谈高层建筑消防防烟设计问题及措施

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【摘要】高层建筑消防防烟系统的设计水平决定了对火灾烟气扩散的控制水平，为人员疏散和火灾的有效扑救提供了重要保障。本文对高层建筑消防防烟设计问题及措施进行了探讨，希望能为业界同行提供参考。

【关键词】高层建筑；消防防烟；问题；措施

引言

近年来，人们对消防排烟设计的要求在不断提高，高层建筑的防烟设计需要更高的设计水平。发生火灾时，消防员必须及时到达火灾地点进行救援，但是，高层建筑本身的结构比较复杂，因此需要确保消防排烟质量的水平。如果消防排烟控制系统不完善，会严重影响紧急救援活动的顺利开展[1]。

1高层建筑火灾的特点

从高层建筑物的布局和排气口的设计的角度来看，当发生火灾时，由于电梯井和楼梯间等垂直管道井形成的烟囱效应和风力效应，会导致火灾的影响更加严重，火灾事故导致的损失将更大。国外高层建筑火灾造成的人员伤亡统计表明，伤亡人数中有一半以上是由于窒息造成的，有的甚至因为没有逃生场所而跳楼。可以看出，高层建筑的防火和防烟设计是非常必要的，高层建筑中的火灾具有以下主要特点：

1.1火势扩散迅速

在高层建筑中，发生火灾时，由于大量的管道和竖井而发生烟囱效应，甚至在施工过程中也没有对某些楼板进行适当的密封。此时，建筑物中的竖管井和楼梯间就像烟囱一样，导致大火迅速蔓延，扩散至整个建筑物。

1.2人员密集

高层建筑主要是购物中心、住宅和办公楼等，因此其高度决定了非常长的垂直距离，一旦发生火灾，很难立即疏散建筑物内的人员。在这样一个浓烟及高温的环境中，精神变得非常恐慌，很难在短时间内撤离所有人员，根据多起火灾事件的统计，火灾中的死亡人员大多数是由窒息造成的。

1.3设备限制较大，应急救援能力有限

与其他发达国家相比，我国仍然需要改进高层建筑消防防烟的设计理念。从目前的情况来看，中国消防云梯车的理论运行高度约为100m，但是操作较高云梯车的位置和时间也非常严格，难以迅速救援。另外还必须在屋顶上使用直升机来进行紧急救援活动，但是由于中国以及人口稠密的城市缺乏直升机和飞行运营商，并非所有高层建筑都将停机坪作为必要设施，导致短期直升机难以成为通用的救援工具[2]。

2防烟设计在消防工作中的重要性

改革开放以来，城市作为人口密集的地区，一直是国家发展的主要方向，直接导致城市人口不断增加。但是，高层建筑存在许多潜在的安全风险，例如，高层建筑中的大火会使逃生非常困难。由于高层建筑的楼层较高，火势会蔓延迅速，当大火形成立体燃烧时，会对消防员的救援行动和居民逃生造成严重影响。根据目前的火灾事故统计，高层建筑火灾中超过50％的人员伤亡主要是由于浓烟引起的窒息或跳楼，因此加强消防系统防烟设计非常重要。

3高层建筑消防防烟设计存在的问题

3.1自然排烟窗设置不合理

对于高层建筑，中国的设计标准要求在建筑物上方安装自然排烟窗，并且还必须安装易于打开的设备。从理论上讲，这一要求是正常的，但是一旦发生火灾，显然不可能人为打开该设备，因此需要用自动装置代替手动设备，可以自动打开或联动消防器材来进行排烟[3]。但是，使用这种自动装置需要相对较高的成本，而且国内的建筑设计水平不高，所以，侧拉窗的自然排烟方式为主。

3.2机械排烟的有效性

在机械式防烟/排烟设备的设计中，如果未正确选择风机，则可能难以确保建筑物的防烟/排烟效果。例如，如果加压风机的风量过高，防烟区域中的正压将过高，并且将很难打开疏散门。如果加压风机的风量太小，将难以控制防烟区域，在适当的正压范围内，将无法阻止烟雾扩散。如果风道阻力过大且未全面考虑设计，则风机运行过程中的风量会太小，无法满足标准技术要求，会影响实际的排烟效果。如果在安装完所有排烟和排气系统后没有进行全面的系统调试，则在施工过程中如果发生火灾，将难以达到原始设计效果，因此，有必要加强系统的调试。

3.3防火防烟设备不到位

高层建筑的内部空间很大，因此通常无法有效维护消防设备，并且由于建筑物的高度，消防设备将产生一定的成本。设计部门通常会考虑消防设备的问题，但实际上，某些消防设备通常无法完成其工作。由于火灾事故的偶然性，很少使用该设备，并且该设备的维护也很差，这会在发生事故时影响设备的正常运行。管理人员缺乏消防安全意识，不执行日常管理任务。除防火功能不正常外，疏散标志可能存在问题，例如紧急出口、紧急指示器和疏散路线中存在障碍物。

3.4监督管理体系不健全

完整的监控和管理系统是设计高层建筑火灾和烟雾排放的重要基础。监督管理体系不健全，建筑部门单方面忽略防烟系统的质量，而明确责任是一项对整体有严重影响的规范性工作。因此，高层建筑的防火防烟设计过程必须建立一套完整的质量监控体系，以加强对高层建筑防火防烟设计的控制[4]。

3.5建筑物内部结构设计不合理

高层建筑的内部空间很大，由于建筑物的多功能性，内部结构通常很复杂。发生火灾时，由于内部结构不当，浓烟的方向可能会不合理地流动，并可能积聚在人们居住或工作的地方。另外，应尽可能注意建筑物中的空气流通，这是在设计火灾烟气排放装置时经常遇到的问题。如果空气向内流动并且无法形成通向外部的空气流通通道，则火灾烟雾首先会在建筑物内部和外部的压力下从内部吹散，然后再从内部向外部吹散，对建筑物内的居民可能会非常不利。可以通过关闭相关通道并分离浓烟来尝试隔离烟雾，确保过道和其他设施中的空气相对适合人类活动，为人们逃脱或营救提供更好的环境。

4加强高层建筑消防防烟的对策

4.1科学设置排烟方式

正确的排烟方式可以有效改善高层建筑的防火设计，因此，有必要采用正确的排烟方法。一般而言，自然排烟方法是建筑物排烟的首选，并且自然排烟设备比机械排烟系统更安全、更可靠。自然排烟设备应配备不同开启方向的出风口，并应注意检查排烟系统的有效开启，同时，必须配备有效的开启装置。如果将排气窗设置得太高，或者将其安装在手动打开设备不便的地方，则需要安装自动打开设备。必须处理好自然排烟口与机械排烟口之间的位置关系，排烟系统产生的空气流动应朝同一方向[5]。

4.2正确设置机械排烟系统

根据当前有关消防技术法规的要求，已达到一定大小且未配备自然烟雾排放的房间和走道应配备机械烟雾排放系统。机械排烟系统的设计主要涉及多个方面，例如划分排烟区，计算排烟量和排烟布局：①合理划分烟雾控制区是正确设计机械烟雾排放系统的重要保证；②如果一套排烟系统仅负责一个防烟分区，则烟量将根据60m3/（h•m2）或以上的标准计算，计算出最大的防烟区超过120m3/（h•m2）。根据计算出的排烟量选择排烟风机的排烟量；③排烟口位于防烟区的适当位置，排烟口的位置根据防烟区的最大保护距离和每种排烟口的风速来确定。

4.3合理设置防烟设备

高层建筑的防烟设计过程需要机械排烟装置和自然排烟装置的完全结合，以实现相对理想的排烟效果。此外，地下车库的烟雾设计同样重要。对于疏散楼层而言，排烟器的设计过程必须根据实际建筑面积而准确进行机械排烟的计算，安装和放置应根据烟雾量进行设计。

4.4完善监督管理制度

完整的监控系统是高层建筑防火和防烟设计的保证，在新形势下，这是建筑企业的一项重要工作。建立健全监督管理和问责制，以提高人员工作的标准化和严格性，进一步提升相关员工的责任感。检查所有消防和排烟设计环节，确保员工遵守消防规定的工作标准。最后，加强相关法律法规建设，确保高层建筑火灾和烟气排放设计的标准化和严格性。

4.5优化消防防火排烟设计方案

防火和排烟设计是使所有活动有效的基础，因此，需要优化高层建筑的防火和防烟设计，应根据先前确定的计划优化设计质量。具体而言，必须科学合理地制定与防火和防烟设计有关的时间表，必须仔细地检查施工现场的状况，并且注意细节。

4.6加强对建筑装饰材料的控制

相应的工程师需要帮助设计人员根据设计图纸的要求，根据技术标准合理选择材料和设备，并避免出现隐藏的质量问题。同时，承包商必须对购买的材料和设备制造商有充分的了解，在进入现场之前要做好验收材料的工作，并加强对每栋建筑中设计环节的检查。承包商不得草率地进行施工，使用不符合标准的材料无法确保施工质量。

4.7合理设计安装维护工艺

合理的安装和维护技术在高层建筑的防火和排烟设计中起着非常重要的作用。因此，建筑公司要根据施工现场的实际情况合理设计高层建筑的防火防烟设计，增强对未知状态的预测，以增强防火效果，必须最大化提升消防和排烟设计的有效性。

5结束语

高层建筑防烟控制系统中的广泛应用可以有效地控制火灾的蔓延，并保护人们的生命、健康和财产安全。与此同时，要改善防烟系统，提高建筑物的安全性，创造更可靠和安全的居住环境。

参考文献

[1]刘泫灵，廖艳琳.高层建筑消防防烟及排烟设计探讨[J].山西建筑，2017，43（28）：28-29.

[2]梁芝松.高层建筑消防防烟排烟设计中的问题及对策[J].安徽建筑，2018，24（1）：249-250.

[3]沈丽婷.高层建筑工程消防防排烟系统存在的问题及对策[J].城市建筑，2016（17）：206.

[4]林良斌.高层建筑消防防排烟系统常见问题[J].中国科技信息，2014（18）：142-143.

[5]刘旺，田颖.高层建筑消防防火排烟设计探讨[J].科技致富向导，2014（26）：106.

作者：闵志翔 单位：武汉市消防救援支队黄陂区消防救援大队