高层建筑消防排烟设计探讨

于雷

（连云港市消防救援支队，江苏 连云港 222000）

1 引言

为了保证建筑内居民的生命财产安全，必须做好对高层建筑消防防火排烟系统的设计，保证防火排烟系统在建筑中的合理布局。高层建筑的分布一般比较紧密，如果发生火灾，火势的蔓延速度快，而且建筑中住户密集，窗口多，垂直井道多，容易形成烟囱效应，导致发生火灾后疏散难度大。因此，需要不断优化高层建筑消防设施设计，总结建筑排烟设计中存在的缺陷和不足，并探究有效的解决策略。

2 防火排烟设计在高层建筑中的重要作用

高层建筑发生火灾后，由于楼层高，竖向井道数量多，容易形成烟囱效应导致火势快速蔓延，不利于人员疏散和财产抢救[1]。而且立体式的燃烧方式导致受困人员在火灾中容易出现中毒和窒息现象。因此，在高层建筑的火灾抢救中，需要采取有效的解决措施，减轻烟气威胁，保证人员安全。而高层建筑中的防火排烟设计是火灾中有效排除烟气的重要设施，能够在火灾中降低人员烟气中毒和窒息的风险，为消防救援活动提供有利的条件，便于人员疏散。因此，需要加强对高层建筑火灾排烟设计的重视，提升火灾救援效果。

3 高层建筑火灾的特点分析

3.1 火势蔓延速度快

高层建筑中需要设置多个电梯井、楼梯间、管道井等竖向井道，在高层建筑中，如果没有对这些井道做好防火分隔处理工作，会使所有竖向井道形成烟囱效应，促进火势快速蔓延。特别是商场、图书馆以及办公楼等高层建筑，其中含有大量的易燃物和可燃物，一旦发生火灾后，火势控制难度加大。

3.2 受困人员疏散难度大

高层建筑的楼层多，垂直高度大，高层建筑的人员疏散需要比较长的时间。同时高层建筑中的人员居住比较密集，在疏散中人员众多，需要的时间长，而且容易出现踩踏事件造成二次伤害。此外，高层建筑火灾发生后，火势会沿着竖井的空气流通，使烟雾和火势快速向上蔓延，进一步加大疏散难度。虽然我国当前部分城市的消防部门已经开始购置登高消防车，但是仅限于少量一线城市的少部分消防队，还未实现全面普及，而且即使是登高消防车的高度也难以达到超高层建设的高度，不利于火灾疏散和扑救。

3.3 火灾扑救困难

高层建筑的高度一般都比较高，一旦发生火灾事故，在室外进行扑救的难度较大。因此，对于高层建筑火灾一般需要辅以自救的方式，也就是利用室内的消防设施进行扑救。但是当前我国部分高层建筑内部的消防设施建设并不完善，很多消防设施形式化严重，在消防救援中起到的作用有限，导致火灾的扑救难度加大[2]。

4 高层建筑消防排烟设计中的问题分析

4.1 消防设施使用不合理

高层建筑的楼层高，垂直距离长，一旦发生火灾，信息传递以及人员疏散的难度都会加大，导致救援工作开展受到限制。因此，需要加强对高层建筑消防救灾设备的完善，通过消防设备的应用及时控制火势。但是，很多人不懂消防设备的应用方法，无法利用消防设备快速完成扑救工作。而且部分设备的维护不及时、不到位，在发生火灾时无法发挥应有的作用。此外，部分高层建筑的密闭性较强，烟雾排出的难度大，如果受困人员长期被困在高层建筑内，极易造成人员窒息和中毒。

4.2 高层建筑材料选择不当

高层建筑施工中未考虑楼体材料的防火性问题，在建筑材料选择中存在很多易燃性和可燃性的材料，使后期高层建筑中存在火灾隐患。可燃性材料多，引发火灾的可能性更高，而且火势往往难以控制。此外，部分可燃性建筑材料燃烧后会形成较多的有毒气体和烟雾，导致救援和人员疏散的难度加大。因此，在设计中需要充分考虑建筑的材料性质。

4.3 建筑排烟系统设计不规范

从我国当前高层建筑的建设情况来看，排烟系统建设中大部分都需要通过人工操作的方式进行开启。因此，如果发生火灾后，受困人员处于紧张状态，往往只关注逃生，忘记打开排烟装置，或者由于操作不当等导致排烟效果受到影响。此外，在高层建筑的防火排烟口设计中，排烟口设计不规范，没有做好内壁处理，或者未进行定期维护，导致排烟管道出现生锈、腐蚀等问题[3]。部分高层建筑的排烟系统位置设置不合理，导致火灾中的烟雾无法顺利排出，一旦发生火灾后因为烟雾排出问题引发安全事故。

4.4 消防防火排烟设计监管不完善

高层建筑消防防火排烟设计是否合理需要相关监督部门的监管，并通过完善的监督制度标准进行评定。但是从我国当前的高层建筑消防排烟设计工作开展情况来看，监管制度仍然不够完善。首先，高层建筑消防排烟设计的质量检测工作监管力度不足，未制定完善的监督管理机制和标准，或者即使形成消防排烟设计检测标准，在后期监督执行中未严格落实。此外，从建筑单位来看，过于注重工程施工进度，对工程质量的管理不够严格，特别是消防排烟系统等隐性施工内容，不注重监督和检查，导致质量问题。

4.5 高层建筑内部结构设计不科学

从当前高层建筑内部结构设计情况来看，为了尽可能地利用建筑空间，在空间设计中间隔设置过多。特别是随着智能化建筑的发展和普及，建筑内部的功能区域增多，结构更加复杂，发生火灾后烟雾的排出难度加大，容易导致烟雾长时间在小空间内聚集，引发烟雾中毒或者窒息等。此外，建筑内部的结构设计直接影响建筑内的空气流通效果，如果室内空间设计不当，必然会使空气无法顺利循环，受困人员逃生难度加大。因此，需要设置专门的通道关闭设施，可以有效隔绝火焰，有利于受困人员顺利逃生。

4.6 消防防火排烟管道设计人员技术水平有待提升

高层建筑消防排烟设计工作开展中，为了保证设计的合理性，需要选择具有高职业素养和专业能力的设计人员担任。但是设计能力和素养越高的人员，设计费用也会越高，因此，部分公司为了节约成本会选择一些经验并不丰富的设计人员担任设计工作。由于设计人员的专业能力不足，欠缺经验，导致高层建筑防火排烟设计工作开展难度加大。此外，部分管道设计人员缺乏专业的从业资格证，在施工中无法有效把握管理重点，不利于管理责任发挥以及设计工作的控制和完善。

5 高层建筑消防排烟设计策略

5.1 加强高层建筑消防设计排烟规划

高层建筑消防排烟系统是建筑消防中的重要组成内容，其中包括消防控制中心，排烟风机、风管、送风机、阀门以及其他排烟联动系统等。该系统的主要功能是对建筑进行防火排烟，排烟系统在建筑中属于独立系统内容，与消防中的喷淋、报警等系统具有同等地位，直接关系着火灾的救援和人员疏导。因此，高层建筑设计中，需要加强对消防排烟方式的完善和优化，结合国家关于消防安全管理的标准和文件，应在设计图中加强消防排烟标注，保证消防排烟方案的合理性。在高层建筑中需要合理规划排烟方式，比如，可以采用机械装置的排烟设计形式提升排烟效果。或者采用自然的排烟方案，发生火灾后可以通过排烟烟道自然排烟。根据建筑特点和需要合理设计排烟方法。机械排烟是通过排烟机将室内的热量以及烟雾等向室外快速排出，使过火的位置形成负压，有效预防烟雾的扩散[4]。机械的排烟方式不会受到外部环境的影响，保证排烟的稳定性和高效性。但是机械设备购置以及系统建设需要的成本比较高，而且如果火灾比较严重时，排烟效果一般。自然排烟指的是通过专门的排烟管道、窗口、阳台等位置进行排烟，降低室内的烟雾浓度，而且成本低，平时可以作为通风口，如果发生火灾则可以作为排烟系统，对控制高层建筑中烟雾不断向高层扩散具有重要作用。因此，高层建筑消防排烟设计中必须要保证科学性，以及布局的合理性。机械排烟装备的管道设计需要保证管道长短、大小等符合要求，并合理设计排烟口的面积以及排烟系统的排烟量等，促进高层建筑中烟气的顺利排出。此外，排烟口的设置需要在建筑的下方，并设置进送风口，合理控制两个口的距离，使高层建筑排烟效果得到保障。

5.2 合理选择建筑设备和材料

高层建筑消防排烟系统设计中，需要严格根据对排烟系统的需求合理选择排烟系统设备和材料。根据相关标准保证材料的质量。首先，建筑材料尽量以轻质、防火材料为主。对于高层建筑的机械排烟系统，由于火灾事故发生后会在短时间内产生大量的高温烟气，高温烟气排放会对烟道和设备等产生一定的影响，因此，在烟道的建设中需要采用耐高温的材质，保证排烟系统的安全、稳定运行。烟道的风道、连接材料等都必须要保证耐高温性，可以采用砖砌或者镀锌铁皮的方式对管道进行保护。排烟风机则可以采用排烟轴流风机和离心风机两种机械形式，并安装排烟防火阀，保证风机运行的稳定性。

5.3 合理设计排烟管道

高层建筑施工中排烟管道的设计需要结合消防防火排烟设计要求，结合不同楼层、不同要求合理设计排烟管道，实现良好的疏散效果。比如，可以在建筑区域中预留专门的人员疏散管道，并将连接区作为重要的烟雾排放渠道。还可以将建筑内部的维护系统与框筒结构结合，充分利用建筑内部的结构资源保证防火排烟管道设计效率。同时加强对排烟系统和设施的完善，做好各个烟雾渠道的疏通，包括楼梯间、电梯井等，都可以实现排烟，可以将这些通道与火灾楼层衔接，提升建筑内部的排烟能力，预防建筑内部的浓烟聚集。为了保证排烟管道的排烟效果，在排烟管道设计中需要避免设计大转角的管道，提升排烟效率。

5.4 合理设计防火排烟单元

高层建筑设计中需要结合楼层特点设计防火排烟单元，保证单元的独立性。防火排烟单元可以有效阻止火势蔓延，起到疏导和保护的作用。在防火排烟单元中设置防火墙、防火卷帘、防火门以及其他消防装置，并结合消防报警和喷淋系统适当放大消防排烟范围。防火单元中需要将排烟位置进行分区管理，设置中避免跨越分区，有效预防烟气在空间内的流动，防火单元的面积一般在500 m2以内，并设置挡烟墙进行隔离，可以将挡烟墙设置为活动的模式，根据建筑设计情况自行调整高度[5]。而且不需要时可以卷起，发生火灾后及时落下。

5.5 完善消防监督机制

高层建筑消防防火排烟设计中完善的监督管理机制和体系有利于保证防火排烟设计的高标准。首先需要构建激励机制，通过防火排烟激励机制设计，调动各部门参与防火排烟设计工作的热情。其次，完善监督管理制度和责任机制，加强对设计人员责任的管理和落实。通过完善的法律法规和工作规范提升防火排烟设计效果。并做好对后期防火排烟设计工作的检查，保证防火排烟设计满足工程设计要求，提升防火排烟设计的规范性。

6 结语

综上所述，高层建筑消防防火排烟设计直接影响着建筑火灾的救援效果，但是从当前高层建筑设计情况来看，其中仍然存在很多的问题和不足，需要结合传统设计中的漏洞，进一步加强对高层建筑消防防火排烟设计的完善，保证消防设计的安全性。从设计制度、设计方案、排烟设施、消防设计人员队伍等方面进行优化。降低消防安全隐患，提升消防救援效率。