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浅谈高层建筑防排烟设施的应用陈俊

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：陈俊

[导读] 摘要：伴随着改革开放进程的不断深入，建筑行业在我国取得了长足的发展，越来越多高层建筑也开始拔地而起，但需要注意的是，因为高层建筑中人员密集、管道线路排布复杂，一旦出现火灾等安全隐患，人员疏散工作有很大的难度，而在火灾中含有的大量浓烟则是导致建筑中人员死亡的重要原因，因此，科学合理的建筑防排烟设计，能够有效提升建筑的安全性，必须要引起相关企业单位的高度重视。

        新疆有色冶金设计研究院有限公司鑫桦分公司新疆库尔勒 841000
        摘要：伴随着改革开放进程的不断深入，建筑行业在我国取得了长足的发展，越来越多高层建筑也开始拔地而起，但需要注意的是，因为高层建筑中人员密集、管道线路排布复杂，一旦出现火灾等安全隐患，人员疏散工作有很大的难度，而在火灾中含有的大量浓烟则是导致建筑中人员死亡的重要原因，因此，科学合理的建筑防排烟设计，能够有效提升建筑的安全性，必须要引起相关企业单位的高度重视。
        关键词：高层建筑；防排烟；应用
        1 国内常用建筑防排烟技术简介
        基于笔者的工作经验，认为当前国内建筑中，最为常用的防排烟技术大致可以分成三大类，分别为自然排烟设计、机械排烟设计以及机械防烟设计。按照我国《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）中的相关要求。在建筑当中所采用的排烟技术，可使用打开外窗等方式进行自然排烟；机械排烟以及机械加压式送风等方法。排烟的本质，是依靠相关的技术手段，把室内所形成的浓烟快速运输至大气之中，而防烟则主要是使用相关技术手段，有效减少火灾区域当中的烟气浓度，预防烟气从火灾区转移到安全区。在我国建筑整体设计结构当中，这两部分可划分成排烟系统和防烟系统。
        对于自然排烟技术来讲，它是使用室内外空气所形成的对流效应产生风压，把烟气排放到大气层当中，当前在国内建筑设计领域，自然排烟主要是通过建筑内竖井与外部的无组织排烟。
        对于机械排烟技术来讲，它是依靠电动设备的外力帮助，把建筑物当中的热量和烟气运输到大气层当中。
        对于机械防烟技术来讲，它是使用电动设备来向室内避难场所进行风压的输送，预防有害烟雾进入到安全区当中。
        2 国内建筑防排烟设计中普遍存在的问题分析
        第一是自然排烟能力差，虽然在我国建筑当中，绝大部分拥有一定程度的可开启窗户面积，有自然排烟的基础，但是在窗户位置的设计上还存在有不合理之处（位置设计不合理、结构形式不合理、窗户面积不科学），这些问题的客观存在，导致建筑内一旦出现安全隐患，烟雾不能及时排除，建筑中人员的生命财产安全将会受到严重威胁。
        第二是排烟阀安装区域不合理。施工人员的操作方法不当或者缺乏责任意识，就会将送风阀和排烟阀安装混淆，让排烟阀无法在火灾隐患出现后发挥最大的作用。
        第三是防排烟设备没有达到相关质量要求。例如配电设备或者正压送风装置的电负荷没有达到相关的质量标准，排烟系统没有设立安全阀、金属管上没有进行防火材料的涂抹等，都会导致在极端恶劣环境下，防排烟设备不能够达到既定功能要求。
        3 优化建筑防排烟设计的有效对策
        3.1 施工企业应明确建筑防排烟设计的重要意义
        在建筑尤其是高层建筑发生火灾后，所形成的浓烈烟雾将会导致逃生的人迷失方面或者窒息而亡。因此，建筑火灾中烟雾的伤害是远远大于明火的伤害的。基于流体力学的理论可以得出，烟雾产生的流动是根据风向进行的，建筑中各类通风设备的压力差和不同着火点的温度差让空气产生了密度差。
        3.2 防烟系统的设计方案简介
        在现代化建筑当中，针对防烟系统的设计一般使用的是机械式加压送风设备，因此，在使用相关设备进行防烟设计的过程中，可通过以下途径提升设计的有效性：第一，增强对送风量运算的科学性，机械式加压送风装置的送风量是衡量建筑防烟能力的重要指标，所以在针对送风量进行运算的过程中，必须要做到严谨，应基于建筑物的设计结构，构建火灾烟尘模型，对于各火灾点发生火灾时所需要的送风量进行准确计算，提升建筑的整体安全性；第二，对送风量和送风范围进行合理限定。

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在建筑的防烟区当中，若空气泄漏口越多，泄漏口直径越大，防烟系统的整体效果便会被大幅度削弱，因此，在对建筑物进行送风设计时，需要基于防烟区的加压空间来对送风量进行计算，保障建筑防烟区域设计合理；第三提升系统设计的科学性，若建筑发生火灾时开启送风口，对防烟作用不大，因此防烟系统功能设计应针对单点出现的火灾，并且需要衡量怎样才能快速高效的打开着火点前方的送风口，由此增强建筑对于火灾的抵御能力。
        3.3 排烟系统设计方案简介
        第一，在建筑物自然排烟系统当中，重点是基于烟气自身的浮力进行设计，在出现火灾后，如果排烟口位于迎风口，烟气倒灌反倒会降低建筑中逃生者的生还可能。为了能够有效预防这一状况的出现，对于排烟窗位置，可设计成弦窗或者平移窗等方式，将烟气运输至外界，最大限度减小烟气倒灌出现的可能性，同时不影响建筑物的正常采光。但值得注意的是，此种设计方式经济成本较高，若条件允许，应优先选用机械排烟形式。因为建筑物火灾将会形成热压效应，建筑物内部和外部将会形成压强差，所以，在建筑室内的防火区，需要合理使用自然排烟设计，防止出现烟气倒灌。
        第二，在建筑物出现火灾之后，建筑物当中的相关物品设备温度将会急剧上升，产生大量具有可燃性和毒性的烟雾，这些烟雾在接触到火源之后，将会对建筑产生助燃效应。因此，为了最大限度保障人员在疏散过程中的生命安全，建筑物的自然排风窗口的设计高度应超过储烟仓高度，并使排烟窗的位置应当在房间高度一半以上。
        整体来讲，建筑物在排烟设计当中，不管使用自然排烟设计还是机械排烟设计，其最终功能都是能够在火灾出现时进行建筑内人员的有效疏散，降低烟雾对逃生人员的伤害，最大程度提升逃生人员生还的概率。但需要注意的是，若火灾发生区域的烟雾温度超过280℃之后，便需要立即关闭排烟系统，防止火灾在建筑当中进一步蔓延。
        3.4 防排烟系统的设计要点简介
        首先，若建筑物使用的是自然排风的设计方案，其开窗面积需要符合以下要求，第一，使用自然通风方式的封闭楼梯间和防烟楼梯间，需要在最高部位设置面积在1平方米以上的能够打开外窗或开口；若建筑整体高度在10m以上时，需要在楼梯间的外墙上每间隔5层内设置面积在2平方米以上的能够打开外窗或开口，设计间隔距离不超过在三层；第二，在前室位置，若使用自然通风的形式，需要将其进行独立设计，在消防室，其可开启窗口面积需要在2平方米以上，共用前室与合用前室的窗口面积需要在3平方米以上；第三，使用自然通风的形式的避难区，需要在各个方向均设置有可开启窗口，每个窗口的有效面积需要为避难区总面积的2%以上，并且每个朝向窗口的面积需要在2平方米以上。
        其次，设置于顶棚上部的排烟口，和周边易燃或者可燃物的间隔距离需要超过1m以上，排烟口需要设置自动关闭和手动关闭功能，排烟区和排烟设备之间需要保持至少30米以上的间隔距离。
        最后，在建筑吊顶位置所安装的排烟管必须要使用阻燃材料，同时和可燃物之间保持至少150mm的间隔距离，地下室设计机械式排烟时，还必须要设立通风装置，送风量需要超过排烟量的50%以上。
        4 结语
        整体来讲，伴随着我国经济的不断发展，城市建筑平均高度也呈现出逐年递增的态势，一旦这些高层建筑出现火灾，将会面临救援难度大、逃生困难、火灾隐患点多等方面的问题，因此，针对建筑的防排烟设计，是降低建筑安全隐患，延缓火势蔓延速度的重要途径，相关单位工作人员必须要对建筑防排烟设计进行高度重视，只有这样，才能让建筑具有较好的安全性，提升建筑内人员在火灾发生后逃生的可能，为保障我国群众生命财产安全作出应有的贡献。
        参考文献：
        [1] 吴兆武，张兵.排烟口个数与挡烟垂壁高度的关系探讨[J].山西建筑，2019（7）：146-147.
        [2] 中国建筑标准设计研究院.07K103-2 防排烟设备及附件选用与安装[S].北京：2007.
        [3] 中国建筑标准设计研究院.15K606 建筑防烟排烟系统技术标准图示[S].北京：2018.