高层建筑防排烟系统常见问题及对策分析

张宇

摘要：近年来，高层建筑快速发展，防排烟系统作为高层建筑消防中的重要环节，一方面可以控制建筑火灾的烟气流动走向，另一方面也方便消防救援展开工作。文章对建筑火灾烟气流动的影响因素及目前高层建筑防排烟系统中常见的问题进行了分析，并提出了相应的措施。

关键词：高层建筑；防排烟系统；建筑消防；建筑火灾；消防救援 文献标识码：A

中图分类号：TU208 文章编号：1009-2374（2016）28-0101-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.051

发生火灾时，烟气对人们的生命损害有巨大威胁，烟气中的含氧量低，完全不能满足人体正常所需要数值，造成人体机能下降、活动能力也相对减弱，严重者会因窒息而导致死亡，是致人死亡的第一大杀手。资料显示，在建筑火灾中62.4%是由于窒息、吸入烟尘、一氧化碳等有害物质所致，烧伤致死的占到26%，其他原因的约为11.6%，因此防排烟系统已成为建筑防火系统的关键。合理的防排烟设计在降低建筑烟气，控制有毒物质的蔓延，以减小烟气的毒性，降低烟气的温度，维持一定的视距，为消防人员的灭火救援行动和为人员的安全疏散提供保障。因此研究高层建筑防排烟系统的问题及其对策，也是人们的生命财产安全性的强有力的保障，具有重要意义。

1 影响建筑火灾烟气流动的主要因素

1.1 高温

当建筑火势发展到最大的时候，温度超过700℃，这时高温导致烟气体积快速膨胀，室内气体压力超出正常大气压10～20Pa。烟气在巨大的压力差之下会从火灾房间的漏风口喷出，其喷出速度可以达到3～4m/s。因此当建筑物发生火灾后，如果没有及时控制火势，会使室内温度在短时间内升高，压力增大，促进烟气从着火部位通过各种通道向其他部位蔓延、流动。

1.2 室外风力的影響

在有风情况下，建筑物的中和面位置会随着风力发生变化，正的风压力时，中和面较无风时高，负的风压力时，中和面较无风时低。外部风力导致建筑内部的受力不均，迎风面的墙壁受压方向向里，而背风面和两侧墙面的受压方向朝外，且建筑迎风面的方向上压力最大。当火灾发生在中和面以下的房间时，烟气会沿着竖井向上弥漫到中和面以上的整个楼层。

1.3 通风空调系统的影响

目前，人们对空气品质以及居住舒适度要求的提高，暖通空调系统在设计时新风系统的新风量都设计得比较大。当发生火灾时，通风空调系统如果没有及时关闭，则烟气会通过新风系统向着空调房间输送大量的空气，火势会借补充的空气迅速增大，同时产生的烟气会顺着通风管道或者其他通道向其他空间蔓延。

1.4 烟囱效应

火灾发生时，建筑物室内空气温度通常比室外温度高出许多，在内外界压差的作用下，空气尤其是高层塔楼内从建筑的下部开口进入室内，沿着建筑筒体从上部开口流出室外，这是由于在中和面以下的建筑内部的空气呈压力比外界小，室外空气向上超过中和面后，室内空气呈正压，室内空气向外流动，表现为烟囱效应。

2 高层建筑防排烟系统现状

2.1 防烟楼梯防火门设计不合理

《高层民用建筑设计防火规范》等规范没有明确防烟楼梯间防火门的种类，而常闭式防火门相对便宜，常闭式防火门成了多数建筑的首选。建筑使用后常闭式防火门实际上处于敞开状态，但是许多闭门器在防火门一旦超过90°就不能自行关闭。另外，业主为了进出方便，常常人为地破坏甚至拆除防火门，造成常闭式防火门基本处于大于90°的完全敞开状态，楼梯间因不能形成阻隔烟气的有效封闭而无法阻止烟雾蔓延。

2.2 前室送风系统出现漏洞

部分建筑工程中，防烟楼梯封闭效果差，造成风量泄漏，达不到隔离烟雾所需的正压。前室送风系统能在火灾发生时向不能自然排烟的前室输送新鲜空气，无法增加该区域空气压力，最后导致走道中的烟气在较大压差下侵入前室。另外，有些设计施工单位将送风机设置在地下室，从这个位置取风会造成更加严重的负压，这种负压会加剧送风系统送风的困难，这样整个机械防排烟系统的作用就会大打折扣，甚至达不到防烟要求。另外，加上风管竖井施工质量差，漏风比较严重，对风道的内壁不做及时的漏风补救维护，比如管道连接处加密实，那么送风量就更难满足防排烟的要求。

2.3 自然排烟设计不合理

自然排烟窗的开窗面积不符合规范。一些工程排烟窗面积过小，严重影响排烟效果。根据《高规》，合用前室大于3m2，靠近外墙的防烟楼梯间每五层的可开启外窗总面积之和要大于2m2，防烟楼梯间前室、消防电梯间前室的可开启外窗面积要大于2m2，净空高度小于12m的中庭可开启的天窗或高侧窗的面积要大于该中庭地面积的5%。除开窗面积要达到设计标准外，窗子型式也要有严格要求，必须是可开启的外窗，而不是内窗，更不是固定窗、防火窗、外门等。在部分建筑中，窗的可开启面积过小、窗型选择失误。例如，二类高层商住楼地上有12层，1层商业层，2、3层为商业用房，4～12层为住宅层，高37m。尽管楼防烟楼梯间每层设有0.6m×1.2m=0.72m2外窗，每五层的外窗开启之和大于2m2，达到了国家规定的要求，但没有考虑与毗邻建筑防火的间距，使用了着火时不可开启的甲级防火窗还是不能满足规范

要求。

2.4 机械排烟系统不达标

机械排烟系统最显著的问题是排烟口的布置不科学。在许多建筑中可以看到排烟口的方向与消防通道的人员疏散方向相同，有的排烟口位置过低，在前墙体的下部而离顶部烟气多的部位距离较远，不符合烟气流动规律，主要是有些工程在采购时为了降低成本，没有按照设计标准和规范选用风机，用了一些风量低、风速慢排烟量的小功率风机，最终导致火灾发生时排烟量小，甚至排烟量接近为零的情况。在实际施工中为降低成本，偷工减料未选用双速风机；有的施工方在施工时在竖井与吊顶风口之间没有设置连接风管，取而代之的是吊顶闷顶空间，这种设计施工也往往会造成风管送风效率低下。

3 针对防排烟系统问题的措施

3.1 做好高层建筑的防排烟设计

要根据民用建筑的防火需要，明确防排烟对象。建筑内的防排烟对象主要有防烟楼梯间及其防排烟前室、消防电梯前室或合用前室；高层建筑中的中庭和房间建筑面积大于50m2且经常有人停留或可燃物较多的地下室及地上无窗房间；面积超过100m2且经常有人停留的地上房间；面积超过300m2且可燃物较多的地上房间；建筑中长度超过20m的疏散走道；封闭避难层等建筑部位均要设置防排烟设施。严格分为生活空调系统和防排烟系统，在工程项目设计实施过程中要严格地按照国家相关规范去施工，保证每一个关键环节的质量都是安全可靠的，同时对于防排烟系统要单独细化，将其从暖通图中进行单独细化制图。根据建筑功用选择合适的防排烟系统，自然排烟系统排烟能力有限，难以满足高层建筑的防排烟需要，因此一般选取机械排烟系统。最好在设计机械排烟时要科学合理地计算好加压送风量、气流通路总面积以及开门门洞处最低气流速度的送风量，确保整个系统能够完全满足火灾发生时候的排烟量。

3.2 加强防排烟施工质量管理

防排烟系统的各个部件规格、尺寸和性能等质量决定了系统整体性能，但是目前由于消防产品监督体系尚不完善，还存在一些疏漏，防排烟系统的部件的评估范围只是停留在对防火阀、排烟阀、排烟防火阀、排烟口等少数防排烟系统部件的监督审查，对于排烟风机、送风阀、压差自动调节阀、排烟诱导风机、单向风阀、活动式挡烟垂壁、风管等关键部件的评估体系尚未完善。因此应尽快地完善消防产品监督体系，把更多的消防部件纳入消防评价范围中去，实现防排烟系统中全面彻底的评价，同时建立严厉的评价监督惩罚机制，保障评价过程公正透明地进行。另外，要格外重视防排烟系统等自动消防设施的设计、施工，这种涉及建筑防火安全的设计施工必须由具备消防设施工程专业承包企业资质，并由相关消防部门进行严格的施工过程监督。

3.3 控制烟雾的产生量

首先在源头上要做好烟雾的控制，像日本、法国等国家都规定部分重要公共建筑物的吊顶、地板装饰禁止采用可燃物，因此在建筑装修时应尽量使用耐火强度比较好的材料进行装修，对于房屋装饰材料和家具时，使用发烟量小，发烟速度慢的材料能够减少烟雾的排放量。此外，根据《建筑内部装修设计防火规范》的相关规定，建筑物内部如顶棚、墙面的装饰材料必须是耐火耐高温材料，我們消防审核人员在审核中要严格对此进行把关；其次，在高层建筑，应设计火灾报警系统及自动灭火系统，即使火灾发生也能将其控制在很小的区域而防止其进一步蔓延。

4 结语

高层建筑火势蔓延快，危害严重，烟、火蔓延途径多，容易形成立体火灾，同时由于复杂的结构，造成疏散困难，扑救难度大，易造成重大伤亡事故。建筑监督部门要严格把好工程项目的各个环节，从工程设计审核到施工监督检查以及最后的工程竣工验收要严格按照规范进行，切实做好建筑工程项目防排烟系统。

参考文献

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[2] 田娟娟，梁贤金，田丽莉.高层民用建筑水消防设计探讨[J].科技创新与应用，2016，（10）.

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[J].中华民居（下旬刊），2014，（7）.

[4] 周安宁.浅谈购物中心防排烟设计[J].城市建筑，2013，（4）.

（责任编辑：小 燕）