高层建筑防排烟系统常见问题及解决对策

董宁宁

摘要：在高层建筑中，做好消防安全工作是其中一项重要任务，而防排烟系统则是消防安全设施中必不可少的。防排烟系统不仅能抑制火灾烟气的蔓延，同时还能为物资转移、人员安全疏散提供了时间与空间的便利，在高层建筑的火灾防范和扑救中发挥了至关重要的作用。本文首先对防排烟系统进行了简要概述，分别从防排烟系统的三个不同类型的角度详细分析了高层建筑防排烟系统常见问题，并结合工作实践，总结出提高防排烟系统性能的解决对策，以期为高层建筑人员安全疏散、消防扑救的顺利进行提供保障。

关键词：高层建筑;自然排烟系统;机械加压送风系统;机械排烟系统

中图分类号：TU97       文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2021）04-0026-02

近年来，高层建筑火灾事故呈明显上升趋势，通过火灾数据分析可知，在火灾发生时，通常会产生大量的有毒气体，如CO2、CO以及H2S等，在因火灾死亡人员统计中，有八成是因为吸入了有毒烟气窒息而亡，由此说明，科学合理的设置建筑防排烟系统具有十分重要的意义。当防排烟系统在设计合理及正常使用情况下，在火灾发生时，可以将火灾中八成以上热量排出建筑外，减少火灾受灾面积，降低灭火救援难度。但是，防排烟系统在实际应用中，常常因设计、施工等问题，影响了防排烟系统的使用性能，因此为保障民生命健康安全，加强对建筑防排烟系统问题与对策分析显得尤为重要。

一、防排烟系统概述

（一）系统功能

防排烟系统主要是能够在火灾发生时控制建筑内的烟气走向，同时还能降低建筑内的CO2、CO以及H2S等有害气体，减少有害烟气对人体的伤害，为人员安全疏散争取更多的时间，降低消防救援的难度。在高层建筑中，在消防楼体前厅、防火消防通道以及紧急避难间等场所中通常都安装完善的防排烟系统，为人体的正常呼吸提供足够的氧气含量。因此需注重防排烟系统的合理设计及日常的维修保养工作，及时消除消防隐患。

（二）系统类型

防排烟系统主要有自然排烟系统、机械加压送风系统、机械排烟系统三个类型。自然排烟系统主要是利用烟气的流动性，不需电源和专用设备，利用开启外窗、敞开的阳台、凹廊等将高温有害烟气排出;机械加压送风系统是一种强制性的防排烟系统，主要由送风口、送风管道、送风机和防烟部位以及电气控制设备等组成，需要保持电梯前室、楼梯间保持一定的正压，防止烟气侵入;机械排烟系统主要是利用排烟风机将着火区域内的高温有害烟气从排烟口排出，主要由挡烟垂壁、排烟口、排烟机以及电气控制等部分组成。

二、高层建筑防排烟系统常见问题分析

（一）自然排烟系统问题

在《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95）（以下简称“高规”）中推荐优先采用自然排烟设施进行排烟，但在实际排烟过程中，自然排烟系统存在以下两个主要问题：

1.自然排烟窗位置设置不当。由于火灾发生时，使烟气流动于空气的上方，因此为了提高自然排烟效果，应尽量将排烟窗的位置设置在靠近外墙的上部且方便开启，在空气的流动性下使烟气顺着排烟窗快速排出。但是在部分高层建筑中，自然排烟窗设置在墙体中部或下端，位置设置极为不合理，利于室内烟气排出，影响排烟效果。

2.自然排烟窗的面积设计不规范。在《高规》中，对自然排烟窗的開窗面积有明确规定，但在高层建筑防排烟系统的实际应用中，部分将固定窗面积计算在排烟窗面积之内，并未按规范要求合理计算排烟窗面积，导致排烟窗的面积达不到规范要求，直接影响排烟效果。

（二）机械加压送风系统问题

1.风机选用不当。在机械加压送风设备设置过程中，应根据实际机械加压送风量选择适合的风机，如果风机的规格选用不当，容易降低防排烟效果。当加压风机的规格过大时，使防烟区域内的正压值就会升高，导致疏散门难以开启;当加压风机的规格过小时，使防烟区域内的正压值不足，难以抵挡烟气的扩散，从而不能达到预期的排烟效果。

2.风口和风阀选择不当。在机械加压送风系统中，如果风口和风阀选择不当时，就会缩小风口面积，增加系统阻力，进而造成风量不足。但是部分高层建筑在施工过程中，施工单位盲目增加风口的面积，进而降低风速，同时未将进风管道内的内壁没有及时抹光，以及及时修复脚手架临时钢管洞等，导致无法通过风阀做出调节，影响防烟效果。

3.未安装压差调节设备。根据相关规定，在特殊情况下防烟楼梯间以及合用前室的送风系统可以共用，此时需要在合用前室的风管支管上安装压差调节设备，当火灾发生时，开启机械加压设备后才能在楼梯间和前室形成压差，便于排烟。而在实际中，部分高层建筑并未安装压差调节设备，导致合用室的前压力比楼梯间的压力高，降低防烟效果。

（三）机械排烟系统问题

在当前高层建筑中，机械排烟设施达不到排烟标准是防排烟系统面临的常见问题之一，形成的原因主要有以下几种：

1.排烟口的位置设置不当。影响机械排烟设施不达标，最主要的因素是排烟口的设置不合理，如果排烟口位置设置不当，就会导致排烟设施就很难实现排烟。（1）设置高度不够。部分高层建筑的排烟口的设置在墙的下部，且与顶棚距离较远，一旦发生火灾产生烟气，很难实现机械排烟，影响烟气排放效果;（2）布局不合理。部分建筑将排烟口设置在安全出口上方，如此排烟口不仅不能起到排烟的作用，还会增加安全出口的烟气，增加安全疏散的难度。

2.挡烟垂壁设置不规范。就我国目前情况来看，部分高层建筑为了追求建筑内部的美观效果，并未按照相关要求设置挡烟垂壁，对排烟系统的排烟情况造成了干扰，这就导致在建筑内虽设置了挡烟设施，但因设置不规范没有起到挡烟的效果。

3.防排烟风机供配电与规范不符。在相关规定中，虽然对防排烟风机的负荷级别和敷设安装有明确要求，但在实际施工中仍存在防排烟风机供配电与规范不符的问题。（1）没有达到建筑负荷级别的要求。在实际施工中，存在防排烟风机的供电线路并未与专门的消防电源连接;采用单回路配电线路;未设置末端电源自动切换设备等现象，与要求的一、二 级供电负荷要求的专用双回路不相符。（2）敷设安装与标准要求不符。在实际施工中，防排烟风机的线路并未按照规定进行安装，而是直接贯穿PVC塑料管或金属管且没有涂刷防火涂料，不符合穿管的防火性能要求。

三、解决对策

本文结合上述高层建筑防排烟系统常见问题，根据相关实践，提出相关解决对策，有效提高防排烟系统性能，为人们的生命安全提供保障。

（一）建立独立的防排烟系统

防排烟系统在建筑消防安全中占据了重要的位置，是在紧急情况下使用的，因此该系统应该具备独立性，与常用的生活空调、通风散热设施和配电设备等建筑设备相分离，以确保防排烟系统不受建筑内其他日常使用设备的影响，当其他设施出现故障，防排烟系统仍然可以正常运行，确保防排烟系统的稳定性，避免火灾发生时，防排烟系统不能发挥作用。

（二）合理设计和布置排烟窗（口）

在自然排烟系统中，排烟窗的设计和布置起着重要作用。在高层建筑中为了提升室内排烟效果，一般将自然排烟窗设置在排烟区域外墙或屋顶。当排烟窗安装在外墙时，其设置高度应不低于房间或内走道净高度的1/2以上位置，同时排烟窗的开启方向还应与火灾气流方向保持一致，此外自然排烟口距防烟分区最大水平距离应不超过30m。如此才能提高自然排烟效果。通过实际调查，当采用侧拉窗时，F有效排烟面积=F最大开窗面积;当采用上（下）悬窗、平开窗时，如果开窗角度大于70°，F有效排烟面积=F窗的净面积;如果开窗角度小于70°，F有效排烟面积=F窗的净面积 X sinα，其中：α是指窗的开启角度。

排烟口的设计和布置直接影响着机械排烟效果，只有符合标准的排烟口大小和位置才能最大程度的提高排烟效果。当室内净高低于3m的区域内，排烟口应设置在其净空高度的1/2以上位置;当室内面积比较大时，应适当增加排烟口数量且相对分散;排烟口应远离疏散口，并且排烟方向与疏散方向相反;当排烟口设置在顶棚，与周围易燃或可燃物品的水平距离应大于1m。在排烟口形状设计时，以细长条缝形的排烟口的排烟效果最佳。

（三）合理选择风机

风机是机械加压送风系统的关键部分，直接影响着防排烟的质量以及效果，因此需要合理选择风机。在选择风机时，其风量应满足如下要求：（1）当净高度大于6m且只有一个防烟分区或没有划分防烟分区的区域内，风量应大于60m3/（h·m2）;（2）当区域内有两个或两个以上防烟分区，风量不应不低于120m3/（h·m2）;（3）排烟风机的排气口要设置在靠近顶棚的墙壁或顶棚上，以提高机械排烟效果。

（四）加强施工监督管理

为提高防排烟系统的使用性能，除了设计的合理性，同时还应加强对施工各细节的监督管理，以提高防排烟系统的施工质量。首先，对施工各环节予以严格把关，包括设计审核阶段、施工监督检查阶段以及工程竣工验收阶段等;其次，明确划定防排烟系统施工范围，由于防排烟系统属于消防工程的重要部分，因此施工单位必须具有消防工程施工资质;最后，建立监督管理体系，加强对施工情况进行监督指导，以便及时发现施工中存在的各种质量问题和隐患。

四、结语

综上所述，防排烟系统是高层建筑消防工程中重要组成部分，能够有效的遏制火灾的扩大和蔓延，保护人们的生命健康与财产安全，因此对其设计和施工的合理性和安全性需要予以足够的重视。应结合建筑实际特点和消防需求，不断优化完善防排烟系统、合理设计和布置排烟窗（口）、合理选择风机，同时还应加强施工监督管理，确保防排烟系统性能达到消防防火标准，进而提高高层建筑的消防安全。

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