高层建筑防烟楼梯和消防电梯的防排烟设计探讨

李红扩

摘要：现阶段，城市建筑环境日趋复杂，高层建筑在建设与使用中的安全隐患增多。为提升高层建筑使用的安全性，降低火灾影响，需做好高层建筑防烟楼梯与消防电梯的防排烟设计。本文立足高层建筑防烟楼梯与消防电梯的防排烟设计现状，就如何优化完善高层建筑防烟楼梯与电梯的防排烟设计做了深入探究，以供参考。

关键词：高层建筑; 防烟楼梯; 消防电梯; 防排烟设计

现阶段，高层建筑成为城市的主要建筑形式。高层建筑在有效缓解城市用地紧张、满足人们居住办公需求的基础上，也使城市居民的生命财产安全遭受严重威胁。具体表现在高层建筑楼层高、疏散不易，一旦发生火灾等危险情况，很有可能造成巨大的经济损失与人员伤亡[1]。在此背景下，高层建筑防烟楼梯与消防电梯的防排烟设計工作就牵动着亿万市民的心。在技术与相关文件的指导下，高层建筑防烟楼梯与消防电梯的防排烟设计正在逐步完善，但仍旧存在一些问题，具体分析如下。

1   高层建筑防烟楼梯和消防电梯的防排烟设计现状

1.1  高层建筑防烟楼梯设计现状

近年来，我国高层建筑火灾事故一直呈上升趋势，且其中大部分的人员伤亡都是因为吸入火灾烟出现窒息、中毒等情况，因此，完善优化高层建筑防烟楼梯与消防电梯的防排烟设计，是降低火灾影响，保障人民生命财产安全的重要举措。但受技术、经济等条件制约，目前部分高层建筑中防烟楼梯仍旧采用自然排烟方式，这显然不符合国家要求。我国相关文件指出，对于超过50米的高层建筑，在楼梯设计方面要采用机械防烟设施，利用机械防烟设施确保排烟顺利，减少火灾影响。此外，受地形、土地面积等客观因素影响，部分高层建筑不具备自然排烟现象，在此环境下，需要对楼梯设置压强送风，促使烟雾有效排出。针对一些特殊情况，如防烟楼梯无法直接进行自然采光或通风时，应在楼梯入口设置前室、阳台或者廊综，并于楼梯与前室之间设置一个压强阀与机械防烟设施，保障楼梯间的风压可以顺利进入到前室，使楼梯间压强降低，从而起到疏散烟雾的作用。但经分析研究发现，我国多地高层建筑的防烟楼梯设计均未达到这一要求，导致建筑的使用存在较大安全隐患。

1.2  高层建筑消防电梯设计现状

高层建筑中，消防电梯是重要组成内容，消防电梯排烟设计的科学性、实用性直接影响到建筑使用的安全性。但现阶段，我国部分高层建筑消防电梯防排烟设计仍存在缺陷，如设计过程中未能充分考虑高层建筑楼层面积问题，存在消防电梯数量不足，防排烟机械装置数量不足等情况，影响了电梯功能作用的充分发挥。多年来，我国非常重视高层建筑消防设计工作，并于《高层民用建筑防火规范》中指出，在建筑高度超过50米，楼层数超过10层且每层建筑面积大于1500平方米的高层建筑中，需设立2台消防电梯。但部分开发商、设计人员往往忽视这一规定或要求，导致消防电梯防排烟设计不规范、不合理，使高层建筑的使用存有较多安全隐患。此外，当前我国高层建筑中消防电梯或是采用井式竖向的设计形式，在这种形式下，若有火灾发生，烟雾不易疏散，且会加重火势燃烧程度，给救援疏散工作造成阻碍。因此，目前我国高层建筑消防电梯防排烟设计还存在着较多缺陷，急需改进完善。

2   高层建筑防烟楼梯和消防电梯的防排烟优化设计

高层民用建筑中，采用的防排烟方式主要有自然防排烟与机械防排烟两种，下面首先就这两种防排烟方式做详细分析。

2.1  自然防排烟

自然防排烟是利用自然条件防止火灾产生的烟气侵入到防烟楼梯间以及消防电梯间。自然防排烟方式有优点也有缺点，优点为不需借助机械通风设备，不会受到电源中断、设备故障等外在因素的影响，运行过程相对平稳，且经济成本低，简单易行。缺点是这一方式的防排烟效果并不稳定，在具体工作过程中会受到楼层、风速、风向、气温等因素影响，无法保证排烟效果的稳定性。现阶段，自然防排烟方式常被应用于普通高层住宅中，采用该方式可在保证防排烟效果的基础上减少资金投入，相对经济可行。

在高层建筑防烟楼梯与消防电梯的防排烟设计中，设计人员需准确掌握以下几种自然防排烟方式：一是利用阳台或凹廊作为敞开前室的防排烟楼梯间，起到防排烟效果;二是利用前室或有不同朝向得到可开启外窗排烟的防烟楼梯间;三是在相应部位设置过风竖井与排烟竖井。在实际应用过程中，这三种方式同样存在不同的优缺点，例如在使用第三种自然防排烟方式时，需占据较大空间，在面积上往往难以满足。并且排烟窗的开启相对困难，需手动人工开启，在火灾突发，火势迅速蔓延的情况下，手动开启防排烟窗显然是不现实的。

2.2  机械防排烟

机械防排烟方式指的是利用相关机械装置保持楼梯间、前室的正压状态，从而防止烟气侵入，确保人员安全。与自然防排烟方式相比，机械防排烟受天气、温度、风向等气象条件的影响小，排烟效果相对稳定。但这一方式主要借助机械设备，因而在使用过程中容易出现机械故障、电源中断等问题，同样存在着一些安全隐患。同时，为保证防排烟装置的正常稳定运行，需要安排专门的管理人员进行维护管理，因此造价与维护管理费用高，经济效益低。但在特殊条件下，如高层建筑楼梯前室无法开启，可合理应用这一防排烟方式。在将这一防排烟方式引进高层建筑防烟楼梯与消防电梯防排烟设计中时，设计人员需要注意以下问题：第一，合理设计前室面积。高层建筑一旦发生火灾，大量逃生人员将会奔向防烟楼梯间，造成楼梯间拥挤，在这一情况下，前室将成为临时避难所，因此前室面积不能过小且每一楼层内必须保证设置有一定数量的前室;第二，在高层建筑楼梯间增加一道走廊，使该走廊通向楼梯间的门，这一走廊可有效降低烟气扩散向上扩散速度，为被困人员赢得更多的逃生时间。

此外，在设计过程中，设计人员可根据高层建筑的结构布局以及周边所处环境等条件，合理采用正压送风机与机械排烟装置结合使用的防排烟方式。具体而言，是在高层建筑防烟楼梯的前室设立独立的正压强送风装备，若高层建筑发生火灾，在此装备的作用下，烟气无法进入前室，有利于人员逃生与消防工作的开展。除了前室，对建筑楼梯内需要排烟的区域设置排烟装置，加快排放速度，避免烟气聚集造成人员中毒或窒息。

3   结语

综上所述，高层建筑在有效缓解城市用地紧张、满足人们居住办公需求的同时也使城市居民的生命财产安全遭受严重威胁。为了有效降低火灾烟气影响，保证高层建筑的安全使用，需做好高层建筑防烟楼梯与消防电梯的防排烟设计工作，严格依据国家标准，结合建筑实际结构布局与周边环境情况，合理选择、搭配防排烟方式，确保防排烟设计的科学性，消除安全隐患，保障人员安全。

参考文献：

[1]   王占伟.浅析高层建筑防烟楼梯和消防电梯的防排烟设计[J].建设科技，2017（17）：108-109.

[2]   李思成，刘海啸.高层建筑防烟楼梯间加压送风效果影响因素的网络模拟分析[J].武警学院学报，2016，32（04）：44-47.

[3]   周星.浅谈高层建筑防烟楼梯间和消防电梯间防排烟方式[J].内蒙古石油化工，2010，36（15）：55-56.

[4]   陆晶辉，于春雨.高层民用建筑防烟楼梯间和消防电梯防排烟的方式[J].沈阳建筑工程学院学报，1999（01）：49-51.

[5]   包士方.高层建筑防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和合用前室的防烟排烟设计[J].浙江建筑，1994（S1）：56-57.

[6]   张岚.高层建筑防烟楼梯间和消防电梯防排烟方式中的若干问题[J].工业建筑，1990（03）：44-47.