关于超高层建筑防排烟设计的探讨与实践

关于超高层建筑防排烟设计的探讨与实
践
摘要：现如今，城市建设越来越好，人口数量也越来越多。

为了有效解决城市用地紧张的问题，城市就必须发展超高层建筑。

超高层建筑多用于商业办公，同时超高层建筑也是城市的一张名片。

（如：上海中心大厦）因此，相关部门必须提高人们对消防安全的重视程度。

为了保障人们的生命与财产安全，相关部门必须做好超高层建筑消防工作。

在通常情况下，超高层建筑的防火设计要求比普通房屋的防火设计要求高。

超高层建筑的人员数量较多，并且使用的用电设备也较多，一旦超高层建筑发生火灾，就会在烟囱效应下快速燃烧扩散。

同时建筑内部起火时，建筑材料在燃烧时会产生大量的有毒气体和烟雾。

超高层建筑内部的结构设计对火势蔓延也产生了较大的影响。

如果相关部门不重视超高层建筑防火设计工作，就会引发严重的消防安全事故。

关键词：超高层建筑；防排烟设计；实践
引言
近几年，在经济社会不断发展的过程中，人们对建筑的美观性有着越来越高的要求，受此影响各类楼房以及商场等，都会运用大量具备较强可燃性的一系列装饰装修材料，这也导致建筑火灾问题频频出现。

对于建筑火灾来讲，有很大一部分人员是因为吸入了烟气而出现窒息昏厥或者是死亡问题，因此，在建筑中合理设置消防防排烟系统便显得极为重要，有必要对防排烟系统的作用以及科学设置做出深入研究，并加强消防监督工作，以此切实保证人们的生命安全。

1超高层建筑火灾的特点分析
1.1火势蔓延速度快
超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，在超高层建筑中，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超高层建筑，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。

1.2受困人员疏散难度大
超高层建筑的楼层多，垂直高度大，超高层建筑的人员疏散需要比较长的时间。

同时超高层建筑中的人员比较密集，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，超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。

1.3火灾扑救困难
超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，对于超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。

但是当前我国部分超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超高层建筑防火排烟设计中存在的问题
2.1超高层建筑内部消防设施不规范
超高层建筑内部各功能区复杂，人员密集程度较高，空间职能管理上存在疏漏，使得消防配套设施也存在与消防监督工作不匹配、不完善等问题。

建筑的管理者消防安全意识不足，将经济效益放在首位，使得超高层建筑单位出现火灾火情的概率大大增加。

其次，物业管理方对于自身建筑的消防设施维护保养做得不到位，也会造成消防火情的增加，日常消防设施维护不到位，出现漏洞无法及时
进行弥补挽救，使得火灾出现时相关消防设施无法起到相应作用，最终造成人员
伤亡。

2.2监督管理力度不足
我国的消防监督管理的主体为派出所与消防救援机构。

实际管理工作存在工
作人员数量少、监督管理工作无法全面覆盖等问题。

因此，超高层建筑的安全管
理职责通常由专业的物业管理企业来承担。

从目前物业管理工作的开展情况来看，存在以下问题：①管理人员的年龄较大。

他们对于当前防火监督管理的新手段，
新途径，新方法了解得不够，掌握的不牢，记忆的不清；②专业知识水平不高。

消防防火排烟设计是较为专业的领域，需要由专业人员进行指导和操作。

物业人
员在这方面明显存在知识缺陷，往往会导致物业在开展消防监督工作时，无法落
实细节工作。

当出现消防安全问题时，物业往往不能及时采取正确的处理措施，
从而延误了火灾救援时机。

③监控设备数量少。

有的商超或居民楼体量较大，但
是用于防火方面的监控设备数量较少。

在开展检查时，不能全覆盖，这样会留下
安全隐患。

2.3超高层建筑内部结构设计不科学
从当前超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。

3关于超高层建筑防排烟设计的探讨与实践
3.1加强超高层建筑消防设计排烟规划
超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，超
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。

在超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。

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，对控制超高层建筑中烟雾不断向高层扩散具有重要作用。

因此，超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，促进超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，使超高层
建筑排烟效果得到保障。

3.2在超高层建筑物内部合理地规划排烟装置
如果根据建筑物的特点选择了机械排烟方式，建筑物的构建就需要考虑贯通性，如何合理的确保烟气进入和排出的位置、体量、流速是考虑的关键，并且通
过严密计算使得内部排烟装置能够基本覆盖排烟量的需求。

在性能化防火设计体
系下，需首先确定建筑的几何参数及使用情况，确定设计火灾场景（包括可燃物
种类、数量、火源功率、位置、烟羽流特征等），设定设计目标，保证人员在火
灾发展到威胁人身安全之前到达安全区域，即人员疏散时间小于危险来临的时间，在可用的逃生时间内维持人员疏散路径上的逃生条件。

逃生条件涉及多方面因素，其中与防排烟系统设计目标相关的则是，在设定的设计时长内，通过防排烟系统
的运行使逃生路径上的烟层维持在一定的高度之上，以及控制烟层平均温度。

同时，在建筑物内部要对排烟口的面积以及位置进行科学设计与规划，并且做好建
筑材料的选择。

在超高层建筑物内部设计过程中，设计人员需要对其内部的烟气
流动特点进行充分把握，可以采用有效的分区排烟装置进行设计，从而使超高层
建筑物内部的浓烟能够在较短的时间排出，减少对内部人群的影响。

3.3做好风管耐火性能的管控工作
对于排烟风管来讲，其属于建筑防排烟系统中的一个关键部分，结合《建筑
防排烟系统技术标准》（GB51251-2017）来看，对于建筑中排烟风管自身的耐火
极限给出了明确的规定，如对于管道井当中的竖向排烟风管、吊顶方面的水平排
烟风管还有设备用房中的相应排烟风管等，实际耐火极限需要控制在30min及以上；对于室内、走道吊顶以及穿防火分区等部位的排烟风管实际耐火等级需要控
制在60min及以上。

所以，对于排烟风管来讲，在实际设置时隔热以及防火加强
措施属于需要重点考虑的内容。

现阶段常用的措施是在风管的相应保温隔热材料
中有效地加入一些耐高温纤维，然后再使用一些高温黏结剂进行黏结，并借助膏
体进行抹面。

3.4合理选择建筑设备和材料
超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。

对于超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。

3.5从施工环节加强工程中监督检查
施工过程是将工程设计转化为成品的关键过程，因此，施工单位不仅要在建
筑时严格按照规范施工，还要建立施工质量管理体系，以便在施工过程中能及时
检查防排烟系统。

在建设前主要材料进场的时候，对主要材料、构配件和设备要
严格进行现场验收，做好风管材料及包裹材料的选用，确保材料的不燃性及耐火
极限性，确定防火阀和排烟阀这一类的设备满足使用要求并符合相关的消防产品
标准，做好排烟防火阀动作温度核对，按照施工设计图纸要求合理选择。

另一方面，建成防排烟系统之后，检查联动逻辑的正确性与实际运用中的有效性，要进
行联合试运行，并不断按设计控制逻辑和规范要求进行调试，直至达到设计要求
及各项消防规定。

3.6合理设计防火排烟单元
超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500m2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。

而且不需要时可以卷起，发生火灾后及时落下。

结语
综上所述，对于消防防排烟系统而言，其在建筑火灾中发挥着创造疏散条件、提高扑救便利性以及控制火灾蔓延等作用，应从地下室楼梯间加压送风、泄压设计、前室加压送风以及风管耐火性等方面，对建筑消防防排烟系统实施有效设置，并注重消防监督工作，以此助推建筑消防防排烟系统能够更好地发挥应有价值和
作用。

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