高层建筑防排烟设计中常见问题分析及对策探讨

2015-04-25艾进

建材与装饰 2015年48期

关键词：防火门楼梯间风管

艾进

（贵州山水水电工程顾问有限公司贵州贵阳 550000）

高层建筑防排烟设计中常见问题分析及对策探讨

艾进

（贵州山水水电工程顾问有限公司贵州贵阳 550000）

在高层建筑设计中，排烟系统规划设计意义重大，一方面通过排烟系统能够有效排除高层建筑居民日常生活所产生的烟气，从而改善空气环境，提高居住质量；另一方面，防排烟系统在火灾防范、扑救中具有重要作用，能够有效减少烟气窒息等事故的发生。对此，本文首先介绍了常见的建筑防排烟方式，并详细分析了高层建筑防排烟系统中的常见问题，然后提出了一系列高层建筑防排烟设计优化对策，以保障高层建筑防排烟效果。

高层建筑；防排烟设计；对策

1 引言

高层建筑防排烟系统对于防范火灾至关重要，根据调查显示，近年来高层建筑火灾已经给人们的生命财产安全构成了巨大威胁，很多人员伤亡都是因为烟气所造成的窒息或者中毒所导致的。基于此，探究有效对策使得火灾发生时迅速排除烟气至关重要。

2 建筑防排烟方式

建筑防排烟工程主要涉及两个方面，防烟和排烟。防烟主要是利用某种措施避免烟气从有烟区扩散到无烟区，并且尽可能的降低着火区域内的烟气量；排烟就是通过有效措施尽快把烟从烟区中排放到大气中。在具体工程中，防烟系统和排烟系统分别起到了防止烟气扩散和尽快排烟的作用。据相关规定，建筑内的排烟可以使用开启外窗等自然排烟方式或机械排烟方式；防烟可采用机械加压送风的方式。

2.1 自然排烟

自然排烟主要是指通过自然力的作用，保持室内外空气的流通，形成风压，或者是通过空气的流动使可燃物的燃烧形成不均匀的室内外热压，从而自然排烟。

2.2 机械排烟

机械排烟主要需要通过外力作用，依靠电能产生的机械动力，有效排除室内热量和烟气。

2.3 机械防烟

机械防烟又被称为机械加压送风，指的是依靠电能产生的机械动力进行强制性送风，从而确保避难所和疏散路线空间内的正常正压值，有效避免烟气从有烟区进入无烟区。

3 高层建筑防排烟系统设计常见问题

3.1 风机选择不合理

各种前室间的机械加压的风量应该依据具体的计算结果来确定，如果规范值和计算值不相符，则一般可以选择较大的值进行选取确定。一些设计直接用规范值来确定，而这样就会导致所选的风机产生的风量不足，无法达到预期的效果。另外，还有一些设计所采用的是将机械排烟与排风互相结合，但是缺点在于不能根据设计的要求选择双速风机。除此以外，还有一些单位因为疏忽大意，以至于所购买风机的功率比设计所要求的要小，产生的风量不足。

3.2 自然的排烟窗设计不理想

该问题指的是在设计的过程中，可能会出现构造方面的一些误区。比如，一些排烟窗本来是不固定的，但是由于设计的失误，可能将其设计为固定窗，从而无法达到适当排烟的效果。另外还有一些将能够开启的排烟窗设计在窗的下部，而固定窗则被设计为在窗的上部。上述做法并不符合客观的规律的，在实际应用中也会严重影响到排烟的功能。

3.3 排烟阀位置安装不合理

这一问题主要是由于工作人员的自身技能与意识缺乏，没有意识到排烟阀与送风阀的不同，直接导致错位的安装，最终导致问题的出现。

3.4 正压送风系统压差的调节装置设计不合理

据相关要求，合用前室与防烟楼梯间应该设置独立的送风系统，在支风管位置需要安置自动调节装置，但由于技术问题，目前在很多正压送风系统设计中，并不具备相应的压差自动调节装置，无法形成高于前室或楼梯间余压值。

3.5 送风口设置不符合要求

一些竖向的防排烟系统采用的是固定的百叶窗式送风口，其尺寸是相一致的，使得每层的送风口在风速上不均衡。即出现离风机比较远的送风口的风量有所不足，末端的甚至接近于零。

4 高层建筑防排烟设计优化对策

4.1 防烟系统设计

防烟设计方式在高层建筑防烟设计中常用的是机械加压送风，此类工程中要从以下几个方面来强化设计的有效性：①送风量的计算精确度应提高。送风量是机械加压送风系统安全性设计的一个关键点，而在实际中，送风量的计算常被有限的工作条件制约简化，导致不能够精确的计算出合适的送风量。对于这一弊端，应该在实际工作中建立健全完整的建筑模型烟尘控制区，从整体角度确定送风量，可提高系统的安全性。②适当的风量与风量范围。空间内空气泄露洞口越多，面积越大会使加压空间的送风量越大，加压的面积难以保证正压值，而设置的防火门也会对风量产生影响。此时就要根据实际的加压空间与送风量大小在设计匹配的风量与范围内，使设计在最大空间合理化。③对系统运行进行优化。因为一旦遭遇火灾，开启着火层的送风口对防排烟的意义不太大，此时的设计应着重考虑单点火灾。为了更加的经济可靠，需确保着火层前室送风口开启方便、快捷。

4.2 自然排烟窗的设计

在高层建筑防排烟设计中，自然排烟经济性较高，施工便捷，而且维护管理比较方便。如果满足自然排烟条件，则可以优先选择这一设计方式，但是如果设计方式不当，则会很难达到设计要求。排烟窗设计对于自然排烟的效果具有很大影响，下文将对自然排烟窗（排烟口）的位置、结构形式及有效面积进行详细分析探究。

当火灾发生时，排气为上升气流，为了提升排烟效果，可以将自然排烟窗设置在排烟区域外墙上方或者屋顶上。如果设置在外墙上，则排烟口底标高不应该低于室内净高度的1/2，而且还需要设置便于开启的自动装置或者手动装置，而且手动开关应设在距地面0.8～1.5m位置。与此同时，自然排烟窗的开启方向应该沿着火灾气流方向；自然排烟窗与防烟分区的最大水平距离应该控制在30m以内。只有严格设置排烟窗，才可以达到较好的自然排烟效果。

排烟窗口的形式有很多中，不同形式的派窗口，其有效面积参数也是不同的。对实际工程进行调查研究发现，当采用侧拉窗时，有效面积应按开启的最大窗口计算；当开启角度大于等于70°，其面积可按窗的面积计算；当开启角度小于70°，其面积近似按以下公式计算窗的有效面积：

式中：FP指的是有效排烟面积，m2；Fc指的是窗的面积，m2；α指的是窗的开启角度。

4.3 楼梯送风系统

在高层建筑的实际使用过程中，楼梯间正压送风的系统在工作过程中会时常出现问题，由于楼梯间的封闭效果不好或者加压的风量出现泄漏的状况，就不会及时的形成安全正压，导致火灾的烟气侵入到整个楼梯，并出现大面积的蔓延现象。大多数的高层建筑在进行楼梯防火门的选择时，往往会选择价格较低的常闭式防火门。在高层建筑施工结束并投入实际使用中时，由于闭门器在打开角度超过90°会出现不能自动关闭的情况，导致常闭式的防火门始终处于敞开状态。除此之外，高层建筑物中的业主会为了自身出行的方便，有意将常闭式防火门拆除或者破坏，使其处于敞开状态。以上两种情况使常闭式防火门处于常开状态，失去其自身的功能及作用，不能保证楼梯间的封闭状态，即使开启送风系统也无法形成楼梯间的正压，进而出现高层建筑物的安全隐患。若在防烟楼梯与前室都安装常开式防火门，则可以有效的防止以上情况的出现。常开式防火门处于敞开状态，在发生火灾时，可以自动关闭，并与送风系统共同发挥防排烟的作用。

对于机械加压送风系统，在取风口设置工作中常出现位置设置不当的现象。高层建筑物中取风口的设置地点较为复杂，包括楼顶，室内，或者与楼梯间相通。取风口的不合理设置会受到火灾的安全威胁，极易将火灾的烟气吸入到楼梯的防烟区域，从而出现极为严重的后果。因此，在高层建筑物送风系统的取风口设置工作中，应根据实际情况进行科学合理的设置。在取风口的位置设置烟雾探测器，高层建筑物中一旦出现烟气就会感应到，并自动开启送风系统的关闭程序。除此之外，送风系统的取风口不应设置在出现火灾烟气威胁的位置，最好设置在高层建筑物的底部位置，并且处于上风方向。

4.4 风管密封性设计

防排烟管道是高层建筑防排烟系统设计的主体内容，在对其进行设计与施工的过程中，有关设计施工人员不仅要考虑风管设计的合理性、施工的准确性等问题，同时还应对其施工的质量进行把握。对此，在具体的施工过程中，有关工作人员应在注重施工进度的同时，加强对施工各项细节的重视程度，努力提高施工质量，注重细节、提高施工质量。为了有效解决风管密封性较差问题，需要施工人员加大对细节部分的关注力度，例如：做好风管接缝、接管连接处的施工工作，确保风管的密封性；严格按照施工规范行事，防止出现管道堵塞现象。在开展管道施工过程中，应该加强对外部附加支撑结构的重视程度，做好细节工作，以此提高管道施工质量，促使风管漏风问题得到有效解决。