摘要：在对建筑项目进行设计时需要考虑相当多的内容，而消防设计作为对建筑的使用安全有着直接影响的一项内容而被格外看重。作为现代建筑中的重要消防安全措施，防排烟系统设施对于提高建筑使用安全性具有重要作用。本文对高层建筑防排烟系统设计问题进行了探讨。
关键词：建筑防排烟；设计；措施
前言：
随着城市的高速发展， 民用建筑数量越来越多， 消防要求也越来越严格。防排烟作为消防设计中重要的一项意义重大。建筑防排烟的目的就是为了控制建筑火灾的烟气流动，有利于人员安全疏散，保证消防救援的顺利展开。烟气的控制和排放建筑环境设计人员的重点，因此对其进行探究，对后续防排烟设计起着重要的促进作用。
1、高层建筑防火排烟的重要性
近年来，我国经济的快速发展，带动了我国建筑行业的不断进步，城市建筑的规模与数量均处于不断增加的状态中。随着近年来我国建筑在复杂性以及高度上的增加，自然排烟已经很难满足现代建筑对于排烟上的需求，因此必须要适当增加机械排烟来满足建筑的排烟需求。但实际上国内的建筑设计中仍未将机械排烟考虑在其建筑的设计范围之内，仍以自然排烟为主，这对于建筑消防而言是相当危险的，一旦出现火灾，将会导致建筑内部聚集大量的烟尘，使得人员的疏散极为困难，进而扩大事故的影响。在高层建筑中，一旦发生火灾等重大灾害，即使消防人员以最快的速度赶到事故发生地，营救仍存在着极大的困难，极容易造成重大的财产损失与人身伤害。因此，必须进一步加强建筑防火排烟的设计工作。
在我国，火灾发生后，由于高层建筑的特征，火势会越来越大。据调查，在建筑发生火灾的时候，有一半以上的人不是由于烧伤而死亡，而是由于火灾发生过程中，产生的浓烟等粉尘物，从而导致窒息或者呼吸道烧伤而最终导致死亡。高层建筑火灾具有以下几个方面的特点：1.火势蔓延迅速。由于我国高层建筑的自身特点，火灾产生的烟气会在横向、竖向两个方面快速蔓延，蔓延速度远远超出人们的疏散移动速度。2.疏散困难，救火难度大。由于高层建筑地理位置较高，内部空间众多，居住人员也较多，因此，当火灾发生时，容易形成拥挤，加大了人员疏散与救援工作的难度。3.易产生轰燃现象。高层建筑的火灾易于在竖向的密闭空间内发生，而这样的空间会加剧火势的蔓延程度。当火势达到一定的程度时，容易产生热风压，逆转火势。此时，若外部空气进入，就会发生轰燃现象，造成更为严重的损害。因此，高层建筑的防火排烟工作对我国居民的生产生活具有重要的作用。
2、防排烟系统的主要设计方式
建筑火灾中，烟雾能够使人们在逃生过程窒息或者迷失方向，因此，烟雾的危害相对明火更加严重(从流体力学角度，建筑内部烟雾流动是由于风引起的，同时，各种通风系统之间会形成一定的压力差，而由于温度差的影响造成气体密度差， 这三个方面导致火灾中烟雾的扩散形成烟囱效应。建筑防排烟工程主要涉及两个方面，防烟和排烟。大面上讲，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，并且尽可能的降低着火区域内的烟气量;而排烟就是通过措施尽快把烟从烟区中排放到大气中。根据《建筑设计防火规范》的有关规定，建筑内部的排烟可以采用开启外窗的自然排烟方式或机械排烟方式，建筑内部的防烟可以采用机械加压送风的防烟方式。
2.1 防烟系统设计方式
当前，高层民用建筑防烟设计的方式主要有自然排烟与机械加压送风两种方式。在《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称 《高规》 )中规定:高层住宅等疏散楼梯间及前室采用自然排烟防烟， 烟气被允许进入安全保护区。但是，从安全角度分析， 利用自然排烟方式，其排烟量与排烟速度都不能满足高层民用建筑防火安全要求，因此，在条件允许的情况下尽量避免使用自然排烟方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆机械加压送风是当前民用高层建筑防烟设计中常用的方式。在机械加压送风设计过程中，要从三个方面强化设计的有效性。第一， 提高送风量计算的精确度。送风量是机械加压送风系统安全性设计的关键，实际中，由于工作条件的限制送风量往往被简化，从而导致送风量设计时不够精确。在实际的工作中，应当建立健全建筑模型烟尘控制区，从整体的角度确定送风量，从而提高系统的安全性。第二，风量与风量范围匹配。实际中，设置防火门或空气泄漏数量对送风量会产生显著的影响，同时，空间内的洞口越多，面积越大，加压空间的送风量也越大，加压面积难以保证正压值，此时只能通过增大送风量来实现。因此在设计过程中，要将加压空间与送风量根据实际情况进行匹配，提高设计的最大空间合理化。第三，优化系统运行方式。实际中，着火时开启着火层送风口对于防排烟意义不大，设计时， 应着重考虑单点火灾。同时，要保证开启着火层前室送风口容易实现， 并且经济可靠。
2.2 排烟系统设计方式
建筑排烟分为机械排烟和自然排烟两种方式，在实际时应当根据相关规范，确定具体的排烟方案。在排烟系统设计时要注意以下几个问题:
(1) 自然排烟主要靠烟气的浮力，火灾时消防喷淋系统影响烟气排放，条件允许时应采用机械排风。排烟窗在迎风面容易倒灌烟气， 可以采用弦窗或平移窗改善这一状况，将烟气排到外部，这种方式不影响建筑物外墙和采光，但成本较高(高层建筑由于热压作用，存在压力差，所以室内防火、 防烟分区应适当考虑，否则，冬季容易出现烟气倒灌现象 。
(2) 发生火灾时室内温度高，烟气中含有大量未燃烧气体，烟雾自然排出时可能会形成火焰，导致火灾蔓延。自然排(通)风窗口的高度应比蓄烟高度更高，以保证人员疏散的安全，排烟窗一般位于房间一半高度上方。无论是自然或机械排烟，最终为了疏散人群减少有毒气体的侵害，当烟气温度超过 280℃，结束排烟系统工作，避免加剧火灾强度。
3、优化防排烟设计措施
在初步设计时，消防机构应当与建设单位进行良好的沟通，严格按照规范进行审核。而对于一些平面布局调整、 使用性质改变的防排烟设计， 要根据布局和使用性质以及施工可行性确定设计方案。建筑的设计人员在进行建筑的防排烟系统设计时必须要对其内部空间有充分的了解，进而得知建筑对于其内部排烟系统的需求情况。关于自然排烟与机械排烟的选择应当从建筑的排烟需求上去考虑，对于自然排烟难以满足的情况则应当采用机械排烟的方式，并设计好相应的排烟系统，从而保证机械排烟的顺利进行。在排烟设计中不仅要选择正确的排烟方式，同时也应当对做好防烟的分区工作，并设计防烟楼梯以加强建筑的整体排烟能力，通过利用建筑的内部空间布局以及建筑设计形式来充分提高建筑的排烟效率，使建筑的消防安全性得以有效提升。
根据《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)相关规定：不具备自然排烟条件的防烟楼梯间应设置独立的机械加压送风的防烟设施，其不具备自然排烟条件的前室可以利用楼梯间送风的余压达到规范要求，无需再设置正压送风，从而满足经济合理要求。但实际的工程中，许多设计人员或施工人员，都忘在楼梯与前室之间设计、安装一个余压阀，导致实际上楼梯间的风压无法进入前室，造成楼梯间的风压太大，影响到疏散，而前室只靠楼梯防火门的缝隙漏风，风压又不足的事实。总之，在前期的设计审核过程中，要本着严格按照规范要求设计的原则，同时兼顾施工工艺难易程度等因素，尽可能优化设计方案。
4、结语
在火灾发生时，防排烟系统是重要的组成部分，能够有效控制火灾产生的烟气，防止扩散到消防疏散通道，影响到消防救援工作的开展。作为设计人员要全面掌握监管要求，同时，在掌握最新防排烟技术的同时认真分析其客观特征，检查容易出现问题的设计细节，提高防排烟系统的运行效率，为火灾救援工作的顺利开展奠定坚实的基础。
参考文献
[1]赖庆林.建筑防排烟设计若干问题的探讨[J].暖通空调，2012
[2]姜自富.高层建筑消防防火排烟设计中的问题及对策[J].山西建筑，2016
论文作者:朱加友
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/21
标签：排烟论文; 建筑论文; 烟气论文; 火灾论文; 自然论文; 方式论文; 高层建筑论文; 《防护工程》2018年第27期论文;