关于高层建筑防排烟设计的思考

关于高层建筑防排烟设计的思考

摘要：本文作者结合实际工作经验，介绍了高层建筑的防排烟主要方式，提出了高层建筑防排烟设计应注意的问题，供大家参考借鉴。

关键词：高层建筑；防排烟设计；思考

火灾时烟气对人的危害主要表现在火灾烟气中含有大量的有毒气体、烟气不利于人员的疏散这两个方面。由于烟气对人的危害是火灾中人员伤亡的主要原因，因此，阻止烟气扩散、及时排除高温烟气，确保人员顺利疏散是高层建筑防排烟设计的主要目的。

1 高层建筑的防排烟主要方式

1.1自然排烟方式

自然排烟是利用火灾产生的烟气的浮力和外部风力作用通过建筑物的对外开口把烟气排至室外的一种排烟方式其实质是热烟气和冷空气的对流运动。在自然排烟中，必须有冷空气的进口和热烟气的排出口。烟气排出口可以是建筑物的外窗，也可以是专门设置在侧墙上部的排烟口。对高层的建筑来说，曾一度采用专用的通风排烟竖井，在平常，由于建筑物内空气温度一般比室外高，产生浮力，使气流上升，便于房间排气。发生火灾时，由于室内温度较大幅度上升，是内外温差较大，形成烟囱效应，成为排烟的一种动力，国外常称为烟塔排烟方式。这种方式由于利用了竖井的“烟囱效应”，产生抽风力，所以排烟效果好，它不受室外条件的影响，而且设备简单，不需要动力，如果考虑了竖井的耐热问题可排除较高温度的烟气，因此得到了一定的应用。这种方式的主要缺点是占地面积大。

1.2 机械排烟方式

1.2.1全面通风排烟方式

在对房间利用排烟机进行机械排烟的同时，利用送风机进行机械送风，这种方式称为全面通风排烟方式。由于这种机械排烟方式给控制区送入了大量的新鲜空气，为避免产生助燃的影响，它不是应用在着火区，可用于非着火的有烟区，系统运行时可使系统的送风量稍大于排风量，使控制区显微正压。这种方式的优点是防烟排烟效果好，而且稳定，不受任何气象条件的影响从而确保控制区域的安全，缺点是需要送、排风两套机械设备。投资较高，耗电量也较大。

1.2.2负压机械排烟方式

利用排烟机把着火房间中产生的烟气通过排烟口排到室外的排烟方式称为负压排烟方式。在火灾发展初期，这种排烟方式能使着火房间内压力下降，造成

负压，烟气不会像其他区域扩散。但火灾猛烈发展阶段，由于烟气大量产生，排烟机如来不及把其完全排除，烟气就可能扩散到其它区域中去。另外排烟机要求能承受高温烟气，而且还需要设防火阀，在潮温时自动关闭停止排烟。所以，不仅初投资高，而且日常维护管理费用也高。

1.2.3 加压防烟方式

在建筑物发生火灾时，对着火区以外的区域进行加压送风，使其保持一定的正压，以防止烟气侵入的防烟方式称为加压防烟。因为加压区域和非加压区域之间有若干常规的挡烟物，如墙壁楼板及门窗等，挡烟物两侧的压力差可有效地防止烟气通过门窗周围的缝隙和围护结构缝隙渗漏过来。发生火灾时，由于疏散和扑救的需要，加压区域之间的门总是要打开的，或者是在疏散期间打开，或者是在整个火灾期间打开。如果敞开门洞处的气流速度方向与烟气流向相反，因达到一定值时，仍能有效阻止烟气，即可以阻止烟气又能防止加压的着火区流动。加压防烟方式的优点是能有效地防止烟气侵入所控制的区域，而且由于送入大量的新鲜空气，特别适合于作为疏散通道的楼梯间，消防电梯前室或合用前室的防烟。

2 高层建筑防排烟设计应注意的问题

2.1自然排烟设计时应注意的问题

自然排烟是利用烟气流动的特性，采用开启外窗，敞开的阳台、凹廊将有毒高温烟气排出，具有结构简单、经济、不需电源和专用设备等优点。《高规》中规定：除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室，宜采用自然排烟方式。从规范中看出，规范推荐宜优先采用自然排烟设施进行排烟。但在实际应用中存在以下三个问题：

2.1.1 排烟窗位置过低

根据排烟的原理，排烟窗应设在房间外墙上部或顶棚上，有些建筑排烟窗设置在房间中部甚至是下部，势必会影响排烟效果，严重的会起到反作用，下部排烟窗向火源处输送新鲜的空气，造成火势更加迅猛。

2.1.2排烟窗开启面积过小

规范中对可开启外窗的面积做出具体的规定，是为了将烟气顺利的排出。有些建筑特别是酒店、旅馆、商场以防盗为理由，故意把排烟窗面积改小，有的甚至将窗户封堵。

2.1.3 排烟窗距离过远

虽然《高规》对排烟窗距离未做明确规定，但《建筑设计防火规范》中规定：自然排烟口距防烟分区最远点的水平距离不应超过30m。同时，上海地方标准《民

用建筑防排烟技术规程》中也规定：室内或走道的任一点至最近排烟管道的排烟口或可开启外窗、百叶窗的水平距离不应大于30m。例如，某教学楼的内走道长为54m，两端为封闭楼梯，可开启排烟窗开在距走道一端12m的位置，排烟窗距另一端至少40m的距离，即使是排烟窗面积达到规范要求，这样的设计对内走道的排烟也是不利的。

2.2 机械排烟设计时应注意的问题

2.2.1排烟风机启动后多个防烟分区同时排烟

虽然《高规》中规定担负两个或两个以上防烟分区排烟时，应按最大防烟分区面积每平方米不小于120m3/h计算，但是并不意味要在两个防烟分区同时排烟。一个机械排烟系统可以在若干个防烟分区的区域内担负排烟任务，但一次只能在一个防烟分区面积内实施排烟。多个防烟分区同时排烟会导致排烟口多、漏风点多、排烟量小、排烟效率低下。

2.2.2 排烟口为不带阀的常开排烟口

由于不带阀排烟口不受控制，火警信号启动排烟风机运行，所有排烟口都在运行，不仅如此，高温烟气会通过排烟口进入排烟管道，使烟气蔓延到其他非着火区域。《高规》中明确规定：排烟口平时关闭，并应设置有手动和自动开启装置。显然，常开排烟口违背了机械排烟系统的控制原则，剥夺了人们手动启动排烟的权利。应该选用设有排烟防火阀的排烟口，平时保持关闭，火灾时由火灾自动报警联动排烟口开启，并联动排烟风机运行。

2.3 机械加压送风设计时应注意的问题

机械加压送风系统由送风口、送风管道、送风机和防烟部位以及电气控制设备所组成。在实际应用中机械加压送风系统的设计主要存在以下两个方面的问题：

2.3.1机械加压送风风量设计不合理

有些单位为了节省成本、偷工减料，选用的送风机风量不足，楼梯间和前室无法形成正压，起不到防烟的效果。有些单位选用送风量较大的风机，我认为这样设计也不合理，因为风量过大会造成走道和前室之间的疏散门开启困难，也不利于人员疏散。

2.3.2 合用正压送风系统未设计压差自动调节装置

规范规定，防烟楼梯间的余压值为40Pa-50Pa，前室、合用前室、消防电梯间前室的余压值为25Pa-30Pa，这样设计是要在楼梯间内造成一个大于前室或合用前室的气体压力，在前室或合用前室造成一个大于走道的气体压力，避免高温烟气进入前室，使楼梯间内保持无烟。若楼梯间和前室共用一个送风系统，且未

设置压差自动调节装置，无法形成楼梯间的余压值高于前室，这样对安全疏散也是不利的。

3 结束语

只有认识到防排烟系统设计时应该注意的问题，才能不断完善防排烟系统的设计，才能设计出合理适用的防排烟系统，保证其设计以及安装施工都符合国家建筑要求，保证每个建筑项目的防排烟系统设施配置齐全，功能完善，真正发挥其防火减灾的作用。

参考文献：

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