高层建筑防排烟工程探讨

      　摘 要：笔者根据多年防火工作实践，结合高层建筑的火灾规律、火灾特点，阐述烟气是导致火灾建筑中人员伤亡的主要原因，研究防火防烟和扑救措施，提出解决烟气控制的技术措施。 

　　关键词：防排烟；高层建筑；人员密集场所 

　　一、高层建筑火灾危险性 

　　高层建筑的火灾危险性主要有以下几个方面：一是建筑层数多。二是结构复杂，竖井和管道多。三是燃气及用电设备多。四是可燃物多，火灾荷载大。高层建筑的电梯井、电缆井、楼梯井、管道井、排风管、电线管道等，正是火灾蔓延的重要途径。 

　　高层建筑内的可燃材料吊顶、塑料墙布、墙纸、窗帘等则增加了建筑的火灾荷载。 

　　二、高层建筑火灾特点及高层建筑防排烟系统存在问题 

　　近年来高层建筑的火灾案例表明，发生火灾后蔓延迅速，烟囱效应强，形成立体火灾，热、烟、毒气危害严重，已经成为高层建筑火灾的主要特点，并直接威胁着人们的生命安全。高层建筑内设备及构件多，一旦失火，火势迅猛而且燃烧时间长，产生大量有毒烟气。高层建筑内容纳人数多，垂直距离大，加之火灾环境下人们的恐慌心理和火灾烟气的毒害作用，使安全疏散成为一个较难解决的问题。高层建筑发生火灾时高温、烟气充满建筑物内，能见度降低，往往造成被困人员恐慌、拥挤，易造成踩伤踩死，增大疏散的难度。甚至出现人员跳楼事件。烟气、毒气等燃烧产物极易造成人员窒息、中毒死亡，人在浓烟中停留12min就可能昏倒，45min就有死亡的危险。在高层建筑中，热对流是火灾蔓延的主要形式，火风压和烟囱效应是使火灾蔓延的动力，500℃以上的高温热烟是蔓延的条件。高层建筑竖向管井、共享空间等部位，易产生“烟囱”效应造成烟、火蔓延迅速。火灾烟气蔓延途径多，容易形成立体火灾。在发展阶段，其垂直蔓延速度为34m/s；火易沿吊门、窗、走道向水平方向扩散；水平蔓延速度为0。50。8m／s；随着火势沿外墙窗口向上升腾、卷曲，甚至跳跃式向上层蔓延。实验测得，高温烟气在竖向井道内向上蔓延的速度可达35m/s。 

　　国内外火灾案例说明，火灾中的烟气是造成人员伤亡的最主要原因，因此，对高层建筑的火灾烟气控制的研究，对于提高建筑抵御火灾的能力和保障人员安全就显得尤为重要。烟气危及人的生命安全，除了烟的有毒、减光、高温等特性外，烟气对人威胁最大特征是极易扩散性。因为火灾建筑中，烟气温度高，烟气容重小，产生巨大的向上热压力，使烟气沿着竖直方向的通道，迅速达到建筑顶层，对建筑物顶层人员生命造成了威胁。 

　　在工程检查和验收中，特别是房屋装修有吊顶时，往往忽视隐蔽部分工程的施工质量，吊顶以上的内墙未砌至顶板或留有孔隙，竖井中的管道与各房间卫生间的管道连接处的孔洞，集中空调的管道安装时留下的孔洞，也是造成烟气迅速扩散的重要通道。 

　　在辽宁朝阳调查的20多幢高层建筑中，绝大多数建筑采用自然排烟和机械送排风相结合的方式。 

　　采取机械送排风相结合的方式，在前室和楼梯间内形成负压，这种方式无法禁止烟气的侵入，因此也就无法保证进入前室和楼梯间的人员安全。在1995年颁布的《高规》中已将此种方式排除在外，更加强调机械加压送风的防烟方式。 

　　建筑风井是机械防排烟的关键构件，是将火灾烟气排出室外或向建筑室内输送一定压力空气的唯一通道，由国外实验数据表明，建筑构件的渗漏面积与其构件壁面面积比值成反比，通常分为四个等级：严密、一般、疏松、非常疏松，随着严密性的增大，渗漏面积是减小的。施工工程中风道内墙未抹灰或风道截面不足都是造成压力不足的原因，从而在建筑工程监督检查中对严格施工质量是至关重要的。 

　　而多数建筑出现了楼梯间与前室、前室与走道压差远远大于《高规》规定，此情况下，使人在火灾逃生时，很难打开通向前室和楼梯间的门，造成疏散困难，为了解决此问题，设计院采用了在前室与走道的隔墙、前室和楼梯间隔墙设了泄压孔，以缓解压差过大的矛盾，但这是一种治标不治本的办法，因为它没有找到形成压差过大的原因，又破坏了前室作为高层建筑临时庇护所的防火分区的独立性。 

　　三、烟气控制的防排烟措施 

　　应用性能化防火设计方法，在对不同建筑不同使用功能房间的烟气危害性进行定量定性分析的基础上，进行烟气的控制设计。 

　　建筑防排烟工程涉及到建筑、装修、暖通、空调、电气等多个专业，该系统的防排烟效果好坏与设计、施工、管理密不可分，应该把建筑防排烟做系统工程综合加以考虑。 

　　（1）尽量减少烟气源。从设计源头上把住材料关。设计时严禁选用发烟量和发烟速率大，燃烧时产生有毒气体的建筑、装修、保温、隔音材料。 

　　（2）在吊顶装修前，所有管道、风道、电缆、穿越走道、房间隔墙的孔洞及隔墙与顶板的孔洞、竖井与房间连通的孔洞均用非燃烧材料严密填实。 

　　（3）所有具有产生烟囱效应的玻璃幕墙与外墙的间隙，管道井、电缆井均应做水平分隔。 

　　（4）对于设置在建筑物内的人员密集场所，无论该建筑高度是否超过32 m，均应采取机械防排烟措施，即在该场所内设置机械排烟。该场所如与该建筑楼梯间相通，应在进楼梯间前补设前室采取正压送风。 

　　综合上述，在日常的防火设计审核，消防工程施工监督、验收工作中，一定要坚持以人为本，依法监督，高度重视建筑防排烟工程设计。