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摘 要：火灾发生的初期是人员逃生的关键时刻.高层建筑一旦发生火灾烟气扩散的速度非常快,容易对逃生人员造成窒息,严重情况下会危及逃生人员的生命安全.高层建筑设计中,消防防火设计非常关键,要充分发挥排烟系统的关键作用,避免对逃生人员造成窒息伤害.本文对高层建筑消防防火的排烟设计进行简单探讨.
关 键 词：高层建筑；建筑消防；消防防火；排烟系统；排烟设计
一、引言
随着我国经济的快速发展,土地资源逐步稀缺,高层建筑已逐渐成为城市建筑的主体,并朝向多功能化、大型化方面发展.高层建筑的出现为城市增加了活力和生机,但同时高层建筑的防火工作也日益严峻.大量的火灾事故证明,在火灾事故中,大多数人员伤亡都是由于吸入烟气造成窒息或中毒死亡,对于高层建筑来讲,由于建筑层数较高,人员逃生设计是否合理直接关系到住户的生命安全.为了最大限度减少火灾事故中的人员伤亡,必须要做好消防防火设计,尤其要做好排烟设计.
二、高层建筑消防防火排烟系统存在的主要问题及原因
1.机械防烟设施方面存在的主要问题.
由于高层建筑消防防火设计中,部分正压送风系统的余压值和送风口的尺寸无法达到规范的要求,导致送风口的实际送风量无法满足设计的需要,门洞位置的风速几乎为零.导致此类问题出现的主要原因包括：（1）选择的风机机型不合理.（2）送风管道的阻力较大,导致风压损失较为严重.（3）送风机风口的位置设置不合理,送风口的设置不符合要求.（4）机械排烟设施的排烟量无法达到规范的要求.（5）未按照规范要求设置机械排烟设施,排烟口和排烟风机未实现联动.（6）机械排烟设施相关部位未按照规范要求进行设置.（7）机械加压送风风量设计不合理.部分单位为减少资金投入,对空间的计算不够严格,导致风量无法满足空间的需要、排烟功能无法达到应有效果.
2.自然排烟设施无法达到排烟要求.
在《高层民用建筑设计防火规范》中指出,建筑高度低于50米的一类公共建筑和高度低于100米的民用住宅,需要设置自然排烟系统.自然排烟系统建造具有经济性,设置较为简单,维护比较方便.但是在高层建筑自然排烟系统设计过程中依然存在较多问题,主要表现在：（1）自然排烟窗位置设置不合理.从自然排烟窗的排烟效果进行考虑,一般要尽量设置在靠近屋墙上部的位置,部分建筑设计中为了保证外墙的美观性,将自然排烟窗口设置在墙的下部或中部位置,由于位置设置不合理,不利于自然排烟效果的发挥.（2）排烟窗的面积不符合设计规范的要求.在《高层民用建筑设计防火规范》规定中,明确规定了排烟窗的开窗面积,在消防设计中设计人员未严格按照规范要求进行实施,计算方法不合理.部分工程将固定窗的面积计入排烟窗面积之内,以至于自然排烟窗的面积不符合规定的要求,导致排烟效果不佳.（3）排烟窗安装不合理,高度位置影响开启的便利性.开启时较为困难,不利于火灾情况下逃生人员展开自救.
3.高层建筑消防防火排烟设计问题产生的原因.
高层建筑消防防火排烟设计出现的各类问题,主要是由于设计过程中设计人员对《高层民用建筑设计防火规范》以及相关规定不熟悉或未严格实施所导致的.在部分设计中,往往将消防排烟系统纳入暖通设计,划为空调系统类.即便在设计中设计了排烟送风系统,通常都和空调系统及通风系统混杂在一起,而未单独绘制施工图.由于对排烟设计的重视度不够,导致高层建筑消防防火排烟设计无法满足高层建筑防火的需要.
三、高层建筑消防防火排烟设计
1.建立独立的防火排烟系统.
高层建筑消防防火排烟系统属于直接接受消防中心控制的独立系统,其自身有独特的功能.系统构造主要包括风井、风管、送风风机、排烟风机、排烟防火阀门、联动系统和风口等设施.将防火排烟系统和空调系统、通风系统独立开来,和气体灭火系统、自动报警系统、喷淋系统平等对待.高层建筑消防防火设计过程中要重视排烟系统,依据建筑设计相关规范和要求,从暖通图中将消防排烟系统独立出来,形成单独的消防防火排烟图.重点做好防火排烟系统的设计,以确保高层建筑防火排烟的实际效果.
2.排烟系统参数的设计.
（1）合理划分防烟分区.高层建筑相关管路一般都是有序且紧密的分布着,为了建筑美观性采用吊顶的形式将消防系统隔离开来.在设计过程中一般都会在吊顶下挡烟垂壁来划分防烟分区.在房间的整体高度中,挡烟垂壁高度约为0.5米左右,所占空间较大.为了建筑装饰的美观,要设置活动型的挡烟垂壁,平常保持收起状态,在火灾时联动自动下垂.设计过程中划分防烟分区时,不得跨越划分的防火分区.
（2）合理选择排烟的方式.
为了满足高层建筑消防防火的需要,确保排烟系统具有较好的排烟效果,要选择合理的排烟方式.结合高层建筑防火需要,可选择机械排烟方式进行排烟,在进风和排烟过程中,能够形成对流循环系统,排烟效果较好.
（3）合理布置排烟口.
高层建筑消防防火排烟设计采用机械排烟系统,其排烟效果主要受到排烟口的位置布置和尺寸影响.由于造成建筑发生火灾时,烟气一般都位于房间的上部,因此要在顶棚平面或者距离顶棚较近设置排烟口,设置的排烟口最小面积应超过0.04.为了避免排烟口过多吸入下部空气,确保排烟量不减少,不宜将排烟口设置在较低位置上.为避免排烟口卷入大量的空气,导致排烟效果的降低,因此要注意排烟口的风速,一般情况下要将排烟口的风速控制在5～9m/s.排烟口布置过程中,为避免排烟口和房间最远点的水平距离过大,导致无法吸入远处的烟气,因此要将排烟口和房间最远点的水平距离控制在30米以下.同时在疏散出口的附近不能设计排烟口.设置排烟口时要确保排烟方向和火灾时人员疏散的方向相反,避免造成火灾发生后人员疏散时吸入大量烟雾.
（4）机械排烟系统设计要点.
机械排烟方式主要包括负压机械排烟方式和全面通风排烟方式两种.高层建筑采用机械排烟系统时,在系统设计过程中,位于房间的机械排烟系统应该按照防火分区进行合理设置,位于走廊位置的机械排烟系统要进行竖向布置,要将机械排烟系统和通风系统、空调系统分开设置.排烟口平时保持关闭状态,应设置自动或手动开启装置.排烟口设置在顶棚上时,同可燃物或可燃构件的距离要保持1米以上.位于防烟分区的排烟口和最远点的水平距离要控制在30米以内.排烟支管上应当设置在烟气温度超过280℃时能够自动关闭的排烟防火阀.设置的排烟风机应保持在280℃内能够连续工作三十分钟.设置机械排烟系统时,应确保任一排烟阀开启时,排烟风机都能够自行启动,以确保排烟效果.
四、结束语
高层建筑消防防火排烟设计是消防防火设计的重点,同时也是保证高层建筑消防安全的重要措施.排烟系统设计时,要合理划分防烟分区,选择合理的排烟方式,合理确定排烟,补风量,做好排烟口的设置,确保排烟系统在火灾中能够发挥正常作用,以确保建筑安全,为人员疏散提供有利条件.