浅析高层建筑设置防排烟系统的重要性

邢海龙

摘要：现代建筑逐渐朝向高层化和超高层化建筑方向发展，高层建筑规模越来越大。而在高层建筑发展过程中，消防安全也越发受到重视，人员疏散成为消防安全的重要环节。高层建筑火灾事故中，由于烟气窒息导致的死亡事件层出不穷，为降低火灾损失，保证人员安全，高层建筑需要设置好防排烟系，本文就此展开研究探究高层建筑防排系统设置的重要性，并对防排烟系统的设计提出了一些意见。

关键词：高层建筑;防排烟系统;重要性

一、高程建筑中防排烟系统的重要性

防排烟系统是采用一定手段对建筑物内的烟气流动进行控制，帮助人员疏散逃生提供保障。防排烟系统需要根据防火标准进行设置，分为防火区和防烟区，其中防火区要根据建筑类型和耐火等级进行划分，其主要是控制火势进而减少损失;防烟分区不可超过500㎡，且不可跨越防火区一般。防烟区包括防火分隔和挡烟垂壁。电气控制主要是通过防火分区将烟气控制在一定范围内，确保其他区域无烟气出现，并及时排除烟气，保障逃生顺利。

对于高层建筑安全疏散工作而言，楼梯间是重要的垂直通道。高层建筑一旦发生火灾，楼内人员通过疏散通道进入安全地带。高层建筑无论平面布局如何变化，在发生火灾时，一般是从房间到走道再到前室、楼梯间，最后到达建筑底层，出到室外。火灾会导致建筑停电，平时所使用的电梯会自动停放在底层，无法用于火灾疏散，因此，楼梯间是唯一的安全疏散垂直通道[1]。

高层建筑中楼梯间是从楼底到楼顶的竖井，其在发生火灾时，建筑内竖井会出现烟囱效应起火，房间所产生的高温烟气顺着疏散通道直通楼梯间，导致楼梯间形成烟囱。根据火灾统计分析发现，火灾中由于烟气窒息死亡的人数占比较高，甚至达到78.9%，而烧死的人数也一般是先中毒窒息晕倒后才被烧死。由此可见，高层建筑防排烟系统设置的重要性。一个优秀的排烟系统可以排除火灾中80%的热量，大大降低火灾温度，提高救援成功率。

在火灾发生时，烟气水平流动速度在0.4～0.8m/s，垂直扩散速度是3～4m/s，也就是煙气在无障碍情况下，只需要1min就能扩散到几十米高的大楼中，烟气流速远超人员输送速度。而高层建筑火灾发生时，楼梯间和电梯井是重要的垂直蔓延途径，为确保疏散通道安全。在楼梯间内设置了诠释并采用机械送风，形成较大的气体压力，在疏散通道门关闭情况下，通过门缝可以向前室漏风，再向走道漏风，着火房间烟气不会顺着走到进入到前室，前室到走道构成了强劲气流，导致烟气受阻，并在走道内设置了机械排烟系统，防止高温烟气进入到前室楼梯间，始终可以保持在无烟状态中为人员安全疏散提供通道[2]。

二、高层建筑中应用的防排烟形式

1.自然排烟

很多经济发达国家在高层建筑防烟楼梯间仍然应用自然排烟形式，这是由于自然排烟十分经济简单。根据我国经济发展和管理水平，在住宅过程中可以采用自然排烟形式。

2.竖井排烟

竖井排烟井和送风井占据的空间比较大，因此一般很难被接受。我国设计人员认为竖井排烟方式由于所需截面较大，对设计布置产生影响，会导致建筑使用面积减少，因此很少使用。

3.机械排烟

（1）机械排烟和自然进风。近年来，国内外防排烟技术逐渐发展，该排烟方式被提出异议，有人认为该方式无法排出已经被烟气侵入的疏散管道中的烟气，也无法达到疏散通道内无烟的作用，导致疏散人员产生不安全感。同时，若是前室人员拥挤，理想气流组织被破坏，排烟效果也会受到影响，因此该方式很少被应用在高层建筑中。

（2）机械加压送风，利用通风机产生的气体流动以及压力对烟气流动进行控制，使烟气不会侵入到某些地区，导致该地区压力增加。近年来，我国高层建筑发展速度加快，关于机械加送风的研究也逐渐深入，该方式被涉及人员广泛采用。机械加送风排烟可以使疏散通道达到无烟目的，确保人员疏散有效安全，同时投资成本也低于机械排烟成本，值得被应用。

三、高层建筑防排烟系统的设置

1.疏散楼梯及其前室设置

根据防火要求，高层建筑均配置了消防楼梯、消防楼梯前室、消防电梯前室、合用前室，为了避免火灾蔓延，确保人员疏散安全，需要保证疏散楼梯间前室和走廊维持标准压差。也就是说，在空气压力上，疏散楼梯间压力>前室>走廊，为维持压差需要应用加压送风系统保证正压，使楼梯防火门在开启时不会进入其中。走道与疏散楼梯之间的过渡带就是前室，其是人员暂留缓冲压地带，可以避免走廊失火使烟气扩散到前室甚至楼梯间。前世需要保持正压状态，一般不单独设置加压送风系统，只是利用防火门缝渗漏时间加压，加送风口在与地面靠近的墙上或风管上设置。

加压送风系统设置可以采用避免超压措施，一般前室和楼梯间的门采用推栓外开防火门，一般情况下处于关闭状态。在前世压力过大时，人力无法将防火门推开进入前世。若是楼梯间压力过大，人员也无法将楼梯门推开进入疏散楼梯间。因此，为了防止超压现象出现，需要采取一些措施，可以在疏散楼梯间配备正压送风系统，也可以利用缝隙渗漏平衡压力，或是设置正压风机。高层建筑中常用第一种方法，其他两种方法需要设置静压传感元件在疏散楼梯间中，才能够实现自动控制。

2.中厅或大空间设置

一般建筑物火灾的燃烧温度是900～1000℃，在这种高温环境下，常温空气在加热后，体积会膨胀到4倍，若是不及时释放膨胀空气体积，着火部位的压力会迅速增加，导致火灾迅速蔓延。排烟系统能够有效降低着火区域正压，使其达到理想负压值，进而减少烟气扩散。排烟系统通常采用自然排烟或机械排烟方式，自然排烟是开启外窗进行排烟，在着火区域设置了手动排烟口或遥控排烟口。在无法使用自然排烟时，可以是进行机械排烟，排烟风机超过2800℃时能够持续工作30min，若是超过280℃会自动将排烟防火阀关闭。

建筑根据楼层，防排烟系统功能需要保持压差，中央和大空间防火区排烟量要与产烟区接近，但是无法计算准确，一般需要进行消防试验测试估算或是根据实际经验进行设计。为保证大空间出口疏散，在该空间顶部一般设有机械排烟机，其规格型号符合产烟量。

四、结语：

综上所述，高层建筑消防电梯设置防烟设施是当前高层建筑防火设计中的重点研究问题。为保证高层建筑安全提高人员疏散率。确保消防救援顺利，需要加大力度科学设计防排烟系统。

参考文献：

[1]郭伟.高层建筑防排烟系统常见问题及其对策探析[J].砖瓦，2020，No.390（06）：100-101.

[2]杨栋宇.高层民用建筑防排烟系统设计[J].山西建筑，2019，45（02）：130-132.

松原市消防救援支队江北大队，吉林省松原市，138001