超高层建筑防排烟系统问题分析

摘要：建筑用地的紧张使很多超高层的建筑涌现出来，在近20年间，高度在100m以上的建筑物产生的数量呈现出不断上升的趋势，这些超高层建筑物功能完善、体型高大，且活动的人员较多，因此，做好防火措施是管理人员所要关注的重点。如何做好建筑防烟和在紧急时刻的排烟设计是保护人民生命财产安全的重要内容，其不但影响人们在发生紧急状况时如何快速疏散，还影响施救人员消防扑救的效率，这更加说明了科学设计排烟系统、完善烟气控制设施的重要性。本文笔者主要对超高层建筑排烟系统中的问题进行了深入的探究，并且给出了具体的解决策略，希望能为相关工作者提供参考。

关键词：超高层建筑；防排烟；系统；问题分析

科学的防排烟系统既能做到火前防控，又能协助火情扑救。根据调查显示，管理人员对防排烟工作的重视程度以及设计人员的专业能力是影响防排烟系统科学性以及有效性的重要因素。国内外发生的重大火情表明，在火灾发生时，烟气是造成人员伤亡的最重要的因素，因此，对超高层建筑物的防排烟系统的设计与完善一直是人们的关注点，需要对如何提高超高层建筑物防排烟系统的科学性进行探究。

1储烟仓厚度和最小清晰高度

当火情发生时，为了快速将建筑物室内的烟气排到室外，会使用两种排烟系统，分别为自然排烟系统与机械排烟系统，这两者所需要的动力不同，系统设计也存在一定的区别。值得注意的是，当前储烟仓高度和最小清晰高度依然是衡量我国防排烟系统的主要因素。其中储烟仓高度对排烟口的面积和数量发有着重要的影响；而最小清晰高度则主要是为了保证室内人员安全撤离以及施救人员可以迅速控制火情的最低标准，无论是自然排烟还是机械排烟的系统设计，都必须达到这个指标。《建筑防烟排烟系统设计标准》（GB51251-2017）指出，为了保证人员的生命安全，室内空间的高度以及走道的空间高度不作硬性要求外，其他区域的净高度应当严格高于3m，且保证室内的排烟口都要设置在储烟仓的内部。尤其当使用机械排烟系统时，更应当注重储烟仓的内壁厚度，保证排烟口的数量不会受到影响。经研究表明，室内高度、储烟仓的厚度以及最小清晰度应当满足以下关系：H-d＞Hq（1）式中，Hq表示最小清晰高度；d表示储烟仓的厚度；H为室内的净高度。

2地下楼梯间的防烟系统设计

地下楼梯间由于采光条件差且没有较好的通风口，是容易出现火情的重要区域，加强地下楼梯间排烟系统的科学性是防烟的重点。《建筑防烟排烟系统设计标准》（GB51251-2017）第3.1.4条指出，建筑地下部分的防烟楼梯间前室及消防电梯前室，当无自然通风条件或自然通风不符合要求书，应安装机械加压送风系统，以保证地下安全性，除非以下三个条件同时满足：（1）地下的封闭楼梯间与地上的楼梯间保持相互独立的关系；（2）地下仅有一层；（3）首层应设置有效面积不小于1.2㎡的可开启外窗或直通室外的疏散门。《建筑防烟排烟系统设计标准》的3.1.1条及3.1.4条的前半部分指出除必须设置机械加压送风系统的区域外（《建筑防烟排烟系统设计标准》（GB51251-2017）3.1.2条），其他区域推荐采用自然通风，地下楼梯间、地下建筑室自然适应。

3内走道排烟系统设计

3.1管路及附件实际施工

竖向排烟是为了提高走道净高的传统方式，这是因为烟气的走向特点符合烟囱效应，可以达到快速排烟的目的，其具体实施细则为在每层建筑的走道侧墙上安装排烟口，并定期检查电动排烟口的设备情况，详细见图1。随着技术的不断发展，人们认为需要将280度排烟防火阀引入内走道排烟系统中，进一步保证排烟效率以及设备的整体美观性，《建筑防烟排烟系统设计标准》（GB51251-2017）的出台将假设防火阀作为设计排烟口的硬性条件并且得到了快速的普及，具体见图2。但是,图2设计的方案存在一定的缺点，那就是可能会对现场施工造成较大的阻力，因此，笔者建议在图2的基础上进行一定的修改，即可以促进现场施工的效率，又有利于后期检查与维护。

3.2排烟窗（口）设置

尽管内走道不必遵守将排烟口设置在储烟仓内部的硬性条件，但其排烟系统的设置以及优化仍是保证快速疏散的重要内容。在实际的操作中，因为超高层建筑物的高度限制，在安排排烟口时会产生一定的难度，无法保证将所有的排烟口都设置于储烟仓的内部，而且走道内也是各种管线集中的地方，也会增加排烟难度。《建筑防烟排烟系统设计标准》（GB51251-2017）第4.3.3条规定：自然排烟窗（口）应设置在排烟区域的顶部或外墙，当设置在外墙上时，自然排烟窗（口）应在储烟仓以内，但走道、室内空间净高不大于3m的区域的自然排烟窗（口）可设置在室内净高度的1/2以上；第4.4.12条规定：机械排烟系统的排烟口应设在储烟仓内，但走道、室内空间净高不大于3m的区域，其排烟口可设置在其净空高度的1/2以上，当设置在侧墙时，吊顶与其最近边缘的距离不应大于0.5m。在内道设置的排烟口其高度应当设置为内道净高度的1/2及以上，但是不用严格执行最小清晰度的要求，保证储烟仓的内壁厚度满足以下要求：（1）厚度应与最小清晰高度有一定的重合部分：（2）出烟口应与挡烟垂壁有机统一，保证吸入大量的室外空气，从而有效地提升排烟量；（3）排烟口的位置应当低于储烟仓，满足《建筑防烟排烟系统设计标准》（GB51251-2017）的（4）4.12第七款规定，对每个排烟量进行核查与检验，这就要求在实际的设计过程中，要使排烟口与顶棚保持适宜的距离。

4竖向土建风道内的防排烟风管安装

根据工程经验，由混凝土制作的风道，风量延程损耗较大易导致机械防排烟系统失效且在工程实践中，风道的光滑度对系统的有效性起到了关键性作用，所以《建筑防烟排烟系统设计标准》（GB51251-2017）第3.3.7条与4.4.7条规定，机械加压送风系统、机械排烟系统应采用管道送风，两者均不应采用土建风道，送风（排烟）管道应采用不燃材料制作且内壁光滑。同时，也对管道强度和严密性检验进行了详细的规定。竖向土建风道内的防排烟风管的安装，为避免无法控制好井道内风管与墙体之间距离的问题，进而影响施工的正常紧张，笔者认为，可以通过以下措施来优化土建风道管设计：（1）在充分考虑风管的安装条件的基础上设定风道管留洞的洞口截面面积，且适当增加排烟管的厚度。（2）为了保证风管安装的质量以及安装便捷性，高效性最大合理使用建筑空间。竖向土建风道风管安装的施工工序应按照：①钢筋混凝土墙体内防火不燃材料的使用；②金属风管的搭建；③进行检查；④后砌筑墙。值得注意的是，将金属风管嵌入竖井土建风道需要精细地计算风道的尺寸，这样才有利于后砌筑墙的实施。最后，建筑排烟设计师应对设置专业风管的墙体进行标注，以备后期的检查与装备的升级。设计图集《防排烟机暖通防火设计审查与安装》（20K607）P87—P92进行了详细说明，可参照执行。

5结语

总而言之，保证建筑防烟和在紧急时刻迅速排烟是建筑设计重点关注的内容，笔者结合自身的工程实际状况，对超高层建筑中防烟系统的完善提出了一些自己的观点以及建议，但是，如何将消防技术规范以及建筑功能的有效拓展融入防烟设计，仍需要设计人员深入的探究，以期做出更具有安全性、系统性、科学性的设计作品，不断推进建筑防排烟系统的完善。

参考文献：

[1]王利波.高层建筑火灾危险性分析及预防对策[J].中国建材科技，2020,29(05):147-148.

[2]卞云庆.高层建筑暖通消防工程中的防排烟施工技术分析[J].住宅与房地产，2020(26):103-104.

[3]王一智.基于模糊贝叶斯网络的高层建筑火灾事故风险评价研究[D].兰州交通大学，2020.

[4]陈阳.高层建筑附属人防地下室的暖通设计及防排烟设计[J].住宅与房地产，2019(36):47.

作者：肖建文 单位：湖南湘江新区建设工程质量安全监督站