浅谈高层建筑防排烟设施的应用

孟庆林

(山东省菏泽市消防救援支队，山东菏泽 274000)

高层建筑防排烟系统主要包括避难层(间)、封闭楼梯间、防烟楼梯间及前室、消防电梯前室、合用前室等场所设置的防烟设施，地下室、中庭、内走道、无窗或设有固定窗房间等部位设置的排烟设施，防烟分区之间的挡烟垂壁等，其主要功能是：火灾发生时，防排烟控制柜接到火灾信号，发出打开排烟机的指令，火灾区开始排烟，也可人为地通过手动控制装置进行人工操作，完成排烟功能，便于人员的安全疏散和消防救援的展开。

1 烟雾危害性

起火建筑物内的烟气含有一氧化碳、硫化氢、氰化氢以及氨、苯、醛等多种有毒气体，其含量超过人们正常生理所允许的浓度水平，就会致使人员中毒甚至死亡；火灾烟气具有较高的温度，在着火的房间内，烟气温度可达几百度，如是地下建筑，火灾烟气温度可高达上千度；在燃烧的环境中，空气中氧的含量会迅速减少，会导致人员窒息；烟热高温能引起可燃物质的瞬间轰燃，造成火势的迅猛发展蔓延。

2 烟气控制方法

高层建筑中采用的烟气控制方法一般有：抑烟法。安装自动喷水灭火系统、喷洒化学消烟药剂，从而减少烟气产生；隔烟法。设置挡烟垂壁或防火卷帘，从而封闭产烟区域；阻烟法。设置加压送风系统或空气幕，阻止烟气进入相邻空间；排烟法。设置排烟设施，置换、稀释烟气。其中防排烟法是最有效的主动控烟方式。目前，通常采取的排烟方式自然排烟、机械排烟两种。

3 防排烟系统设计常见问题分析

3.1 自然排烟设施达不到排烟目的

自然排烟主要利用自然的空气流动进行疏散，是一种经济、简单、易操作、维护管理方便的排烟方式，但由于部分工程在设计、施工过程中不按规范要求进行，往往导致工程完工后，自然排烟设施达不到或不具备排烟作用。

(1)设置位置不恰当。从自然排烟效果考虑，排烟窗应尽量靠近墙的上部设置，有的自然排烟窗在下部，距顶板、吊顶的距离较大，不利于自然排烟。有些安装高度较高、开启困难的排烟窗未安装开启操作装置，不利火灾情况下排烟窗的开启。

(2)开窗净面积不足。由于部分设计人员未按规范要求进行计算，或将固定窗的面积计算在排烟窗面积之内，导致部分工程排烟窗面积达不到规范要求，直接影响排烟效果。 虽然火灾中可打碎玻璃，扩大排烟面积，但实际案例中高空玻璃坠落伤人和无人轻易击碎玻璃等原因，较难实现。

(3)结构形式不合理。从自然排烟窗的结构形式来看，有的把排烟窗做成不可开启的固定窗，有的将窗的上部做成固定窗，把可开启的排烟窗设在窗的下部，结构形式不合理，严重影响排烟功能。

3.2 机械排烟设施达不到排烟要求

机械排烟系统是由挡烟垂壁(活动式或固定式)、防火阀、排烟口、排烟管道、排烟机、烟气排出口以及电气控制等设备组成的。在实际应用中机械排烟系统的设计主要存在以下几方面的问题：

(1)防烟分区划分不合理。有些建筑防烟分区超面积，特别是面积较大的地下室的机械排烟系统有跨越防火分区的现象；防烟分区之间不按规范规定设挡烟设施，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，有些建筑的梁虽然可以起到挡烟垂壁的作用，但是由于排烟系统的排烟管道和排烟口未按规范要求设在顶棚或靠近顶棚的墙面上，而是设在梁的下面，就失去了挡烟作用。

(2)排烟口设置不当。若排烟口的设置与烟气流动的规律不相符，那么有效的排烟将难以实现。有的高层建筑进行排烟口设置时，没有对设置的位置进行严格把关，排烟口设置在墙下部，一旦产生烟气，排烟设施就无法实现排烟的作用。由于建筑空间较高，热烟气在上升流动过程中遇冷，部分烟气不再竖向上升，呈倒塔形而半途改变方向并停留在水平方向，并随着温度的下降再次下降。

(3)未按规范要求设置。带裙房的高层建筑防排烟楼梯间及消防电梯前室或合用室，当裙房以上部分利用可开启外窗进行自然排烟，裙房走廊未能满足自然排烟条件时，未按要求设置机械防排烟设施，未能达到排烟效果。有的不设自动启动装置、远程手动启动按钮；有些采用常闭送风口的机械防烟系统，风口与风机未设联动控制装置，风口与风机不能同时启动。

3.3 维护保养不到位

防烟排烟系统能否正常使用与系统各组件、配件的日常监控时的现场状态密切相关，很多单位对防排烟设施的日常管理维护很差，有的单位甚至只是在消防部门检查时才把防排烟设施打开，平时根本就处于闲置状态。

4 高层建筑中防排烟系统应对措施

4.1 正确选用排烟方式

正确的排烟方式是高层民用建筑安全性能的重要保障，应根据建筑物的特性、构造、可燃荷载、环境等综合因素合理确定排烟量、风速等排烟系统基本数据，遵循自然排烟优于机械排烟，空间排烟首选机械排烟，自然排烟避让高层排烟。

4.2 合理设置自然排烟

自然排烟的设计应充分考虑排烟窗的有效开口面积、窗户型式和位置，注意设置不同朝向的可开启排烟窗，对无法手动开启的排烟窗应设置机械传动装置，当发生火灾时，能及时打开排烟窗进行排烟。

4.3 科学设计机械排烟

(1)合理组织烟气流动。火灾状态下，机械送风口(或新风入口)的位置与机械排烟口的位置不宜过近，同时送风的速度不宜过快，防止机械气流与火灾烟气流冲突，将火灾烟气流扰乱、稀释，确保火灾烟气流与排烟方向保持一致。建议采用着火防烟分区机械排烟，相邻防烟分区机械送风的方式。

(2)严格布置排烟管道、排烟口。根据排烟量、排烟风速、风管材料、风口型式、风力损失等，认真计算出各段烟道的截面积、排烟口的开口面积、排烟口的设置位置、数量等，达到既合理又满足规范的要求。

(3)确保火灾联动控制。机械排烟系统与火灾自动报警系统的作用效果均体现在火灾初期，是有机统一的整体。因此排烟系统的联动控制极为重要，要满足排烟口手动或自动打开，直接启动排烟机；排烟防火阀打开(关闭)，联锁启动(关闭)排烟。

4.4 重视对防排烟设施设计的审查

应重点对自然排烟窗的设置、开窗面积；机械排烟设施的设置部位、风机选型、送风口排烟口的设置、防烟分区等进行重点的审查；同时在施工中应加强对防排烟设施建设的监督管理，将防排烟设施列为施工监督检查的重要内容，做到及时发现问题，指导、督促施工单位进行整改。

4.5 强化日常维护管理

建筑防烟排烟系统设施的维护管理包括检测、维修、保养、建档等工作。单位应配备经过培训，具有系统操作维护能力的维护管理人员，定期自行或委托具有维护保养资格的企业对系统进行检测、维护，确保机械防烟、排烟系统的正常运行，确保在发生火灾时发挥其应有的作用。