摘要：在高层建筑设计中，排烟系统规划设计意义重大，一方面通过排烟系统能够有效地排除烟气，从而改善空气环境，提高居住质量；另一方面，防排烟系统在火灾防范、扑救中具有重要作用，能够有效减少烟气窒息等事故的发生。对此，本文首先介绍了常见的建筑防排烟方式，并详细分析了高层建筑防排烟系统中的常见问题，然后提出了一系列高层建筑防排烟设计优化对策，以保障高层建筑防排烟效果。
关键词：高层建筑；消防防火排烟设计；探讨
1 引言
随着经济的发展，我国建筑的发展也在蓬勃发展，建筑防排烟设计对于建筑是非常重要的，但是现在的建筑防排烟系统仍存在一些问题，对于建筑的本身和建筑内人员都存在安全隐患。因此，加强建筑防排烟设计事具有重要的意义。
2 建筑防排烟方式
建筑防排烟工程主要涉及两个方面，防烟和排烟。防烟主要是利用某种措施避免烟气从有烟区扩散到无烟区，并尽可能降低着火区域内烟气量；排烟是通过措施尽快把烟从烟区排放到大气。而具体工程中防排烟指建筑物内部设置的避免火灾蔓延的防烟系统和排烟系统。两者分别起到了防止烟气扩散和尽快排烟的作用。依据相关规范，建筑内排烟可采用开启外窗等自然排烟或机械排烟方式；防烟可采用自然通风或机械加压送风方式。
3 高层建筑消防防火排烟设计存在问题
3.1用于自然排烟的可开启外窗设计不合理
在设计过程中可能会出现构造方面的误区。比如，一些排烟窗应为不固定的，但是由于设计失误，可能将其设计为固定窗，从而无法实现有效排烟。另外还有一些将能够开启的排烟窗设计在窗的下部，而固定窗则被设计在窗的上部。上述做法并不符合客观规律，在实际应用中也会严重影响到排烟功能。
3.2 地下地上共用（防烟）楼梯间，其加压送风系统未分开设置
高层建筑的地下室或半地下室与地上层共用（防烟）楼梯间时，在首层与地下室或半地下室的出入口处设置耐火极限不低于2.0h的隔墙和乙级防火门，将楼梯间上下隔开。此时，地下楼梯间与地上楼梯间应分设加压送风系统。在设计时若未注意共用楼梯间设计中的这一变化，忽视了该道防火隔墙和防火门（着火时处于关闭状态）的存在，而上下仍设加压送风系统。这种设计在火灾时该系统不能正常有效地发挥防烟功能。
3.3风机风量确定未合理考虑风道（竖井）漏风系数
送风井（管）道应采用不燃烧材料制作，且宜优先采用光滑井（管）道，不宜采用土建井道。当采用金属管道时，管道设计风速不应大于20m/s；当采用非金属材料管道时，管道设计风速不应大于15m/s；当采用土建井道时，管道设计风速不应大于10m/s。送风管道的厚度应按现行国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB 50243的有关规定执行。
3.4面积超过 50 m2、无窗井的地下制冷机房、空调机房、变配电室未设机械排烟
《建规》中规定：除利用窗井等开窗进行自然排烟的房间外，各房间总面积超过 200 ㎡或一个房间超过 50 m2，且经常有人停留或可燃物较多的地下室，应设置机械排烟设施。很多设计人员对于无窗井进行自然排烟、面积超过50 m2的地下制冷机房、空调机房、变配电室没有设计机械排烟设施，这是不妥当的。
3.5 防排烟设计加压送风口、排烟口风速控制
1）加压送风口风速不宜大于 7ｍ/ｓ被忽视
《高规》8.1.5 条规定：“送风口风速不宜大于 7ｍ/ｓ”，以免造成过强的吹风感，使人不舒服。但部分设计人员在设计中忽视了这条，设计出来的数值经计算其送风口风速远远大于 7ｍ/ｓ。
2）排烟口风速不宜大于 10ｍ/ｓ被忽视
《高规》8.1.5 条规定：“排烟口的风速不宜大于 10ｍ/ｓ”。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但实际中存在有些设计人员在设计中根本忽视了这条，设计出来的数值经计算其排烟口风速远远大于10ｍ/ｓ。如有一高层建筑其地下后备库房划分了4 个防烟分区，最大防烟分区面积为 200 ㎡，排烟量为 12000ｍ3/ｈ，设计选用两个百叶风口，尺寸为 300ｍｍ×800ｍｍ，经计算其风速ｖ=13.9ｍ/ｓ，远大于 10ｍ/ｓ，不符合《高规》规定要求。
3.6防排烟风道的抗震问题
根据《建筑机电工程抗震设计规范》GB50981-2014中指出防排烟风道及相关设备应采用抗震支吊架。但在实际的设计时，设计人员未能考虑到这个点，违反了强条，在以后的设计中应全面的把握设计内容，及时熟悉国家相关规范。
4做好高层建筑防排烟设计的对策
1）在高层建筑防排烟设计中，自然排烟经济性较高，施工便捷，而且维护管理比较方便。如果满足自然排烟条件，则可以优先选择这一设计方式，但是如果设计方式不当，则会很难达到设计要求。排烟窗设计对于自然排烟的效果具有很大影响，下文将对自然排烟窗（排烟口）的位置、结构形式及有效面积进行详细分析探究。当火灾发生时，排气为上升气流，为了提升排烟效果，可以将自然排烟窗设置在排烟区域外墙上方或者屋顶上。如果设置在外墙上，则排烟口底标高不应该低于室内净高度的 1/2，而且还需要设置便于开启的自动装置或者手动装置，而且手动开关应设在距地面 0.8~1.5m 位置。与此同时，自然排烟窗的开启方向应该沿着火灾气流方向；自然排烟窗与防烟分区的最大水平距离应该控制在30m以内。只有严格设置排烟窗，才可以达到较好的自然排烟效果。
排烟窗口的形式有很多中，不同形式的排烟窗口，其有效面积参数也是不同的。
对实际工程进行调查研究发现，当采用侧拉窗时，有效面积应按开启的最大窗口计算；当开启角度大于等于70°，其面积可按窗的面积计算；当开启角度小于 70°，其面积近似按以下公式计算窗的有效面积：Fp=Fc×sinα式中：FP指的是有效排烟面积，m2；Fc指的是窗的面积，m2；α指的是窗的开启角度。
2）要定期经常的培训相关人员，强化对相关人员的指导，包括设计人员、施工人员以及管理人员。提高他们对高层建筑防排烟设计和施工水平，加强安全教育，熟练的掌握消防报警设计以及灭火设施的设计。相关的设计单位和施工单位在工作的时候，应该严格依据相关的规范和要求来进行，否则就很容易导致各种问题的发生。
2）对施工图进行严格的审核，控制施工图纸的质量；消防部门和监督部门在对施工图纸进行审查的时候，需要重点审查高层建筑工程的排烟系统设计，任何一个微小的细节都不能放过，比如排烟窗的位置、大小、选择的结构形式等等，因为任何一个环节出现了问题，都会影响到整体的排烟效果。
3）合理的选择排烟方式，可以将自然防排烟设计应用到房间、前室、防烟楼梯室等地方，如果是一些密闭区域，面积超过50平方，或者是长于20米，并且没有自然通风的走道，那么就需要应用机械排烟设计，机械加压送风设计主要应用在那些合用、防烟楼梯前室。
4）如果井道的漏风比较严重，那么就需要对附加系数适量的加大，然后合理的设计风压和风机的风量，可以将电动风阀设置在风口处，这样既可以防止有窜风现象存在于井道中，又可以避免选择过大型号的风机。
5）做好施工进度计划安排，对责任制度进行完善和健全，增强工作人员的责任感。
5 结束语
综上所述，高层建筑防排烟设计是高层建筑设计中的一个重要环节，如果不能做好防排烟工作，则会直接影响建筑的使用安全。
因此，必须充分掌握防排烟设计的理论，充分利用相关防排烟的规范，科学合理地设置防排烟系统。除此以外，还应该加强高层建筑防排烟设施的维护和管理，这对高层建筑防排烟设计系统的完善是至关重要的。
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论文作者:刘化瑾,秦历民
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/13
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