王江伟
浙江施朗龙山工程设计有限公司 浙江嘉兴 314000
【摘要】伴随着城市化进程的加快，高层建筑凭借其节约土地的优势，逐渐成为城市建设与发展的主流。但高层建筑密集、人口众多，消防队员应给予高度重视。但在高楼大厦中，一旦发生火灾，烟尘会迅速扩散，造成严重危害。为此，在高层建筑的防火设计中，应重视排烟系统的设计，以最大限度地降低火灾给居民带来的危害。在分析高层建筑消防安全现状的基础上，指出目前火灾烟气设计中存在的各种问题，并提出具体的改进措施。
关键词：高层建筑；消防；防火排烟
0.引言
以往高层建筑火灾频发的主要原因是高层建筑在防火、排烟设计上存在问题。针对高楼大厦防火和排烟设计问题亟待解决，对于发生火灾时不能及时逃离的居民，创造适当的居住空间环境至关重要。在高层建筑消防排烟设计中，往往存在不合理的地方。督促有关施工单位做好设计工作。相关建筑市场监管机构也加强对高层建筑火灾及烟尘排放设计的监管与实施。为此，需要相关建设单位充分认识高层建筑的特点和发展需求，明确施工过程中烟气排放设计中的突出问题，有效地掌握高层建筑设计中有效的技术方法。高层的建筑物火灾、烟雾在高层建筑中起着保护公众、保障人民生命财产安全、提高设计水平、促进城市化的作用。
1.高层建筑消防防火排烟设计存在的问题
（1）自然排烟窗的设置不合理
按照我国高层建筑设计规范，建筑物上部应设置自然排烟窗，并便于开启。虽然本规范满足了排烟要求，但在实际应用过程中仍缺乏合理性。当发生火警时，用手打开自然排烟装置是不现实的。为此，应安装自动变速装置，使消防设备联接或自动开启。但市场上这种装置的价格却十分昂贵。在高层建筑中，大多数自然排烟窗都采用侧滑式。受国内技术、施工条件的限制，自动化开窗应用较少。在高层建筑火灾烟气排放测试仪中，自然烟气排出窗的设计不合理。
（2）防排烟系统的设置不全面
按照我国高层建筑的防火规定，在公共建筑中50米以上、住宅建筑中100米以上、楼梯间、避难所等不具备自然排烟条件的建筑中，应设置排烟设施。根据法律规定，楼梯间和其它部位应该保持正压状态，这样一旦发生火灾就能及时排出烟雾，且对消防队员来说也是有利的。但在实际的高层建筑中，通常大批高层建筑靠外墙有窗户的楼梯间，排烟窗和常开的防火门经常是开着的。当发生火警时，正压难以维持，并且不能使用烟控系统正常工作。另外，高层建筑还配有裙房，高层建筑的前室，消防电梯室和综合室。当这些建筑安装了自然排烟系统，就能实现自然排烟。但在在不具备自然排烟的情况下，许多建筑单位在建造房屋时没有按照要求安装机械排烟系统。
（3）通风合用系统缺乏合理性
在高层建筑中，通风系统必须保持合理的使用寿命，并满足消防排烟设计要求。虽然机械排烟系统与空调系统在我国高层建筑中并不需要共用一套通风设备，但通风系统在实际设计中经常出现。有两个问题对通风有影响：一方面，空调、通风及其它系统一般都是开着的，而排烟口一般是闭着的，只能在起火时打开，这是两者就会发生冲突。而在通风系统中，风道设备不能直接与空调、过滤器等设备相连，因此需要一种自动切换装置。这是很难在实际安装过程中做到的，而且阻力会增大。
（4）送风口的设置缺乏可操作性
竖向排烟系统一般采用与高层建筑相同规格、固定尺寸的百叶窗开口，且管道内表面不平整，风竖井不进行抹灰的处理，管道过长或密封性不强，管道的弯头拐角较多，避风口关闭不严等这几种因素的综合作用导致起来风口风速风量极不均匀。离风机越近的位置，风速越大。处在送风口末端的位置，风速很小。我国高层建筑的排风系统普遍存在这一问题，在相关规范中，也只规定，没有具体的指导方法，且缺乏可操作性。
3.高层建筑消防防火排烟设计的对策
3.1注重设计科学性
在高层建筑中，防火幕墙和管道是火灾传播最快的部位。如能及时控制火势，防止其的蔓延，则可减少一定的经济损失。尤其是在火灾之后，会逐渐形成烟雾。为了提高高层建筑的消防安全，对排烟设施进行科学设计是高层建筑消防安全的重要内容。举例来说，可以在电梯前安装排烟装置，在疏散楼梯上安装供气系统。这样能充分发挥排烟系统的经济、方便等特点，是高层建筑消防安全的重要措施。对高楼大厦的排烟设计而言，最常用的工艺是自然排烟。很多高楼大厦的楼梯间都会有一定的热压力差，而且烟会一直留在楼梯间里。所以，在楼梯间结构设计中，应该采用更倾斜的半封闭结构。当设计楼梯间时，工作人员应该正确设计和布置窗户的位置和面积。在设计楼梯间结构时，应在墙壁上设置排烟窗。在高层建筑发生火灾后，打开排烟窗即可进行排烟。
3.2合理选择排烟系统
当前在高层建筑消防排烟系统的设计中，首先要确定排烟系统。对建筑墙体两侧的余压，通量大于零时为排气，通量小于零时为进风；上部窗口可在剩余压力为零时作为进风区，下部窗口作为排气窗口，或剩余压力为零时作为中和面。所以在设计时，风窗必须安装在中和面的上部，而排风窗必须安装在中和面的下部。因为室内外的空气温度不同，所以热压就产生了。压力和密度的差异会引起高层建筑室内外空气流动对策，同时热压和风压也会对高层建筑产生影响。所以在设计过程中，窗户内外的压力差就是热压和风压之和。
3.3合理设计防火排烟
事实上，高楼大厦设计排烟时，最常使用的是机械排烟，机械防烟和自然排烟。一般来说，自然排放的烟道气体以热能和风能产生的压力为动能。当排烟器通过排风机产生气流时，将会产生压力，改变排烟方向，从而更好地实现防烟。在高层建筑防火房间、楼梯间和集中室中，常能看到这种装置。在建筑物前面的房间通常有外窗和开放的阳台。开窗时，不需要防烟设计，自然地烟雾就能散发出来。紧急避难层应考虑长时间封闭，因此应采用加压供气的设计方法，达到灭火、排烟的目的。与此同时，楼梯间应设置通风口，通风口应每隔1-3层设置。最后，可以使用机械排气来从管道中排放烟气，以降低有害烟气的浓度。排烟处通常设在走廊，地下室和房间。
3.4防排烟设备、部件设计
对排烟装置及其组件可通过设计防火阀、排烟阀和排烟器进行进一步优化设计。防火阀可分为复合传感器、感应器和热敏元件。阀门的类型一般可以分为气动传动、电机传动、重力传动等。应用最为广泛的有烟雾防火阀、弹簧防火阀和重力防火阀。防火风口设计应符合防火空调通道、风量及出风设计要求。出现险情时，可立即恢复弹簧，切断阀门电源。在设计电子自动控制排烟阀时，可自动切断电源并及时报警，实现对排烟阀的实时操作。此外，温度感应原理可以用来在达到某一温度时重新启动和关闭气门弹簧，以防止火势蔓延导致处于密封状态。所以在紧急情况下，可以控制信号。目前所用的排烟装置有一个专用的风扇，它可以在温度较低时连续运行，在温度较高时也可以连续运行，并且转速可大于两档。
4.结语
伴随着经济的发展和人口的增长，高层建筑将成为人们日常生活和工作的场所，成为未来城市建筑的主流。在方便人们生活的同时，高层建筑的建筑技术和防火技术也成为人们关注的重要内容。本文通过对高层建筑消防排烟设计的研究，帮助解决高层建筑在消防设计中存在的问题，从而提高了高层建筑消防设计质量，为人们创造安全的居住环境。
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