摘要：提倡自然排烟方式在高层建筑防排烟设计中的运用，分析了高层建筑火灾的危害特点及严重后果，阐述了高层建筑防、排烟系统的设计要点。
关键词：高层建筑；防烟；排烟
高层建筑发生火灾，产生的烟雾阻碍人们逃生和进行灭火行动，是火灾中对人们生命安全危害最大的因素。高层建筑火灾的火势蔓延较快，且危害严重。若建筑防火分隔或防火处理不当，往往会使高层建筑的楼梯间，电梯井，风道，电缆井等竖向井道成为火灾蔓延的途径。其次，高层建筑烟火蔓延途径较多，极易形成立体火灾。高层建筑的竖向管井，玻璃幕墙缝隙等极易形成烟囱效应，成为烟火蔓延的途径。据测定，高层建筑火灾的垂直蔓延速度在火灾发展阶段可达3~4m/s，且火灾发生5~7分钟后，室温逐渐升高，氧气减少，达到爆炸浓度的可燃气体在室内高温的炙烤下，温度会提升到600摄氏度以上，一旦遭遇外部新鲜空气，便会发生爆燃。实验证明，2/3火灾中，大部分人员伤亡均因烟气所致。
目前，高层建筑防排烟系统一般分为三种：①自然排烟；②机械排烟；③机械加压送风防烟方式。笔者通过工作实践试对高层建筑防排烟设计等问题进一步探讨。
1、自然排烟
自然排烟是利用热压、风压使室内外空气对流并利用外窗、阳台、凹廊等建筑设施排烟，它不需要专门的排烟设备，火灾时不受电源中断的影响，有利于人员的疏散和火灾施救，构造简单经济，平时可兼作换气用，笔者建议高层建筑尽量考虑采用自然排烟方式，这种做法经实践证明取得了很好的效果。另外利用楼梯间外窗，特别是在楼梯间顶部设置百叶口，也是一种可靠、有效、投资少的方法。我国高层建筑设计应加强自然排烟方式的研究和探讨，尤其是现行《民用建筑设计防火规范》中可采用自然排烟方式的部位应尽量采用。可设置防烟楼梯间，防烟楼梯间是指具有防烟前室和防排烟设施并与建筑物内使用空间分隔的楼梯间。其形式一般有带封闭前室或合用前室的防烟楼梯间，用阳台作前室的防烟楼梯间，用凹廊作前室的防烟楼梯间等。适用范围：高度超过32m，且每层人数超过10人的高层厂房；塔式住宅；一类高层建筑；高度超过32m的二类高层建筑；11层以上的通廊式住宅。设置要求（1）楼梯间入口处应设前室、阳台或凹廊。（2）前室的面积，对公共建筑不应小于6m2，与消防电梯合用的前室不应小于10m2；对于居住建筑不应小于4.5m2，与消防电梯合用前室的面积不应小于6m2；对于人防工程不应小10m2。（3）前室和楼梯间的门均应为乙级防火门，并应向疏散方向开启。（4）如无开窗，须设管道井正压送风。但是一类高层必须有管道正压送风。
在高层建筑的防排烟分区划分上，按照建筑物使用的用途来说，可划分为居住或办公用房，疏散通道，楼梯，电梯及其前室，停车场等防烟分区。按照建筑物的面积来分，可分为若干基准防烟分区，确保这些形状和用途不同的防烟分区在面积上保持一致，以便采取一套同样的防排烟设备对各层的防烟区连贯起来。按照建筑物的方向来划分，应尽可能按照建筑物的用途先沿着垂直方向按楼层划分为防烟分区，再沿着水平的方面根据面积划分为防烟分区。
2、机械排烟
2.1排烟口的设置机械排烟系统的排烟口，应按防烟分区进行有组织的设计布置，宜设在走道正上方的天棚上和防烟分区的中心部位。在试验过程中，走道内的排烟口，在工作时处于负压状态，排烟口下方在其周围始终聚积着一团浓烟，如果排烟口位于安全疏散出口较近的位置，将影响人员的安全疏散和灭火行动的进行，因此排烟口的位置应设置在距安全疏散出口较远的地方，即避开安全疏散出口。另外，高层建筑地下室的地面出口既是人员安全疏散的必经之道，也是自然补风的进风口，必须避开火灾时排出到地面的烟气的影响。因此，地面排烟口宜设置在本地区主导风向的下风方向，且与地下室地面出口保持20m～30m远的距，同时，排烟口排出的高温烟气不应吹到邻近建筑物和室外疏散、救援人员身上。
随着高层建筑数量的增加，设置于高层建筑内的商场、超市、营业厅、展览厅等大面积空间越来越多，其普遍具有人员密集，流动量大，可燃物多，用电设备多，电气线路复杂等特点，一旦发生火灾，烟气扩散迅速，人员疏散比较困难，容易引起混乱，造成群死群伤恶性火灾事故的发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这些部位的防排烟系统设计，根据规范第8.2节关于自然排烟的规定，第8.4节关于机械排烟的规定，在进深不大或建筑中心地带设有具有自然排烟条件的中庭，同时可开启外窗面积不小于该房间面积的2%时，这种处理是合适的。但是笔者认为，参照第8.4.1.1条规定，以下情况应增设机械排烟系统：
①不管其可开启外窗面积是否不小于该房间面积的2%，进深超过60m，又无可自然排烟中庭的大空间 ②开间超过60m，进深超过20m，前后外墙不设外窗，或因广告牌等影响外窗不能开启的大空间，都应该考虑设置机械排烟系统，适应大面积空间火灾蔓延快、高温烟气扩散迅速、人员疏散量大、疏散距离长等特点，其排烟系统的排烟量按第8.4.1条规定计算确定。
3、机械加压送风防烟方式
机械加压送风防烟方式控制系统简单、安全、可靠，近年来已成为各类高层建筑广泛采用的防烟方式。设计机械加压送风系统时主要需确定：
①加压风机的风压；
②加压送风风量；
③加压送风系统与消防中心联动控制；
④加压送风道断面尺寸和其送风口断面尺寸。其系统的设计要点是：
3.1楼梯间和合用前室应分别独立设置机械加压送风系统。
3.2为保证有效的防烟效果，设计时计算确定的加压送风量不应小于规范所规定的数值。
3.3前室机械加压系统送风口应每层设置一个，送风口为常闭式。当火灾层烟感器探得火灾讯号时，其讯号将立即送到消防控制中心，并立即开启加压风机，同时将火灾层及上、下相邻楼层前室的送风口打开，对前室进行加压送风。
3.4为保证有效的防烟效果，设计时应使楼梯间加压送风的压力高于前室压力，前室压力高于走廊或室内压力，规范要求“防烟楼梯间为50Pa”、“前室、合用前室、消防电梯前室、封闭避难层（间）为25Pa”。
4、高层建筑门窗密封性问题
现在人们对高层建筑门窗的防火性能已比较重视，但对它们的防烟性能还注意不够，不少门、窗的边框缝隙较大，又没有防火封条，起不到挡烟效果。在一些防烟隔墙或隔板上还留有大量的穿管、穿线用的洞口，它们也可能成为烟气蔓延的重要途径，尤其是那些穿越楼板的竖直洞口，非常有利于烟气的蔓延。这些似乎是一些细节问题，但不少火灾事故的扩大恰恰是忽略这方面的问题造成的。通常不同层防火分区是用楼板、防火墙、防火门、防火卷帘来划分。同一层的防火分区是用防火墙、防火卷帘和防火门来划分的。防烟分区通常是按楼层划分，同一层内，是按房间隔墙、下垂的50CM的梁和挡烟垂壁划分的。高层建筑一类建筑每个防火分区1000平方米，二类建筑1500平方米，地下室500平方米。设有自动灭火系统的可增大一倍，一类建筑的电信楼可增大50%，高层建筑裙楼2500平方米，设自动灭火系统时可增大到5000平方米，每个防烟分区是500平方米。
对一幢建筑物来说，应根据建筑物的等级、层数，从整体布局，建筑平面，结构形式及用料上全面考虑防火安全问题。公用设施还要布置安全报警，消防通讯广播，灭火及自动喷洒系统，应急照明及特备电源等。通风空调设计则应考虑通风、空调系统本身的安全及整个建筑物保证人员安全疏散与扑救火灾的防排烟系统。
参考文献：
[1]万利娟.浅析我国高层建筑防排烟工程设计[J].华章. 2011（10）
[2]吴明.建筑防排烟消防设计中的问题探讨[J]. 制冷空调与电力机械.2011（04）
[3]范榕.高层建筑防排烟设计需注意的若干问题探讨[J].中外建筑.2011（07）
论文作者:陈虎
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/5
标签：排烟论文; 高层建筑论文; 楼梯间论文; 火灾论文; 分区论文; 系统论文; 建筑物论文; 《基层建设》2018年第11期论文;