高层建筑消防防火排烟设计研究

颜琛浩

摘要：随着我国经济的高速发展，各种高层建筑工程越来越多，对建筑工程施工要求越来越高。由于高层建筑的特殊性，其人员和物资的数量相对比较多，且结构相对比较复杂。在高层建筑实际使用的过程中存在各种安全隐患，一旦发生火灾安全事故，就有可能造成比较严重的财产和生命安全损失。为此，笔者将要在本文中对高层建筑消防排烟设计进行研究，希望对促进我国高层建筑施工事业的发展，可以起到有利的作用。

关键词：高层建筑;消防排烟;设计研究

为了保证高层建筑的使用安全和稳定性，需要认真做好高层建筑防火设计工作，保证高层建筑防火设计的效果。只有对高层建筑采用科学的防火排烟设计，才能有效保证建筑的使用水平，这是确保高层建筑安全运行的关键所在。因此，在工程设计人员开展工程设计的过程中，应该对高层建筑消防排烟设计工作引起足够重视，并结合设计中存在的不足，及时采取必要的措施，保证建筑的消防设计效果。

1  高层建筑发生火灾的主要特点

随着经济的不断发展和科技的不断进步，建筑行业发展非常迅速，人们的生活水平不断提升。为了进一步满足人们生活的需求，建筑的高度不断增加，规模也不断扩大，而這些建筑的防火性能却普遍存在着问题。民用建筑发生火灾之后，往往存在如下问题。

人口疏散的难度相对比较大。当前民用建筑的高度普遍比较高，很多高度都超过了24m。建筑内部居住的人员相对比较多，导致安全疏散通道比较紧张。一旦发生了火灾事故，楼道中就会存在很多的毒气，很容易让火灾现场出现混乱。在大火蔓延的过程中，很多人会选择到通道内避难，这给人员疏散造成了比较大的阻碍。在很多建筑内部都有暖水井、垃圾通道，一旦设计不合理，火势就会沿着这些通道蔓延，给火灾救援工作带来严重的影响[1]。

火势蔓延的速度非常快。如果建筑内部防火工作没有做好，不能合理对防火隔层进行设置，就会导致火势的增加。很多建筑外墙保温材料都使用的是B2级别，其防火性能较差，且有一定的助燃作用，在风的作用下，火情发展速度会非常快。

火灾扑灭的难度相对比较大。很多楼层比较高，如果采用传统的水炮、水枪，难以取得好的效果。在很多情况下，这些建筑都有裙房设计，给工作人员的登高造成较大的影响，为展救援工作增加了难度。很多建筑周围会停留较多的车辆，导致消防车很难进入到现场，不能及时开展火灾救援工作。

2  高层建筑消防排烟设计中存在的不足

自然排烟窗设计不够科学。在我国高层建筑设计规范中，对建筑上方的自然排烟窗设计有着明确的规定，但由于该规范出台时间较早，在建筑工程不断革新的情况下，规范中的一些不足已经开始显现，各种设计缺陷还比较多。一旦在建筑发生火灾事故之后，如果只靠单纯开启排烟装置，实际效果并不是非常理想，需要对各种自动传感装置合理应用，才能将消防设施的开启有效关联起来。当前，我国市场上这些装置的价格相对比较贵。在很多高层建筑结构当中通常采用侧拉窗结构，由于我国建筑工程技术能力相对有限，很多并没有设置开启装置，导致很多高层建筑的排烟设计存在一些不合理的现象[2]。

送风口设计不够科学。在我国很多高层建筑结构中，都是采用相同规格和尺寸的百叶窗式开风口作为竖向机械排烟系统的送风口。系统当中很多管道内表面都存在参差不齐的现象，各种送风井抹灰操作不能很好完成，管道在使用的过程中还存在着长度过大或者密闭性较差的问题，很多送风口在风量和风速方面还存在较大的不均匀性，如果与分机的距离比较近，风速会相对比较大。反之，在送风口末端位置，其风速就会相对较小，甚至存在无风情况。

建筑排烟系统设置不够科学。当前，在我国高层建筑防火规范当中就明确指出，对于100m以上的高层建筑以及没有自然排烟装置的建筑中，都需要设置机械排烟系统。对于楼梯的相关部位，其应该处于正压状态，这样在火灾事故发生之后，才可以有效完成排烟操作，为后续消防工作的正常进行奠定基础。在当前很多高层建筑当中，都会采用常闭式防火门、排烟窗等，并处于开放的状态，在发生火灾事故之后，难以处于正压状态，不能将排烟的作用充分发挥出来。此外，在很多高层建筑当中还设计有裙房以及消防电梯间，只有设计自然排烟装置，才能保证建筑的排烟效果。很多建筑工程企业在实际施工的过程中，并没有根据相关规范和标准要求，认真做好机械排烟系统设计，对建筑的排烟效果造成了非常大的影响。

认真做好高层建筑消防设施建设。在高层建筑设计施工中做好排烟装置和配套设备的引进工作，在相关材料的使用中尽量采用不燃或者不易燃的材料，这样才能保证高层建筑设备在使用过程中的安全性和可靠性。例如，在排风机选择中，应该尽量使用离心型排风机，保证排风机在高温环境中可以发挥自身的作用。此外，施工单位还应该认真做好采购监督和管理工作，尽量从正规渠道购买消防设施，避免易燃材料投入到工程应用环节中，有效避免火灾隐患情况的发生。在设计人员开展工程设计中，应该建立完善的排烟系统，并认真指导现场施工人员做好火灾报警装置的安装工作，对各种无损灭火设备进行合理使用。

建筑整体结构设计不够合理。在现代建筑设计过程中，不应该仅仅追求美观，还应该保证建筑的功能化效果，能够满足人们起居生活的各方面要求。因此，在建筑多功能的背景下，建筑内部结构设计变得越来越复杂，一旦发生火灾安全事故，容易导致浓烟无法及时有效排出现场，甚至在办公区域积聚，对人们的生命安全造成威胁。如果建筑内部空气为向内走向，就不能形成有效的对外气流循环通道，容易导致浓烟向建筑内部喷涌的情况，在汇聚一段时间之后，容易发生爆发式喷发的现象，不利于各种逃生工作的开展。然而，在很多建筑工程企业实际施工过程中，往往不能采取各种有效措施，导致各个通道相互连接的情况比较严重，浓烟和火势难以得到有效的控制，无法给群众安全逃离提供通道。

建筑装饰材料选择不够合理。在当前建筑市场，很多建筑单位为了吸引更多的消费者，在建筑设计上下的功夫较多，在外观设计中投入的功夫比较多，各种新鲜元素不断融入其中，各种易燃材料在装饰工程中的使用较多。虽然这些建筑外观可以满足用户的审美体验，却忽视了建筑防火排烟工作设计的基本要求，给建筑防火工作带来比较大的隐患。很多高层建筑容易出现设备和材料老化的现象，一旦发生火灾，就会带来严重的后果。

3  提升高层建筑消防排烟设计水平的有效措施

对排烟方式合理选择。为了保证建筑的消防排烟设计效果，应该对建筑的排烟方式进行合理选择，保证建筑的消防安全效果。一般的情况下，高层建筑会采用两种排烟方式，一种是机械排烟装置，另一种是自然排烟装置。在实际应用过程中，应该根据建筑的实际情况，对排烟方式合理选择，只有做到对排烟方式的合理选择，才能保证建筑的排烟效果，保证消防安全，避免人们的生命和财产遭到损害。

认真做好排烟设计工作。在开展排烟设计过程中，应该认真做好两方面工作：（1）认真做好排烟布置工作。在开展排烟布置过程中，可以设置不同开口朝向的排烟装置，并对排烟的开口面积合理计算，保证排烟装置具有足够的排烟能力。对于那些不能自动开启的排烟装置，可以将自动化技术有效应用其中，在发现火灾烟雾之后，可以及时打开，从而达到排烟的目的。（2）认真做好机械排烟布置。在开展排烟工作的过程中，首先，应该认真做好排烟管道的设计工作。保证排烟管道大小、材料和排烟量等，并对排烟截面积、烟口位置、大小合理进行计算。其次，应该对烟气流动进行设置。在火灾发生之后，保证机械送烟口与排放口之间的距离不能过近，避免出现烟气速度过快的现象。在这个过程中，应该认真做好防火防烟分区机械排烟装置的科学选择，保证火灾形成的烟气和气流能够与排风方向保持一致。

认真做好排烟口的设计工作。在高层建筑排烟口设计的过程中，应该尽量将其设计在消防口的位置处。在高层建筑发生火灾事故之后，就可以将产生的烟气及时、顺利排出到室外，避免对建筑内部人员造成直接的影響。对于部分商业住宅建筑，其排烟装置有着比较特殊的要求，可以在排烟口下风口位置设计风口，彼此之间的距离应该控制在3cm以上，排烟口和门窗之间的距离应该保持在6cm以上[3]。

认真做好材料和装置的选择。为了保证建筑具有更好的防火排烟效果，让建筑更加安全的使用，就需要认真做好高层建筑排烟装置材料的选择，在排烟管道和空调的选择中，应该尽量使用那些不燃或者难燃的材料，进一步保证建筑使用的安全性。在选择高层建筑排烟机的过程中，应该尽量选择离心式排风机，保证其可以在300℃左右的高温环境中运转，且可以连续使用半个小时以上。此外，在其他零部件和防火排烟管道使用的过程中，应该尽量使用不燃材料，在发生火灾事故之后，最大程度保证高层建筑防火排烟的效果。

认真做好排烟机的选择工作。在高层建筑施工单位施工的过程中，应该认真做好排烟机的选用，严格按照相关规定开展排烟机的选择工作。在排烟机排烟量确定的过程中，应该根据建筑实际排烟要求来进行设计。此外，在工程设计人员选用风机风压时，各个部位往往会存在较大的压力差，这个时候就应该按照烟气流的实际方向来进行设置，在排烟的过程中形成有效的负压。在加压送风机选择的过程中，能够克服管道沿程和局部阻力的损失，满足以下部分压力的相关要求，建筑走道为8Pa，前室为25Pa，只有达到这些要求，才能构成有效的防烟楼梯间。在消防设计部门开展设计的过程中，可以采用以走道为主的排烟道，能够对风机、排烟管道和各种零部件合理应用。

4  其他防火排烟设计措施

为了将建筑发生火灾安全隐患的概率降为最低，需要合理开展平面布局设计。对于大型娱乐场所建筑设计，通过合理优化布局是提升建筑防火性能的重要措施。在开展建筑防火设计的过程中，应该严格按照建筑防火设计规范进行。此外，建筑防火设计还应该融合到建筑的整体设计当中。在建筑平面设计过程中，应该以建筑防火规范作为理论依据，合理对建筑平面进行布置，这在防火设计中非常关键。在酒吧等娱乐场所的设计过程中，人们在饮酒之后的安全意识相对比较低，一旦发生火灾，安全撤离工作的开展难度相对较高，需要认真做好场所选址工作，不应该选择高楼层。

不断提升高层建筑的耐火等级。对于高层建筑，为了避免火灾发生带来严重的损失，其建筑材料应该有足够的防火等级，可以采用轻质龙骨作为装饰材料进行使用，且材料应该经过严格的防火检测和审核。如果高层建筑需要采用木质结构，其吊顶材料必须具备较高的防火等级。为了保证建筑结构中的钢材具有较强的防火能力，应该在建筑的钢架和钢柱上喷涂防火涂料，或者在其上方铺设隔热防火层。对于高层建筑的安全出口、疏散通道和楼梯间等处，均不可用可燃材料进行装饰，并对建筑内部的窗帘、沙发和床罩进行防火处理，在各个消防分区设置防火门，避免出现火势过快蔓延的情况。

通过对建筑火灾发生的原因进行调查，很多火灾事故的发生，都是由于建筑材料选择不当造成的。很多建筑材料的燃点相对比较低，一旦遭遇到明火，很容易发生起火燃烧的情况。在当前建设设计中，由于建筑防火材料使用不当所造成的火灾，可以归结为两个方面的原因：（1）建筑设计人员在开展建筑设计的过程中，过于考虑建筑的经济效益，对建筑材料的防火性能考虑并不是非常健全，使用的建筑材料燃点相对比较低，导致建筑在投入使用后发生火灾事故的概率相对比较高。（2）很多建筑材料在起火燃烧之后，会释放出大量有毒气体，这些气体被吸入体内之后，就会对他们的生命健康造成非常大的影响，还会阻碍到居民的迅速撤离，各种火灾救援活动不能及时、有效开展。因此，在实际选择建筑材料的过程中，不仅需要考虑到建筑施工的经济效益，还应该考虑建筑材料的防火性能。

随着时代的不断发展，建筑内部的电气数量越来越多，建筑的高度不断增加，这对建筑防火提出了更高的要求。为了进一步提升建筑的防火性能，可以将高科技应用到建筑防火中。例如，在移动高层写字楼的设计过程中，就在各种容易引发火灾事故的现场安装了火灾烟雾探测装置，这些装置可以在第一时间发现火灾，并通过信息传输网络将火灾现场的位置信息和具体情况传输到监控中心，并提醒监控人员及时对火灾采取应对措施，避免发生大规模的火灾事故，出现大的人员和财产损失。

5  结语

随着时代的不断发展，对高层建筑防火排烟设计提出了更高的要求。针对当前高层建筑防火排烟设计中存在的问题，应该引起足够的重视，认真分析问题发生的原因，然后及时采取针对性的措施，根据工程的实际情况，开展针对性的设计，有效保证建筑的防火与排烟效果。

参考文献：

[1]陈雷.简析高层建筑消防防火排烟设计[J].低碳世界，2018（12）：22-23.

[2]陈振一，冯益锋.高层建筑消防防火排烟设计现状与优化措施[J].消防界（电子版），2018（18）：37-38.

[3]林洪强.高层建筑消防防火排烟设计研究[J].消防界（电子版），2018（02）：59-60.

The design of fire prevention and

smoke exhaust system in high-rise buildings

Yan Chenhao

（Fei County Fire Rescue Section，Shandong Linyi  273400）

Abstract：With the development of China’s economy， more high rise buildings in citys put forward higher requirement to the engineering construction. High rise buildings seem like more special than other buildings with more people and facilities， which brought fire risks and even losses on people’s property and life. Therefore， the author provides some research results in fire prevention and smoke exhaust system， so as to foster the booming of high-rises construction.

Keywords：high rise buildings; smoke exhaust system; design research