煙口設計上的缺點

目前，我國高層建筑的設計規定是把排煙口安裝在建筑物的正上方，規定要設置開啟配置。這樣的設計規定，是考慮到火災發生時濃煙會往上走，將排煙口設計在上方達到捧煙的效果。其實在日常生活中的建筑物中這種設計的方式并不是很多見，火災發生后，排煙口中的開啟裝置需要人工來開啟，但是火災發生期間，人們會有恐慌的心理，大部分想著該怎樣去逃生，人們已經顧不上去開啟該裝備，再加上部分人不知道該裝置的開關在哪里，不知道該如何去使用該裝置，所以這種裝置的設計，并不是很實際。基于這種情況，很多人認為可以把排煙裝置和火警報警設備進行聯動設置，一旦火災發生，其裝置就會自動開啟，但是這種設備的價格昂貴，很少有建筑會使用這種裝置。就目前建筑的情況來看，很多高層建筑的排煙口設置并不合理。

2.2 送風口設計不合理

目前高層建筑中的送風口在設計時使用的是整體送風的機械式排煙通道，送風口使用的是百葉窗開口。這樣的設置方式表面上是很不錯的，但是在送風口的管內內壁處理上不合理規范，導致管道內非常的不平整，再加上缺乏維護和保養，管道內就會出現生銹的情況[2]。在進行管道內的設計時，會因為設計的不規范導致管道內部較長和拐彎的情況較多，從而導致濃煙排除變得比較的困難。送風口的設計問題是我國建筑中普遍存在的問題。

2.3 排煙系統設置不完善

在建筑消防的規定中，建筑系統中如果沒有自然排煙裝置，就應該設置機械排煙系統。排除樓道內其他地方都應該設置有機械式排煙裝置，但是在實際的實施中，多數的建筑物都沒有重視這個問題，只在人口比較密集的地方或者是建筑物大廳內安裝排煙裝置。如果樓梯口沒有排煙裝置是較合理的，樓道口處于正態空氣的壓力下，火災發生時，樓道的濃煙就會很快的散發出去，但是在很多的建筑物中，防火門以及樓道處在開放的狀態，從而破壞了應該有的正壓力，從而使得濃煙不能正常的排出。

3.高層建筑消防防火的排煙設計

3.1 耐火結構的設計

對高層建筑的全部位置的耐火性和耐火設備都有相關的法律規定，我國的高層建筑主要有兩種，一種是比較特殊的醫院和旅館，其高度一般是大于50m，內部建筑面積大于1500m2，如果高度不小于50m其內部的建筑面積大于1000m2，一般是電信大樓、金融類的大樓等。如果是超過19層的住宅其是屬于一級高層，對于一級高層的要求非常嚴謹，其墻柱燃燒性和耐火極限必須要大于3h，其梁板的燃燒性為1.5h，耐火性為2h。對于第二種的高層要求就會相對較低，一般是辦公樓、寫字樓、學校或者是10～18層的住宅樓，其高度在250m左右，墻柱燃燒性和耐火性在2.5h左右，墻板的燃燒性在1h左右，耐火極限是1.5h。

3.2 火災發生時的防火設計

（1）總體布局。高層建筑在地址的選擇上要非常的謹慎，要選擇在交通比較暢通的地區，根據城市的規劃設計，最好選擇在交通干道周圍，如果發生火災，有利于人員進行分散，消防設備在運輸時也比較方便。各個高層之間要設置一定的安全距離，避免火勢蔓延，增加可操作空間。對裙房附體進行限制，高層周圍應該有裙房，使得這些裙房能夠接通高層的樓梯或者作為高層的安全出口，為被困的人員提供逃生的機會。要設計消防車便捷通道，尤其是在醫院的有關規定中，消防車道有著嚴格的規定和標準，其寬度不能小于4m，如果空間比較大的情況下，設置盡端式回車場[3]。（2）安全疏散。高層建筑的房間比較多，在進行疏散時將疏散系統劃分為豎直疏散和水平疏散兩種。豎直疏散系統是把高層建筑中的電梯、樓梯等設計成豎直疏散系統。電梯是豎直運行的，運送速度比較快，為人員的疏散爭取寶貴的時間。在火勢較大時，樓梯是人群疏散的重要方式之一，具有裙房的高層建筑中可以利用其對人員進行保護。高層建筑在設計時，應該設計幾個應急時利于人們躲避的地方，情況比較危急時，人們可以有地方躲避。水平疏散系統，其實它是一個走道，其本身的設計結構是比較簡單的，其還有排煙、方向指明和應急照明等系統。（3）消防設備。一般高層起火在20min 以內是相對安全的，人們盡量在這段時間內逃離，20min 以后火勢會越來越大，為了人們可以在寶貴的時間里逃離，高層建筑中應該設有自動報警系統或者自動滅火系統。目前建筑中使用的一般是人工報警以及自動報警，通過報警及時準確的找出火災發生的地點。此外，消防中心在高層建筑的防火系統中也發揮著重要的作用，對于高層內部的設備要完全的掌控，消防中心的設置要進行全方面的考慮，各個設備之間要緊密聯系。在火災剛發生時，可以使用手動的滅火設備，根據火災發生時的具體情況選擇合適的滅火設施。（4）排煙布置的科學合理設計。排煙方法在高層建筑的消防防火排煙設計中是非常重要的，影響著消防的安全。排煙布置的設計有兩個方面，機械排煙和自然排煙。自然排煙的設計，必須具備不同的開口方向，并且要仔細觀察和計算排煙系統的有效的開口面積，自然排煙設備要有明確的排煙能力。針對不能手動開啟的裝置，要設計和安裝自動開啟裝置。機械系統中，排煙管道和排煙口要有標準的規劃和設計。按照排煙管道的大小，排煙量的多少，管道的質量情況以及管道的材料選擇等，精確的計算出排煙管道的面積，設計排煙口的位置以及面積等各項指標。機械式送煙口的排風要有一定的距離，為了避免機械排煙裝置的氣流和火災的氣流對沖，導致火勢加大。根據此問題，應當使用防火防煙分開式的機械排煙裝置，使得火災發生所產生的氣流能夠和排煙方向保持一致。

4.結語

要不斷地加強自身對消防防火系統知識的認識，增強每個人的消防安全意識，在日常生活中要做好預防，避免火災發生造成嚴重的損失。目前消防系統排煙設計中仍存在諸多問題，要不斷完善改進，保證排煙系統能夠科學合理的運行，為人們的生命安全提供保障。