防火排烟控制设计在消防中的应用

邢台市消防救援支队 乔田江

进入21世纪以来，高层建筑物作为缓解土地与人口之间矛盾的新型建筑形式受到了广泛的接受与认可。但是高层建筑物的内部设计结构相对比较复杂，其消防安全工作面临着严峻的形势。纵观近些年的火灾事故来看，尤其是高层建筑物所引发的火灾事故来看，由于高层建筑物内部消防防火排烟设计不到位而导致的火灾现象十分严重，面对这样的情况，我国的各级监管机构也针对高层建筑物的消防防火排烟设计的监管力度逐渐地加大，并且在全国的范围内开始推广与普及高层建筑物的消防防火排烟技术，因此，对高层建筑防火排烟设计进行研究与探讨对于提高我国高层建筑物的设计标准、推动城市化建设的质量有着非常深远的发展意义。

一、防火排烟设计概述

对于高层建筑而言，防火排烟设计不但是提高高层建筑防火能力的重要设计内容，同时也是关系到高层建筑安全性和防火特性的重要设计内容。防火排烟设计是对高层建筑进行防火排烟设计的整体工程，需要综合考虑高层建筑本身情况及安全使用要求，确定好相应的设计方案，科学运用精细化设计理念，科学管控设计过程，满足防火排烟设计可靠性要求，避免影响其系统应用价值。同时，提高对消防防火排烟设计的重视程度，构建好性能可靠的消防防火排烟系统，能降低高层建筑应用中的消防安全隐患，确保建筑消防安全。

二、火灾事故的主要特点分析

在当前的高层建筑设计中，高层建筑的功能性得到了显著地提升，满足了不同人群的不同需求，但是在这样的建设情况下，高层建筑的内部结构也会更加地复杂，尤其是为了节省大量的建筑面积，高层建筑物内部往往会存在着数量众多的楼梯间、管道间以及各类的排风烟囱等设施，若高层建筑物内部发生了火灾，那么火灾所产生的浓烟就会迅速在高层建筑物内部蔓延开来，而且高层建筑物与一般低层建筑物相比，高层建筑物的通风情况并不是很好，所以若内部发生了火灾事故，那么就会使得火灾的发展势头相对比较猛烈。根据我国目前火灾事故的统计调查结果来看，大多数火灾事故所导致的人员伤亡并不是因为火的烧伤而造成的，而是由于火灾蔓延过程中所产生浓厚的烟雾以及灰尘的窒息而造成的人员伤亡，而且高层建筑物内部若发生了火灾现象，其电梯也无法正常使用，所以给人们的逃生带来了更大的不良影响，高层建筑火灾特点可以归纳为以下几个方面。

第一，高层建筑物内部的火灾事故发展十分迅速，在短短的几分钟内就可以造成很大的伤亡，从目前的高层建筑物内部设计结构来看，大多数高层建筑物的通道和内部房间位置设计都比较确定，那么火势就可以沿着建筑物内部的通道进行肆意地蔓延，这样会使得烟气的传播速度非常快，而这些通道同时又是人们逃生必须经过的道路，所以高层建筑物内的逃生相对比较困难。

第二，高层建筑物内部人员疏散工作的难度非常大，而且消防人员救援工作也相对比较困难。高层建筑物内部结构设计十分复杂，各个内部空间也相对比较独立，具体人员所处的位置很难精确定位，但是由于高层建筑物的这种封闭性导致烟雾的蔓延速度十分快，所以高层建筑物内部的各个房间内都非常容易进入大量的烟雾，这也就为消防人员的消防救援工作带来了极大的困难。此外，从高层建筑物建筑材料的组成部分来看，现代化的建筑材料大多数都是易燃的，其中还会存在着一些易燃易爆的化学物质，如果这些物质燃烧起来将会给建筑物带来极大的危害，也将会对内部人群的疏散工作产生消极的影响。

第三，高层建筑物火灾极易发展成为立体化的火灾。在目前的高层建筑物结构设计中，竖井、玻璃幕墙都是高层建筑物常见的结构设计，如果建筑物内部发生了火灾，那么火势就会随着这些空间结构向上连通发展，进而使得火灾成为了一种立体蔓延的趋势，这样进一步加速了火灾现象在高层建筑物内部的传播。此外，在高层建筑物的内部，火灾的发生可以自主地发展成为热风压现象，从而使得内部火势难以得到有效地控制。

三、高层建筑防火排烟设计中存在的问题

（一）建筑物内部结构设计存在问题

在当前的建筑领域中，超高层建筑物已经出现在人们的生活之中，在超高层建筑物的内部结构设计中，其内部结构设计是非常复杂的，如果建筑物内部发生了火灾的现象，那么大量的浓烟将会长期地滞留在建筑物的内部，同时这些烟气也会积压在人群密度较大的场所之中，从而为火灾的救援工作带来极大的困难。此外，目前的高层建筑物结构设计往往为混凝土结构，该结构的耐火性能相对较差，若建筑物内部发生了火灾现象，那么建筑物的钢结构的承载力就会随着内部温度的上升而降低，在这种情况下，钢筋结构很难承受建筑物总体荷载的压力，轻则会引发高层建筑物内部结构的变形，重则会导致高层建筑物出现坍塌的情况。

（二）排烟窗和送风口的设计不完善

在目前高层建筑物内部排烟窗的设计中，其结构设计也存在着不合理的情况，难以与建筑物的实际应用效果相匹配。甚至有些建筑物在安装排烟窗的时候不能够严格地按照行业内的标准要求进行，而且在实际的应用过程中，也没有从建筑物的实际情况入手进行合理地应用。所以，在高层建筑物内部发生火灾之后，很多内部的排烟窗并没有开启，而且这些排烟窗的开启也需要一定的时间，甚至一些排烟窗根本打不开，这就为高层建筑物内部的救援工作带来了极大的困难。此外，在设计的过程中，建筑物内部必须完善排烟窗的自动开启装置与消防联动开启装置，从而使得排烟窗的设计更加具有合理性。其次，在高层建筑物的送风口设计中，送风口设计存在着很大的随意性，尤其是风速不均、风量不均等现象普遍存在，而且在某些高层建筑物的设计过程中，为了节省设计成本依然采用了旧式百叶窗的设计，这种设计存在着很大的弊端，其管道狭长而且内部的平滑度严重不足，这种设计结构会导致高层建筑物内部的送风口送风功能难以正常实现，也为火势的蔓延增加了不良的影响因素。

四、高层建筑物防火排烟设计的措施

（一）自然排烟窗的设计

在高层建筑建设的过程中，对于防火排烟窗的使用需求进行自然烟雾冲洗系统，高度满足现代高层建筑的排烟需求，且冲洗系统要满足排烟标准。当发生火灾时，仅仅靠灭火器进行灭火是不合理的，无法及时将火情扑灭，因此，要借助自然烟雾冲洗系统在火灾发生时自动启动消防设施。由于当前这些设备在市场上的价格较为昂贵，致使许多小型的高层建筑资金不足，无法较好的进行系统的安装，如今绝大多数高层建筑使用的设备主要是玻璃窗。但这不满足现代化的救火要求，无法在实际中起到良好的作用，因此，要使用自然排烟窗较好的确保人们的人身安全。

（二）送风口设置

消防防火排烟设计的主要是对烟雾及火焰进行设计，有效地确保送风口的尺寸满足该建筑的需求，并且处于封闭状态。同时，在管道设计的过程中，应当注意表面不可叠层供气，表面也不会变得十分光。当然，若管道未关闭或长度过长，易导致空气量的不平衡，使得该建筑的消防防火排烟送风口的设置受到一定程度上的影响，不利于火灾的救助。在高层建筑消防系统中，应当进行正确的操作规范和符合国家政策。

（三）防排烟设计

对于高层建筑的消防防火排烟系统的设计过程而言，对于防排烟的设计是十分艰难的，其要求是十分严格的，目前社会上，绝大多数的高层建筑皆是没有设置天然烟雾的。因此，在实际的设计过程中应当采用正确的措施来维持正压的关系，并且能够较快地执行排烟操作，实现有效的消防、灭火。目前，许多的高层建筑都设置了外窗、防火门及排烟装置，虽然这些对于灾情有着极大的帮助，但对于防排烟的设计也是极其重要的，应当加大重视。与此同时，裙房的设计为建筑提供了自然灭火设备。

（四）机械排烟系统设计

就目前高层建筑消防防火排烟系统的设计过程而言，需要在防烟楼梯和前室内设计单独的送风系统，并安装自动调节装置，使得其余压值高于楼梯间和前室。目前我国高层建筑的消防防火排烟系统的设计由于相关技术人员的技术水平有限，导致无法对系统中的自动安装系统进行及时的安装，使得排烟系统存在缺陷。同时，对于对风口楼的选择上存在选择不正确的问题，随意调整风口面积，影响了高层建筑内的风速和风量。

五、结论

在当前的社会发展背景下，高层建筑物已经成为了当前城市建设的主流设计形式，高层建筑物的出现推动了我国当前的城市化建设进程，但是该建筑类型由于内部密度大、通风不畅等情况也为消防工作带来了极大的挑战。所以，从这个角度来说，高层建筑物的消防排烟设计工作意义重大，涉及了人民群众的生命与财产安全，加强对该方面的设计工作对于消防工作的发展十分具有积极意义。但是就目前的设计情况来看，高层建筑防火排烟设计依然存在着很多不尽人意的地方，一些突出问题的存在延误了宝贵的救援时机，在本文的研究与分析中，通过各种措施方法的阐述与论证进一步完善了高层建筑物消防排烟设计的规范，并且对其中的细节部分进行了重点的探讨，希望本文的研究能够补充高层建筑物消防排烟设计工作的不足，为高层建筑物的良好发展提供有价值的参考意见。