高层建筑防排烟工程设计及防范措施

浅谈高层建筑防排烟工程设计及防范措施

【摘要】针对目前我国的高层建筑防排烟系统设计的现状，本文通过介绍防排烟工程设计方法及排烟量计算等进行了分析讨论，并按照《高层民用建筑设计防火规范gb50045—95》（以下简称“高规”）提出了个人的设计方案及相应的防范措施。

【关键词】高层建筑；防排烟工程设计；自然排烟窗；防范措施近年来，随着我国经济的快速发展，在城市中不断涌现了高层及大型城市综合体建筑，这在建筑防排烟设计方面遇到了很多难题，同时也给从事建筑行业带来了很多问题，现就建筑防排烟设计中遇到的若干问题提出个人看法。

1.建筑防排烟系统类型

在高层建筑防排烟系统中，主要涉及到有这几种类型：自然排烟系统、机械排烟系统、机械加压送风系统。自然排烟主要通过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；机械排烟系统则主要是通过由挡烟垂壁（活动式或固定式）、防火阀、排烟口、排烟管道、排烟机、烟气排出口以及电气控制等设备组成，是利用排烟风机把着火区域中所产生的高温烟气通过排烟口排至室外，防止烟气蔓延；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，是一种强制性的防排烟措施，电梯前室、楼梯间保持一定的正压，以防止火区以外区域烟气侵入，是保证疏散通道安全的重要措施。

2.建筑排烟工程设计现状

2.1自然排烟

从自然排烟效果来考虑，排烟窗应尽量靠近外墙的上部设置并可以开启，目前有相当数量的自然排烟窗不是设置在墙的上部，而是下部，距顶板、吊顶的距离较大，不利于自然排烟。

有的建筑设计人员未按规范要求进行计算，或将固定窗的面积计算在排烟窗面积之内，，势必减少了实际可利用排烟的窗口面积，导致部分工程排烟窗面积达不到规范要求，直接影响排烟效果，留下消防安全隐患。

2.2机械排烟

机械排烟口的设置高度不够，火灾时烟气温度很高，排烟口设置在顶棚或靠近顶棚的墙面时，才能有效将烟气排出。在实际施工中，却往往出现将排烟口或排烟窗的设置过低的情况，影响烟气排放效果。

在防烟分区面积较小、排烟量不大时，许多设计人员在一个防烟分区内仅设计一个排烟口。由于单个排烟口排烟流量过大，导致出现排烟口直接将烟层下部的洁净空气而非烟气吸走的现象。

2.3机械加压送风

在《高规》中没有明确规定加压送风机风量的确定是否需要考虑风道（竖井）漏风系数。很多设计人员陷入了误区，认为风机送风量越大越好，在设计风量时为追求大于计算值或规范规定值，就将送风机的送风量定得很大，造成前室或楼梯间的门难以开启。

在实际施工中，经常有技术员将排烟系统内任一排烟防火阀

280℃的自动关闭联动排烟风机停运，造成排烟风机的过早停运。

3.排烟工程设计

3.1排烟计算方法

在高层建筑排烟设计中，涉及到关于排烟量的计算，在当前我国常用方法主要是经验指标法和火灾模型法。

3.1.1经验指标法

现行的《高规》采用的方法都是经验指标法（面积指标或换气次数指标），对于担负一个防烟分区的排烟系统、两个及以上防烟分区的排烟系统、中庭排烟系统、汽车库排烟系统等，均有明确的规定，此处不再一一列举。

3.1.2火灾模型法

该法是当今国外普遍使用的方法，但由于各自的火灾模型不尽相同，其计算方法也有差异。如起火地点及其空间形态、火灾热释放率、最小清晰高度等。关于烟气质量流率的计算，根据不同的烟缕形式（如轴对称型、阳台溢出型、窗口型、墙型、角型等），给出了相应的计算公式。

如现行《建规》规定的中庭应设排烟设施，有关条文说明中列举了某商城火灾时烟气很快升至12m 以上的流动情况，因此高层建筑对中庭采取机械排烟的高度未限制在12m。

3.2排烟设计案例分析

3.2.1设计案例

某住宅楼地上 32 层、地下 2 层，建筑高度 97m，设有防烟楼

梯间、消防电梯和普通客梯各 1 部。防烟楼梯间及其前室分别设有加压送风系统，2 台风机置于楼顶的机房内，送风量分别为32000 m3/h 和 27000 m3/h。地下层为停车库，与地上层共用楼梯间。为尽可能多布置车位，停车库仅设置了封闭楼梯间而未设防烟前室，楼梯间外墙为无洞口的剪力墙。

3.2.2设计依据

但由于楼梯间外墙无洞口，应根据《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称《高规》）第 6.2.2.1 条（楼梯间应靠外墙，并应直接天然采光和自然通风。当不能直接天然采光和自然通风时，应按防烟楼梯间规定设置）规定，设置防烟前室.

3.2.3设计方法

本工程防烟设计不能仅将地上层防烟楼梯间前室的送风道延长

至地下层并开设送风口，应根据《高规》规定，把地上、地下共 34 层分为两部分设计，分别设置独立的送风井和送风机，并据此调整送风机设计参数。

通过封堵分隔防止烟气扩散蔓延在建筑中首先考虑阻止烟气垂

直向上的蔓延。烟气的水平平均流速为0.3-0.8m/s，垂直向上的扩散速度为3-4m/s，可见烟气垂直向上蔓延比水平蔓延更快。烟气垂直方向的蔓延通道往往是各种竖向管井如电缆井、水管井、通风与空气调节管道、楼梯间。

该项目对楼梯间、电梯间可采取能自行关闭的防火防烟门；当采用玻璃幕墙为外墙时，则在内壁部位设置不燃的裙墙，或采用挡烟

垂壁等保护措施，裙墙和挡烟垂壁的高度或两者高度的和不小于0.8米，并采用防火封堵材料封堵幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙。一般情况下，建筑防止烟气水平方向的扩散蔓延一般是通过设置防烟分区来实现，一个防烟分区不大于500m2。防烟分区中区与区的分隔可采用挡烟隔墙、防火卷帘、防火门，挡烟垂壁、挡烟梁（垂壁、梁的高度不小于0.5m）等方法。

4.设计及防范措施

4.1严格按照规范设计

防排烟设施是建筑自动消防设施的一个重要组成部分.规范施工图审查，严格把关设计质量。消防监督部门的建审人员在施工图审查时，应重视对防排烟设施设计的审查，应重点对自然排烟窗的设置、开窗面积，机械防排烟设施的设置部位、风机选型、送风口排烟口的设置、防烟分区等到进行审查。

解决这一问题应加强对防排烟设施设计人员的业务指导和培训

工作，各地消防部门一般对消防报警与电气、固定（自动）灭火设施专业设计施工人员的业务指导和培训工作非常重视，培训过程中往往忽略了防排烟设施设计人员，从而造成了众多的火灾隐患。

4.2严格把好材料关

大多数材料如建筑材料、室内装修材料、各种管道及保温材料等均具有可燃性，燃烧时都会程度不同地产生烟，有些材料产烟量还相当大。

因此，对烟气的彻底抑制即是杜绝使用可燃物，然而这在现实