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摘 要：随着国家建筑种类的不断增加，楼房建设规模不断扩大，建筑系统防排烟设计、施工情况越来越复杂。在改造建筑体系防排烟方法的应用中，防排烟系统设计人员，应更加认真学习和深刻领会消防技术规范，实事求是地看待技术规范中存在的漏洞和不足，做到既不僵化执行。诚然，在实际工程应用中，还会出现新的矛盾，作为工程设计人员，应立足工程现场，结合防排烟规范的合理应用，充分考虑各种可能出现的问题，力求设计的科学性与完整性。
关键词：高层建筑；防排烟设计；问题分析；对策探讨
Abstract: With the continuous increase in the national building type, building construction scale is expanding constantly, building systems to prevent construction more and exhaust design, more complex. In the application of smoke control methods for the transformation of the building system in the design of anti personnel, exhaust system, should be more seriously study and deeply understand the fire codes, seek truth from facts about technical specification of loopholes and shortcomings, do not rigid execution. Of course, in the actual project application, some new contradictions, as the engineering design personnel, should be based on the project site, with the reasonable application of smoke control standard, considering all the possible problems, and strive to complete and scientific design.
Keywords: high building; smoke control design; problem analysis; Countermeasures
中圖分类号：TU2
0 引言
依据建筑火灾实情状况总结，高层建筑火灾具有以下几个特点：①火势蔓延快。火灾造成的烟气在水平向扩散速度为 0.5～3m/s，沿楼层间和竖向关联的扩散速度为 3～4m/s。而在火灾状态下，人的疏散速度仅为 1m/s；②烟囱效应，易形成立体火灾。火灾易在高层建筑的竖向管井、玻璃幕墙缝隙、共享空间等部位产生，并加快烟气的蔓延速度，火势发展到
一定程度，会形成一种热风压，改变原有空气流动方向，产生逆流，从而加剧火势蔓延。当室内温度随燃烧时间的持续达到 600℃以上时，在有外部新鲜空气进入的情况下发生轰燃；③疏散困难，扑救难度大。火灾一旦形成，由于建筑内功能结构复杂，空间跨度大，人员众多，加上烟气的毒害性和蔽光性等，极易造成疏散扑救困难。所以，当火灾发生时，能否控制高层建筑内部烟气的流动，及时将其排除到室外，阻止烟气向防烟分区外扩散，对人员的安全疏散和消防救援的展开，至关重要。但目前我国尚未出台防排烟系统专门的技术规范，现行的《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称《高规》）中，有关防排烟系统的规定较为粗糙、不全面，无法满足实际需要。
1 高层民用建筑防排烟设计规范分析
1.1 规范中对高层建筑防排烟存在的部分不合理问题
（1）自然排烟窗的设置不合理。《高规》第 8.2.4 条规定：“排烟窗宜设置在上方，并应有方便开启的装置”。自然排烟窗靠人工开启是不现实的，虽然可以设置机械传动装置，实现联动或自动打开，但其传动机构、联动装置的造价极为高昂，而且对于目前广泛采用的侧拉窗而言，国内尚无厂家生产，无法实现。因此高层民用建筑内自然排烟窗均未设置传动开启装置，甚至作为火灾排烟用的天窗、高位窗亦未设传动开启装置。还有部分设计师机械理解规范，自然排烟窗设置位置极不合理，比如在高层建筑的内走廊排烟时，直接在疏散口（门）上方设置自然排烟窗。而《高规》第 8.4.4 条仅仅规定机械排烟口与附近安全出口的距离，对自然排烟窗设置没有这方面的规定。
（2）应设机械防烟设施的部位未设置防排烟系统。如《高规》中规定“：对于建筑高度超过 50m 的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑以及不具备自然排烟条件的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室、避难层（间）均宜设置机械防烟系统。”从理论上分析，楼梯间及其前室都需保持正压，但在实际运用中，大量高层建筑靠外墙且有窗的楼梯间，常闭式防火门或排烟窗常开，一旦发生火灾后，就难以保持所需要的正压值，达不到防烟效果。另外，带裙房的高层民用建筑防烟楼梯间及前室、消防电梯间前室或合用前室，当裙房以上部分利用可开启外窗进行自然排烟，裙房部分不具备自然排烟条件时，其前室或合用前室就未按规范要求设置机械防烟系统。
（3）送风口设置规定缺乏可操作性。实际运用中，建设工程普遍存在竖向机械防烟系统的送风口普遍采用同一规格尺寸的固定百叶窗式常开风口，加之管道过长或连接不严实、内表面不光滑或送风竖井不抹灰、弯头转角多以及常闭风口关闭不严密等因素，致使各处送风口的风量、风速严重不平衡，离风机较近的送风口的风量较大，末端的送风口的风速、风量接近于零。但《高规》只是在第 8.1.5 条中作出笼统指令性规定，现实操作性不强。
（4）通风合用系统缺乏合理性。《高规》中第 8.4.10 条规定：“合用系统必须采取可靠的防火安全措施，并应符合排烟系统要求”。也就是说，国家虽然不提倡机械排烟系统与通风、空调系统合用，但未明令禁止。实际应用中，建设工程中机械排烟系统与通风、空调系统合用的现象普遍存在。因此，存在了极大的不安全因素。
1.2 处理对策
在高层民用建筑防排烟系统的设计过程中，应从高层民用建筑防排烟系统的方式选用、测绘数据确定、系统布置等方面解决实际的应用问题。
（1）正确选用排烟方式。根据实际的工作经验以及相关规范技术标准，排烟系统的选用顺序应为：自然排烟优于机械排烟，空间排烟首选机械排烟，自然排烟避让高层排烟。自然排烟方式在高层建筑中的应用还应该考虑室外风压的影响，须采取措施避免烟囱效应带来的危害。
（2）合理确定排烟数据。《高规》规定：“排烟口风速不宜大于 10m/s”“，最小排烟量不应小于 7200ｍ3/h”。给人形成风速愈小愈好，排烟量愈大愈好的误导。这不但造成投资浪费，而且还会造成火势蔓延。设计人员应根据建筑物的特性、构造、可燃荷载、环境等综合因素，合理确定排烟量、风速等排烟系统基本数据的范围。此范围的上限和下限，应严格借鉴公安消防研究部门研究测试结果，严格校核漏风量和风力损失等，做到经济合理。
（3）精心设计排烟布置。①自然排烟。自然排烟的设计应充分考虑排烟窗的有效开口面积，注意设置不同朝向的可开启排烟窗，对无法手动开启的排烟窗应设置机械传动装置。
正确的自然排烟方式必须设置正确的自然排烟口。②机械排烟。机械排烟的设计主要考虑三个方面。一是合理组织烟气流动。火灾状态下，机械送风口与机械排烟口的位置不宜过近，同时送风的速度不宜过快，防止机械气流与火灾烟气流冲突，将火灾烟气流扰乱、稀释，确保火灾烟气流与排烟方向保持一致。建议采用着火防烟分区机械排烟，相邻防烟分区机械送风的方式；二是严格布置排烟管道、排烟口。根据排烟量、排烟风速、风管材料、风口型式、风力损失等，认真计算出各段烟道的截面积、排烟口的开口面积、排烟口的设置位置、数量等。
2 高层民用建筑实际应用存在的问题
2.1 商住楼商业部分排烟系统设计分析
（1）目前普遍存在底层设置商业场所，上部为住宅建筑的商住楼。这些建筑的商业部分就必需设置机械排烟系统。在这种结构下，机械排烟系统的排烟口位置显得十分的关键。如果距上部住宅外墙过近，且靠近门窗、洞口，或者设置于其上风方向，可能使商业部分火灾时产生的烟气向住宅部分蔓延。那么，排烟口应该如何设置呢？其距离住宅部分门窗、洞口的距离(水平、垂直)应为多少呢？同样，有的商业部分利用天井、通风井等作为自然排烟口，这些自然排烟口，也需要考虑与住宅部分的安全距离问题。相关规范、标准，对此并未作出具体规定。《高规》第 8.3.9 条仅有规定：“机械加压送风机位置应根据供电条件、风量分配均衡、新风入口不受火、烟威胁等因素确定”。
（2）正压送风设计的规范基本未考虑相关标准规定的电梯底部电梯门的压差（包括高层的热压差）是否易引起电梯门开闭故障（虽然火灾电梯是不开的，消防电梯消防人员是要使用的）。在工程实例中地下室与地上建筑合用正压送风系统时，常常存在地下室送风量偏大现象。
2.2 处理对策
（1）排烟口应尽量设置在住宅下风方向的开阔地点，使火灾时排出的烟气能扩散到室外，尽量减少对上部住宅的威胁。安全距离问题笔者认为可以参考同类型建筑之间的防火间距要求，有条件的裙房位置尽可能加长风管。
（2）不管是商业部分的排烟口与补风口，还是商业部分的排烟口与住宅部分的正压送风口，送风口应设置于排烟口上风方向。进风口宜布置在室外排烟口的下方，且高差不宜小于3m；当水平布置时，水平距离不宜小于 10m；排烟口距离住宅的门窗、洞口至少应为 6m；当不足 6m 時，必须设置于其上风方向。当受条件限制确有困难，必须沿住宅外墙设置时，必须设置于其上风方向，且排烟口上部应设置防火挑檐。工程实例中需要特别注意的是地下车库排烟竖井的排放口（某些地方允许排至一层而不需要到屋顶）与正压送风的取风口的位置关系，部分暖通设计师不去注意这些排烟口，而仅由建筑专业随意布置。
(3)在工程设计中，设计师往往比较关注送风量的计算，按最大风量选取，还考虑漏风等种种因素，而忽视余压值的控制；笔者认为对有可能超压的部位设置泄压设施。
3 结语
综上所述，目前，由于国家尚未出台关于防排烟方面较为系统的设计、施工和验收规范标准。防排烟设计，主要依据《高层民用建筑设计防火规范》中，关于防排烟系统的相关规定进行设计。本文结合高层建筑火灾特点、工程设计实例碰到的问题及建筑防排烟设计规范中没有明确规定及不够合理的地方进行了分析，并提出了相应的解决办法。
参考文献
[1] 李耕勤，戴强.高层建筑防排烟系统设计分析与探讨[J].中国科技信息，2008
[2] 高层建筑防排烟系统的探讨.山西建筑，2010（5）：166-167
关键词：高层建筑；防排烟设计；问题分析；对策探讨
Abstract: With the continuous increase in the national building type, building construction scale is expanding constantly, building systems to prevent construction more and exhaust design, more complex. In the application of smoke control methods for the transformation of the building system in the design of anti personnel, exhaust system, should be more seriously study and deeply understand the fire codes, seek truth from facts about technical specification of loopholes and shortcomings, do not rigid execution. Of course, in the actual project application, some new contradictions, as the engineering design personnel, should be based on the project site, with the reasonable application of smoke control standard, considering all the possible problems, and strive to complete and scientific design.
Keywords: high building; smoke control design; problem analysis; Countermeasures
中圖分类号：TU2
0 引言
依据建筑火灾实情状况总结，高层建筑火灾具有以下几个特点：①火势蔓延快。火灾造成的烟气在水平向扩散速度为 0.5～3m/s，沿楼层间和竖向关联的扩散速度为 3～4m/s。而在火灾状态下，人的疏散速度仅为 1m/s；②烟囱效应，易形成立体火灾。火灾易在高层建筑的竖向管井、玻璃幕墙缝隙、共享空间等部位产生，并加快烟气的蔓延速度，火势发展到
一定程度，会形成一种热风压，改变原有空气流动方向，产生逆流，从而加剧火势蔓延。当室内温度随燃烧时间的持续达到 600℃以上时，在有外部新鲜空气进入的情况下发生轰燃；③疏散困难，扑救难度大。火灾一旦形成，由于建筑内功能结构复杂，空间跨度大，人员众多，加上烟气的毒害性和蔽光性等，极易造成疏散扑救困难。所以，当火灾发生时，能否控制高层建筑内部烟气的流动，及时将其排除到室外，阻止烟气向防烟分区外扩散，对人员的安全疏散和消防救援的展开，至关重要。但目前我国尚未出台防排烟系统专门的技术规范，现行的《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称《高规》）中，有关防排烟系统的规定较为粗糙、不全面，无法满足实际需要。
1 高层民用建筑防排烟设计规范分析
1.1 规范中对高层建筑防排烟存在的部分不合理问题
（1）自然排烟窗的设置不合理。《高规》第 8.2.4 条规定：“排烟窗宜设置在上方，并应有方便开启的装置”。自然排烟窗靠人工开启是不现实的，虽然可以设置机械传动装置，实现联动或自动打开，但其传动机构、联动装置的造价极为高昂，而且对于目前广泛采用的侧拉窗而言，国内尚无厂家生产，无法实现。因此高层民用建筑内自然排烟窗均未设置传动开启装置，甚至作为火灾排烟用的天窗、高位窗亦未设传动开启装置。还有部分设计师机械理解规范，自然排烟窗设置位置极不合理，比如在高层建筑的内走廊排烟时，直接在疏散口（门）上方设置自然排烟窗。而《高规》第 8.4.4 条仅仅规定机械排烟口与附近安全出口的距离，对自然排烟窗设置没有这方面的规定。
（2）应设机械防烟设施的部位未设置防排烟系统。如《高规》中规定“：对于建筑高度超过 50m 的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑以及不具备自然排烟条件的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室、避难层（间）均宜设置机械防烟系统。”从理论上分析，楼梯间及其前室都需保持正压，但在实际运用中，大量高层建筑靠外墙且有窗的楼梯间，常闭式防火门或排烟窗常开，一旦发生火灾后，就难以保持所需要的正压值，达不到防烟效果。另外，带裙房的高层民用建筑防烟楼梯间及前室、消防电梯间前室或合用前室，当裙房以上部分利用可开启外窗进行自然排烟，裙房部分不具备自然排烟条件时，其前室或合用前室就未按规范要求设置机械防烟系统。
（3）送风口设置规定缺乏可操作性。实际运用中，建设工程普遍存在竖向机械防烟系统的送风口普遍采用同一规格尺寸的固定百叶窗式常开风口，加之管道过长或连接不严实、内表面不光滑或送风竖井不抹灰、弯头转角多以及常闭风口关闭不严密等因素，致使各处送风口的风量、风速严重不平衡，离风机较近的送风口的风量较大，末端的送风口的风速、风量接近于零。但《高规》只是在第 8.1.5 条中作出笼统指令性规定，现实操作性不强。
（4）通风合用系统缺乏合理性。《高规》中第 8.4.10 条规定：“合用系统必须采取可靠的防火安全措施，并应符合排烟系统要求”。也就是说，国家虽然不提倡机械排烟系统与通风、空调系统合用，但未明令禁止。实际应用中，建设工程中机械排烟系统与通风、空调系统合用的现象普遍存在。因此，存在了极大的不安全因素。
1.2 处理对策
在高层民用建筑防排烟系统的设计过程中，应从高层民用建筑防排烟系统的方式选用、测绘数据确定、系统布置等方面解决实际的应用问题。
（1）正确选用排烟方式。根据实际的工作经验以及相关规范技术标准，排烟系统的选用顺序应为：自然排烟优于机械排烟，空间排烟首选机械排烟，自然排烟避让高层排烟。自然排烟方式在高层建筑中的应用还应该考虑室外风压的影响，须采取措施避免烟囱效应带来的危害。
（2）合理确定排烟数据。《高规》规定：“排烟口风速不宜大于 10m/s”“，最小排烟量不应小于 7200ｍ3/h”。给人形成风速愈小愈好，排烟量愈大愈好的误导。这不但造成投资浪费，而且还会造成火势蔓延。设计人员应根据建筑物的特性、构造、可燃荷载、环境等综合因素，合理确定排烟量、风速等排烟系统基本数据的范围。此范围的上限和下限，应严格借鉴公安消防研究部门研究测试结果，严格校核漏风量和风力损失等，做到经济合理。
（3）精心设计排烟布置。①自然排烟。自然排烟的设计应充分考虑排烟窗的有效开口面积，注意设置不同朝向的可开启排烟窗，对无法手动开启的排烟窗应设置机械传动装置。
正确的自然排烟方式必须设置正确的自然排烟口。②机械排烟。机械排烟的设计主要考虑三个方面。一是合理组织烟气流动。火灾状态下，机械送风口与机械排烟口的位置不宜过近，同时送风的速度不宜过快，防止机械气流与火灾烟气流冲突，将火灾烟气流扰乱、稀释，确保火灾烟气流与排烟方向保持一致。建议采用着火防烟分区机械排烟，相邻防烟分区机械送风的方式；二是严格布置排烟管道、排烟口。根据排烟量、排烟风速、风管材料、风口型式、风力损失等，认真计算出各段烟道的截面积、排烟口的开口面积、排烟口的设置位置、数量等。
2 高层民用建筑实际应用存在的问题
2.1 商住楼商业部分排烟系统设计分析
（1）目前普遍存在底层设置商业场所，上部为住宅建筑的商住楼。这些建筑的商业部分就必需设置机械排烟系统。在这种结构下，机械排烟系统的排烟口位置显得十分的关键。如果距上部住宅外墙过近，且靠近门窗、洞口，或者设置于其上风方向，可能使商业部分火灾时产生的烟气向住宅部分蔓延。那么，排烟口应该如何设置呢？其距离住宅部分门窗、洞口的距离(水平、垂直)应为多少呢？同样，有的商业部分利用天井、通风井等作为自然排烟口，这些自然排烟口，也需要考虑与住宅部分的安全距离问题。相关规范、标准，对此并未作出具体规定。《高规》第 8.3.9 条仅有规定：“机械加压送风机位置应根据供电条件、风量分配均衡、新风入口不受火、烟威胁等因素确定”。
（2）正压送风设计的规范基本未考虑相关标准规定的电梯底部电梯门的压差（包括高层的热压差）是否易引起电梯门开闭故障（虽然火灾电梯是不开的，消防电梯消防人员是要使用的）。在工程实例中地下室与地上建筑合用正压送风系统时，常常存在地下室送风量偏大现象。
2.2 处理对策
（1）排烟口应尽量设置在住宅下风方向的开阔地点，使火灾时排出的烟气能扩散到室外，尽量减少对上部住宅的威胁。安全距离问题笔者认为可以参考同类型建筑之间的防火间距要求，有条件的裙房位置尽可能加长风管。
（2）不管是商业部分的排烟口与补风口，还是商业部分的排烟口与住宅部分的正压送风口，送风口应设置于排烟口上风方向。进风口宜布置在室外排烟口的下方，且高差不宜小于3m；当水平布置时，水平距离不宜小于 10m；排烟口距离住宅的门窗、洞口至少应为 6m；当不足 6m 時，必须设置于其上风方向。当受条件限制确有困难，必须沿住宅外墙设置时，必须设置于其上风方向，且排烟口上部应设置防火挑檐。工程实例中需要特别注意的是地下车库排烟竖井的排放口（某些地方允许排至一层而不需要到屋顶）与正压送风的取风口的位置关系，部分暖通设计师不去注意这些排烟口，而仅由建筑专业随意布置。
(3)在工程设计中，设计师往往比较关注送风量的计算，按最大风量选取，还考虑漏风等种种因素，而忽视余压值的控制；笔者认为对有可能超压的部位设置泄压设施。
3 结语
综上所述，目前，由于国家尚未出台关于防排烟方面较为系统的设计、施工和验收规范标准。防排烟设计，主要依据《高层民用建筑设计防火规范》中，关于防排烟系统的相关规定进行设计。本文结合高层建筑火灾特点、工程设计实例碰到的问题及建筑防排烟设计规范中没有明确规定及不够合理的地方进行了分析，并提出了相应的解决办法。
参考文献
[1] 李耕勤，戴强.高层建筑防排烟系统设计分析与探讨[J].中国科技信息，2008
[2] 高层建筑防排烟系统的探讨.山西建筑，2010（5）：166-167