浅谈高层建筑中消防防烟排烟系统的应用

浅谈高层建筑中消防防烟排烟系统的应用
摘要：目前，建筑特别是高层建筑的火灾也呈上升趋势，造成损失也不断增大。

如何做好高层建筑中的防烟、排烟工程，对于整个高层建筑的防火措施、对于保障人们的生命和财产安全都具有非常重要的意义。

本文分析了高层建筑中消防放烟排烟系统的应用。

关键词：高层建筑；消防放烟排烟系统；应用
引言
随着城镇化的不断推进，城市的建筑用地越来越紧张，高层建筑也成为了广大开发商与消费者青睐的建筑产品，因为其占地面积小，可利用空间大，经济效益好，已经成为了目前各大住宅和商业建筑的首选建筑形式。

但是，也由于高层建筑的种种特点，使其防火安全性能显得尤为重要。

因为有些高层建筑的高度已经超出了消防车云梯的高度，因此，建筑物内部的防火、防烟、排烟工程就显得至关重要。

 
一、防排烟系统概述
建筑工程的防排烟系统是指由送排风管道、管井、防火阀、排烟阀、各类风口、送排风机等设备组成的通风系统。

高层建筑的防排烟设施主要分为机械加压正压送风系统（防烟设施）、机械排烟排风系统（排烟设施）或在规范许可条件下设置可开启外窗的自然排烟设施。

防排烟系统的作用主要有两个方面：一是在疏散通道和人员密集的部位设置防排烟设施，有利于人员的安全疏散；二是将火灾现场的烟和热及时排出，减弱火灾的蔓延，消除灭火的障碍。

所以防排烟系统在高层建筑消防工程中是很重要的组成部分，在灭火救援过程中起着非常关键的作用。

近几年来，各地的高层建筑越来越多，但由于设计或施工方面的原因，致使防排烟系统存在一些问题。

本文结合近些年来的工程实践，从四个方面浅谈当前我省高层建筑防排烟系统中存在的问题及对策，以供设计、施工、监理和相关人员参考。

二、高层建筑的防排烟主要方式 
1、自然排烟方式
在高层建筑的防排烟系统中，自然排烟方式是一种重要的方式，具体来说，这种排烟方式作用力主要是利用火灾产生的烟气的浮力以及外部风力，然后由于建筑物具有对外开口，直接将烟气排至室外。

在自然排烟这种方式里，最为重要的是需要具有热烟气的排出口和冷空气的进口。

对高层建筑的防排烟系统而言，以前一直选择使用专用的通风排烟竖井，如果出现火灾的现象，考虑到建筑物的室内外温度差进一步的扩大，这就会在很大程度上产生烟囱效应的现象，这样也将会有利于房间排烟。

这种方式已经得到了较大范围的使用，考虑到这种方式充分利用到了竖井的“烟囱效应”，这样将会在很大程度上引起抽风力的产生，因此，
会具有较好的排烟效果。

当然，这种排烟方式也存在着一些明显的缺点，比如：具有较大的占地面积等。

3、机械排烟方式 
①负压机机械排烟方式。

负压排烟方式是机械排烟方式中重要的一个组成部分，具体来说，就是利用排烟机经过建筑物的排烟口将建筑物内由于火灾造成的烟气排至室外的排烟方式，这种方式也得到了广泛的应用。

当建筑物的火灾刚出现的时候，通过负压排烟方式可以使得着火建筑物内的压力出现下降的现象，这将在很大程度上出现负压的现象。

然而随着建筑物室内的火灾进一步的加强，这就会在很大程度上导致大量烟气的产生，通过排烟机的方式不能完全的对其进行排除，烟气就会不断的进行扩散。

还有，由于烟气中会出现高温的现象，排烟机必须要能够进行高温排烟，除此之外，排烟机还需要根据需要设置防火阀。

正因为如此，这就需要进行较高的投资，还有，需要较高的日常维护管理费用。

②全面通风排烟方式。

全面通风排烟方式也是机械排烟方式中重要的一个组成部分，具体来说，不仅需要通过排烟机对建筑物室内火灾进行有效的排烟，而且还需要通过送风机对建筑物室内火灾进行机械送风。

由于全面通风排烟方式会给建筑室内火灾区排入许多的新鲜空气，它应该使用在非着火的有烟区，而不是使用在着火区，在进行实际系统运行过程中，这里需要注意的是，需要把系统的送风量略为大于排风量，这样可以在很大程度上防止出现助燃的现象。

这种排烟方式有着明显的优点，比如：具有较好的防烟排烟效果，同时又比较稳定等，然而这种方式也会存在着明显的缺点，比如是这种排烟方式需要送、排风两套机械设备，这样就需要较高的投资，还有会具有较大的耗电量。

 
三、防排烟系统的应用
高层建筑中消防防烟排烟系统的作用是在火灾发生初期及时而有效地排除火灾初起区域和蔓延到未着火区域的烟气，防止火灾烟气扩散到未着火区域和疏散通道，为受灾人员的疏散、物资财产的转移、火灾的扑救在时间和空间上创造有利条件。

根据《高层民用建筑设计防火规范》CB50045-95（2005年版）的要求，在建筑物的如下位置应设置独立的机械加压送风的防烟设施：
不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室；
采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室；
封闭避难层（间）；
④设置机械排烟的地下室，应同时设置送风系统，且送风量不宜小于排烟量的50%。

在建筑物的如下位置应设置机械排烟设施：
一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑的下列部位：
①无直接自然通风，且长度超过20m的内走道或虽有直接自然通
风，但长度超过60m的内走道。

②面积超过lOOmz，且经常有人停留或可燃物较多的地上无窗房间
或设固定窗的房间。

③不具备自然排烟条件或净空高度超过12m的中庭。

④除利用窗井等开窗进行自然排烟的房间外，各房间总面积超过200m2或一个房间面积超过50 m2，且经常有人停留或可燃物较多的地下室。

根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB 50067-97的要求，面积超过2000 m2的地下汽车库应设置机械排烟系统。

机械加压送风系统由送风管道（或管井）、送风阀（或送风百叶）、机械加压风机及控制柜、相关的模块和报警控制器等设备组成。

送风阀一般安装在消防电梯前室或合用前室，每个消防电梯前室或合用前室设一个，平时处于关闭状态；送风百叶一般用于防烟楼梯间，宜每隔二至三层设一个送风百叶。

机械排烟系统由排烟管道（或管井）、排烟阀（或敞开式排烟口）、排烟防火阀、机械排烟风机及控制柜、相关的模块和报警控制器等设备组成。

排烟阀一般安装在走廊和房间的排烟口处，平时处于关闭状态；敞开式排烟口一般安装于停车场的排烟管道上；排烟防火阀一般安装在排烟风机前端和排烟支管处，平时处于常开状态。

机械加压风机、排烟风机启动、停止的控制信号及风机运行状态的反馈信号，送风阀（排烟阀）开启、关闭的控制信号及送风阀（排烟阀）状态的反馈信号全部由控制模块和反馈模块与报警控制器相连，通过报警控制器可以实现手动或自动控制机械加压风机、排烟风机启动、停止；控制送风阀（排烟阀）开启、关闭；接收机械加压风机、排烟风机运行状态的反馈倍号；接收送风阀（排烟阀）开启的反馈信号。

某广场是集地下停车场、地下超市、百货商场、公寓于一体的商住两用的建筑，建筑面积为：89.239 m2，建筑高度为99.15m，其中地下2层为停车场、地下1层为超市、1-5层为百货商场、6-30层为公寓。

对照沈阳东方时代广场项目的防烟排烟系统的设计图纸，该建筑共设置29台加压送风机，16台排烟风机。

加压风机设置位置分别为：地下2层：6台；地下1层：6台；5层顶：13台；30层顶：4台。

排烟风机设置位置分别为：30层顶：1台；裙房顶层：5台；5层顶层：4台；地下1层：1台；地下2层：5台。

机械加压风机和排烟风机的数量可以满足《高层民用建筑设计防火规范> CB50045-95（2005年版）和《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB 50067-97的要求。

在实际检测过程中，发现各家施工单位对消防防烟排烟系统联动程序理解不同，编写的联动程序也不尽相同，具体表现在以下几个方面：
①在自动状态下，按火灾报警探测器或手动报警按钮报警直接联动送风阀（或排烟阀）和机械加压风机（或排烟风机）的逻辑关系来编写联动程序。

笔者认为这种联动程序有不妥之处，具体表现为：如果送风阀（或排烟阀）由于机械故障或电气故障无法开启，即使机械加压风机（或排烟风机）启动，也无法对报警区域的风口进行送风（或排烟），起不到应有的作用。

②对于高层建筑走廊消防排烟和消防电梯前室加压送风的联动程序，各家施工单位编写的也不尽相同，具体表现在：a)机械加压送风系统：在自动状态下，当某层火灾报警探测器或手动报警按钮报警时，有联动本层送风阀和相应的机械加压送风机的；有联动本层及上层送风阀和相应的机械加压送风机的。

b)消防排烟系统：在自动状态下，当某区域火灾报警探测器或手动报警按钮报警时，有联动本层排烟阀和相应的机械排烟风机的；有联动本层及上层排烟阀和相应的机械排烟风机的。

结束语
综上所述，只有对防排烟系统的态度得到明确，对其单独的系统属性及重要性得到合理认识，才能在工程中对防排烟系统的设计进行合理完善，确保设计和安装都能符合相关要求。

确保建筑工程中防排烟系统设计的配置得到合理，使其功能得到不当完善，进一步将其防火减灾的作用得到有效发挥。

参考文献
[1]段南.高层建筑设计中的排烟设计[J].企业导报，2010 (10):292-295.
[2]周燕来，朱国英.浅析我国高层建筑防排烟系统应用[J].知识经济，2011(12):83-86. 。