高层住宅建筑机械防烟系统存在问题及解决对策

陈　静

(宁波市公安消防支队，浙江 宁波　315000)

近年来，随着经济的发展和城市化进程的加快，城市用地日趋紧张，高层住宅建筑成为城市住宅建筑的主流。由于高层住宅建筑内部设有电梯井、电缆井、风道、楼梯间等竖向井道，发生火灾时，高温、有毒烟气通过竖向井道迅速蔓延，形成“烟囱效应”，加剧火势的发展，进而影响建筑内被困人员的安全疏散和消防人员的火灾扑救工作[1]。

目前，高层住宅建筑火灾烟气的控制方式主要有自然排烟、机械排烟以及机械防烟。机械防烟系统在功能上不受建筑结构、气象条件和环境的影响，在高层建筑人员疏散、火灾扑救方面具有不可替代的作用，绝大部分工程都将机械防烟系统作为安全系数最高的控烟手段应用于高层建筑的火灾烟气防控之中[2-3]。然而，机械防烟系统在真实火灾中会受到诸多因素的影响，对烟气的控制效果往往并不理想，不能保证人员在疏散过程中的生命安全，尤其在高层住宅建筑中存在的问题更为突出。

笔者以高层住宅建筑机械防烟系统为研究对象，结合某高层住宅小区单元楼内部机械防烟系统设置实例，从机械防烟系统的设计、启动、管理等方面入手，对存在的问题进行深入分析，并结合规范要求提出具体的解决对策。

1　高层住宅建筑机械防烟系统存在的问题

1.1　机械防烟系统设计存在的问题

高层住宅建筑设置机械防烟系统的目的在于当建筑发生火灾时，机械防烟系统能够确保防烟部位不受火灾烟气的干扰，从而确保火场内部被困人员能够从疏散通道安全逃生。因此，防烟部位必须与着火楼层保持一定的正压差，从而确保火灾时烟气无法进入该部位[4-5]。从机械防烟系统的设计方面分析，送风量不足和加压送风机设置不合理是影响系统防烟效果的主要原因。

1.1.1机械防烟系统送风量不足

在对高层住宅建筑机械防烟系统设置状况进行的调研及实测中发现：大多数高层住宅建筑现有机械防烟系统风机的送风量及余压值均难以达到相关规范要求的标准，在实测过程中甚至发现有些建筑机械加压送风口处的送风风速几乎接近于零。造成送风量及余压值不足的原因主要表现在以下三个方面：(1)机械防烟系统设计时送风量计算值不准确。根据相关规范要求，高层住宅建筑防烟部位机械加压送风量的确定，要根据建筑实际情况，经风速法、压差法综合计算之后，综合考虑规范中给出的参考风量值，取最大者作为系统最终确定的送风量。但在实际工程的设计中，为了简化计算，有些工程设计并未严格遵循这一标准，简单参照规范值确定系统送风量，或虽然经过了计算，但计算时未考虑风量损失等因素，造成机械加压送风系统风机设计风量不满足防烟要求，从而导致了系统先天不足。(2)建设单位在施工时没有严格按照设计者给定的标准执行，在风机选型时购买功率偏小的风机。(3)风机生产厂家在生产技术上存在缺陷，生产的风机不能满足市场需求，却仍旧将不合格的风机投入市场。

1.1.2风机设置位置不合理

为防止火灾时建筑物排出的高温烟气通过机械防烟系统再次进入建筑物内部，通常应将机械加压送风机设置在建筑物下部。但在调研中发现，目前绝大多数住宅建筑，都是将机械排烟系统的排烟风机与机械防烟系统的加压送风机同时设置在建筑物的屋顶，且排烟风机的高温烟气出口与加压送风机新鲜空气的取风口相对位置过近，造成火灾时烟气流通路线的“短路”，使高温有毒的火灾烟气刚刚从机械排烟系统的岀烟口排出，就再次被机械加压送风系统吸入并送进楼梯间内，严重威胁人员的安全疏散。图1所示为某高层建筑屋顶机械加压送风机与高温排烟机的相对设置位置，当火灾发生时，机械防烟系统一旦工作，即刻会将排烟风机排出的火灾烟气吸入送风机，火灾烟气通过防烟系统再次进入防烟部位，导致防烟区域被火灾烟气侵袭。

图1　某高层住宅建筑机械加压送风机与机械排烟风机相邻设置

部分建筑将加压送风机设置在露天处，常年日晒雨淋且缺少必要的维护保养，使得风机性能下降甚至严重损坏，如图2所示。在火灾发生时，严重损坏的风机不能正常工作，无法起到防烟的作用。还有部分建筑虽有专门的机房来设置防烟系统的加压送风机，但由于机房空间受限或者进风墙面积不足等原因，无法保证防烟系统有足够的进风量，这也是导致风机送风量不足的一大原因，如图3所示。

图2　某高层住宅建筑屋顶损坏严重的加压送风机

图3　某住宅建筑屋顶进风空间狭小的风机房

1.2　机械防烟系统启动存在的问题

很多高层住宅建筑尤其是老旧建筑，机械防烟系统在启动方式上都存在着多种多样的问题，与现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116—2013)[6]的相关条文要求不符，在火灾发生时会影响机械防烟系统的启动、运行与功能，从而无法控制火灾烟气的蔓延。(1)部分高层住宅建筑内，疏散走道、楼梯间、前室等场所未按要求配置火灾探测器，或者虽设置火灾探测器但探测器并未真正投入使用，或者火灾报警控制器因故障无法正常发出报警信号，这几种情况均不能及时报警并联动启动机械防烟系统。(2)消防控制室工作人员对机械防烟系统手动启动方式不了解，对消防联动控制器手动控制盘中机械加压送风口、防烟风机等设备开启、停止按钮所在位置不熟悉，不会操作。(3)机械加压送风机的配电要求不达标。部分高层住宅建筑的机械加压送风机供电线路接自楼层照明配电箱，并非消防专用电源；部分高层住宅建筑的防烟风机接电时使用的是单回路配电，没有达到双电源供电并末端自动切换的要求。

1.3　机械防烟系统管理存在的问题

高层住宅建筑的消防安全管理，除了需要有明确的消防安全责任制度、有力的消防管理措施外，还需要住户具有一定的消防安全意识。但在调研和走访过程中发现，多数住宅小区消防安全管理比较混乱，不仅存在消防车道堵塞、安全出口封闭等问题，在消防设施的维护、管理及使用上更是漏洞百出。

1.3.1单位消防管理混乱，物业人员业务不精

小区物业是住宅小区消防工作的责任主体，然而，大多数物业管理人员并没有发挥其应有的作用，具体表现在小区物业人员的消防意识不强、消防安全责任落实不到位、缺乏有力的消防管理措施、没有专项经费维护消防设施等方面。加之小区物业单位在客观上存在人力、物力资源上的局限，未能很好地落实值班制度，未能定期履行职责对小区内固定消防设施进行必要的检查和维护保养，对小区的固定消防设施情况掌握不清，甚至致其长期处于故障状态，且长时间无人检修。正因为存在管理上的缺陷和漏洞，在调研过程中发现了很多住宅小区机械防烟系统因维护不及时导致的风机损坏、风机连接部位断裂等现象(如图4所示)，致使机械加压送风机在火灾情况下无法正常使用，从而失去对火灾初期烟气蔓延扩散的控制。

图4　某高层住宅屋顶由于缺乏维护导致损坏的机械防烟设施

在走访过程中，针对小区物业管理人员是否经过专业岗前培训进行调查，发现大部分小区物业在人员配备方面只考虑到“有没有”而不考虑“会不会”，大多数消防负责人对本岗位职责模糊不清，对本单位内所配备的消防设施数量、位置、是否完整好用等情况掌握不到位，对在某种紧急情况下该采取何种相应的消防应急措施没有明确的概念。

1.3.2住户消防意识薄弱，消防违法行为多

大多数小区居民在日常生活中缺乏消防安全意识，在住宅小区中经常出现楼道内乱堆杂物、常闭式防火门人为常开的现象。不但如此，调查走访中还发现了住户将机械防烟系统送风口遮挡甚至封堵的现象(如图5所示)。种种忽视消防安全的行为，会严重影响火灾时人员的安全，造成严重的后果。

图5　某住宅小区中遮挡机械防烟送风口现象

2　高层住宅建筑机械防烟系统问题解决对策

2.1　严格机械防烟系统设计及设置

高层住宅建筑机械防烟系统设计是一个复杂的过程，一般来说应该包括送风量的确定、送风口尺寸的确定、送风管道尺寸的确定和送风机型号的确定等。送风量主要依据压差法和风速法两种方法来计算，再经过与规范规定值比较后确定；送风口的尺寸一般要求按其送风口有效面积计算的送风速度不超过7 m·s-1；送风管道尺寸采用假定流速法的计算步骤和方法来确定；送风机型号依据系统的总风量和总阻力来确定。而机械防烟系统设置，更要综合考虑风机、送风口及主要组件布置的合理性[7-8]。

2.2　完善机械防烟系统启动模式

机械防烟系统的启动模式通常情况下可以分自动与手动两种，两种模式互为补充、缺一不可。自动启动模式，是在火灾发生时由消防联动控制器发出控制信号，使机械加压送风机及常闭送风口等设备联动启动运行，此时必须保证火灾自动报警系统的火灾探测器、手动火灾报警按钮的设置及功能正常，并保证消防联动控制器处于自动状态。手动启动方式既包括消防控制室远程手动启动，也包括风机现场手动启动。这种方式是在自动启动失效的情况下，人为启动机械防烟系统的一种必要方式，从而保证该系统在火灾情况下能有效启动并运行[9-10]。

2.3　加强机械防烟系统的管理及维护

2.3.1提高物业人员业务素质，落实消防安全工作制度

物业消防管理人员要熟悉建筑及内部消防设施的基本情况，熟练掌握初期火灾处置程序，能够在发现火灾之后做好群众的安全疏散工作，并能够积极有效地为做好火灾扑救工作提供必要的帮助。消防部门应该对小区物业管理部门进行指导，制定有针对性的消防安全责任制度，明确岗位职责，并定期对物业管理部门工作人员进行专业的消防技能培训，使其熟练掌握各种消防设施的使用方法。

2.3.2加强消防宣传力度，提高业主消防意识

针对高层住宅居民消防意识淡薄、日常生活中消防违法行为多的现象，消防部门以及小区物业消防管理部门应着力加强消防宣传工作。可通过在小区内开展消防安全警示教育活动，组织业主走进消防队参观学习等途径直接或间接地促使居民学习消防法律法规，提高居民消防安全意识。此外，可通过制定并与业主签订高层住宅建筑居民防火公约的方式，将居民出现的消防违法行为与相应责任列入其中，以合约的形式来约束居民的行为，最大限度减少居民日常生活中消防违法行为的发生。

3　结束语

本文以高层住宅建筑机械防烟系统为研究对象，结合实地调研情况，对高层住宅建筑机械防烟系统存在的问题进行了讨论分析，从系统设计、启动运行、管理维护等方面，提出了高层住宅建筑机械防烟系统无法正常发挥功能的解决对策。高层住宅建筑在火灾烟气防控方面仍然存在诸多亟待解决的问题，要根据规范要求，综合研究数据与调研情况，有针对性地对实际工程中高层住宅建筑的防排烟工作提出合理性建议。