高层建筑防排烟设计常见问题分析

高层建筑防排烟设计常见问题分析

郑明权

身份证号码：42118119830914xxxx广东广州511400

摘要：随着我国社会经济的发展，民用建筑逐渐朝高层发展，对节约用地起到了不可替代的作用。但高层建筑火灾隐患多，一旦发生火灾，火势迅速蔓延，严重影响人员疏散和火灾扑救。火灾中产生的烟气是造成人员死亡的主要原因。本文对高层建筑防排烟系统设计中经常出现的问题，从机械加压送风防烟设施部位的设计和正确合理的设计机械排烟量两方面做简要分析。

关键词：高层建筑；防排烟；设计

引言

近年来，高层建筑火灾事故呈明显上升趋势，群死群伤事故时有发生，给国家和人民生命财产造成了极大的损失。统计资料显示，在各类火灾事故中，绝大部分的人员伤亡是因烟气窒息，中毒，不能安全疏散所致。在过去的一些火灾事例中足见防排烟在高层建筑消防安全中的重要地位。如何才能做到火灾发生时能及时排除烟气并有效防止烟气进入安全疏散通道，保证人员在较好的能见度下进行安全疏散，同时方便消防人员更有效的开展灭火救援工作，最大限度地减少高层民用建筑火灾事故中的人员伤亡，科学地进行防排烟设计、施工、管理尤为重要。

当前，由于部分设计和施工人员对国家规范标准理解不够透彻、不全面，导致在疏散走道、疏散楼梯间、前室、合用前室、避难层等人员疏散场所的防烟设计、施工上存在一些缺陷，导致工程在设计、施工中存在一些明显的火灾隐患。为此，结合工作实践，谈谈当前高层建筑防排烟系统中存在的一些问题。

1、机械加压送风设计出现的问题及分析

设置机械加压送风防烟系统，其目的是为了在高层建筑物发生火灾时提供不受烟气干扰的疏散路线和避难场所。

工程实例中有较多加压风口的风量达不到规范要求，有的送风口风速甚至接近于零，加压风口的位置设置不当，导致余压值难以形成，无法形成防烟效果，给人疏散及救护起不到很好的保护作用，造成这种现象的原因主要有以下几个方面：

（1）风机选型不当。主要是设计过程中存在的问题导致对风机加压系统的风量计算不准确，主要包括：

未充分的考虑各方面的漏风系数，从而在设计过程中对风压的计算有误；

忽略了土建风道的粗糙系数的修正，风井转接处的风压阻力考虑不全，导致风机的风压取值偏小；

有的建设单位不按设计的风机型号参数订货，购买风机习惯采用参考风机功率值，而不是按照风机风压、风量订货，导致风机风量，风压严重不足。

（2）加压送风量不足，起因主要有：

楼梯间地上、地下加压送风系统合用时未按照两把楼梯的加压送风量叠加计算，导致地下室加压送风量严重不足；

地上层数较多的加压送风系统与地下室加压送风系统合用时，加压送风口采用常规的送风口，风量无法调节，以致地下楼梯间加压送风量不足。

以上原因造成各层送风口的风量风速严重不平衡，离风机较远的送风口风量不足，甚至末端送风口的风速，特别是地下室加压风口风量接近于零，起不到防烟作用。

（3）土建竖井施工质量差，漏风严重。有相当多的工程因通风竖井不抹灰或管道连接不严实，常闭风口关闭不严实，漏风十分严重，导致送风口风速、风量达不到规范要求；有的施工单位甚至取消了竖井连接吊顶风口的风管，利用吊顶空间代替风管，也造成风管风口风速偏小。

（4）机械加压送风系统与自然排烟设施重复设置。对于部分可以开启外窗，但可开启外窗的面积不满足规范要求的应设置机械加压送风系统，有的工程设计人员在上述部位按照规范要求设计了正压送风系统，但同时窗又是可开启的外窗，导致火灾情况下，机械加压送风系统与自然排烟同时运作，防烟楼梯间难以形成正压，达不到防烟效果。

（5）合用正压送风系统未设计压差调节装置。机械加压送风的防烟楼梯间和合用前室，宜分别独立设置送风系统，当必须共用一个系统时，应在通向合用前室的支风管上设置压差自动调节装置，但工程设计中往往忽视了设计压差自动调节装置或者可调节装置，导致无法形成楼梯间的余压值高于前室。

针对以上问题，在防烟设计时，我们应考虑到如下几方面：

加压风机风量的选型计算，应该严格按照规范要求进行修正，并考虑相应的漏风系数；

地上地下加压送风系统原则上独立设置，如有特殊情况时，多层防烟楼梯间与地下室楼梯间可以合用，但应有加压送风口风量调节措施；

正压送风系统的风道除了多层建筑可以采用内批荡均匀、内壁光滑的土建风道外，其他高层建筑建议严格遵循GB50981-2014《建筑机电工程抗震设计规范》中关于正压送风风道管材的要求，均采用镀锌钢板风管来保证风管的漏风量在允许的范围内；

机械加压送风的防烟楼梯间和合用前室加压送风系统原则上不合用，当必须合用时，应在通向合用前室的支风管上设置压差自动调节装置。同时在条件允许时，将风机设置建筑物的顶层，风机的使用性能才能得到充分发挥，才能避免疏散区域的烟气入侵；

设计过程中应严格掌握加压及排烟的特性，严格控制或者采取措施来避免施工过程中因无法严格遵行设计意图而达不到设计的效果；

对风机的安装位置应从建筑物所在地区的风向、气候等因素综合考虑，新风入口应设在不易受烟气污染的区域，远离排烟点。

2、正确合理的设计排烟系统

（1）排烟风机排烟量的设计

对于高层建筑内走道排烟，多数做法是利用屋面的排烟风机，通过建筑物的专用排烟竖井，将每层走道的烟气排到室外。而对于内走道来说，每层应为一个独立的防烟分区，而且防烟分区的面积应计入不能自然排烟房间的面积之和，排烟量的计算也应严格按照规范执行，充分理解规范的要求，在计算时避免排烟量的不足。

（2）准确的选用排烟方式

排烟有自然排烟和机械排烟两种方式，当不能满足自然排烟条件时，需要设置机械排烟系统；目前相当一部分高层建筑房间的窗使用固定不可开启外窗，设计时应充分考虑确认建筑是否设置的是可开启外窗，避免错误的采用了自然排烟，而实际使用时却无法满足自然排烟。

（3）排烟风机选择和位置设计

排烟风机可采用消防离心风机和消防专用排烟轴流风机。排烟风机应耐热，变形小，并应保持在280℃时能正常运行30min以上，由于280℃时烟气中已经带火，为了避免新的危害，造成火势进一步蔓延，在此情况下，必须停止排烟，要求排烟风机入口应设在280℃自动关闭的排烟防火阀。对于走道排烟机应设置在建筑物的顶层。

（4）防烟分区未设置挡烟设施

有相当部分工程，尤其是大型商场设置机械排烟的部位未按规范要求在吊顶下设置挡烟垂壁；有的地下室虽然利用建筑的梁做挡烟设施，但排烟口未按规范要求在顶棚或靠近顶棚的墙面上而是设在梁的下面，这样失去了设计中对防烟分区作用的划分，烟气无法控制集中在相应的防烟分区，排烟区域启动的排烟口不能有效的排出烟气，造成排烟量的不足。

（5）排烟口的设计

排烟口应尽量设置防烟分区中心部位，排烟口至该防烟分区最远点水平距离30m。排烟口应采用高气密性常闭式电动排烟口，280℃时应能自动关闭。且排烟阀能联动启风机。排烟口应设置在建筑物层高中性面以上，并保证排烟口离疏散口的距离大于1.5m，以利于安全疏散，且每个排烟系统所带的排烟口不宜过多，这样容易排烟系统的漏风量偏大，排烟系统运行动作时的可靠性和稳定性均较差，无法保障有效排烟，建议每条支管上的排烟口不宜超过4个。

（6）排烟管道的设计

走道排烟风道一般为土建预留风道或者镀锌钢板风管。对于排烟管道有耐高温性和气密性要求的，建议优先采用镀锌钢板风管。用混凝土砌制的非金属风道，砖、混凝土风道内表面需批荡，应平整、光滑、无裂纹，风道应严密不漏风。

3结论

防排烟系统是建筑消防安全工程较复杂的环节，也是建筑生命安全系统的重点。随着防排烟系统研究的不断的深入，作为工程技术人员在充分掌握理解规范要求的同时，也应该了解目前防排烟技术的发展情况，针对具体工程应仔细分析其客观特性，重点检查规范符合性以及实施细节诸多容易出现偏差或遗漏的问题，从而实现建筑消防立足自救，安全可靠的作用。

参考文献：

[1]高层民用建筑设计防火规范（2005版）（GB50045-1995）.

[2]杜红.防排烟工程[M].北京.中国人民公安大学出版社.2003.1.

[3]钱以明.高层建筑空调与节能.上海.同济大学出版社.1990.