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摘要：高层建筑火灾蔓延速度快，若不能及时疏散扑救，造成的生命及财产损失难以估量，高防排烟系统作为高层建筑消防系统的重要组成，完善防排烟设计对于高层建筑安全使用具有重要的作用。本文首先概述了高层建筑防排烟设计的重要性及设计原则，进而分析了现阶段防排烟设计中的常见问题，并有针对性的提出完善措施，可以为高层建筑消防设计提供一定的参考。
关键词：高层建筑；防排烟；设计
1高层建筑防排烟设计的意义
高层建筑由于建筑相对较高，一旦发生火灾时人员疏散以及灭火受到的限制因素较多，火灾蔓延速度相对较快。同时由于高层建筑结构布局紧凑，内部可燃物较多，火灾发生后会产生大量的烟气。高层建筑防排烟主要是利用一系列排烟设施，将高层建筑内部着火区域的烟气进行控制与排除，以免烟气扩散至疏散救援通道或者其他防烟区域中，确保疏散救援过程中消防楼梯及电梯没有烟气，是建筑消防系统的重要组成部分，完善高层建筑防排烟设计，对于人员的疏散以及消防救火，降低火灾导致的人员伤亡及财产损失具有重要的作用。
2高层建筑防排烟设计原则
高层建筑的防烟方式主要分为可开启外窗的自然防烟方式以及机械加压送风防烟方式两类，同样排烟方式同样分为自然与机械排烟两种方式。高层建筑防排烟设计的主要任务是根据不同建筑平面以及竖向结构布置，确定火灾发生后烟气的流动方向以及人员的疏散路线，进而通过合理的设置防排烟设备以及确定通风口与排烟口位置，控制烟气的流动路线，起到防烟排烟与确保人员安全疏散的作用。高层建筑防排烟设计原则主要如下所示：
（1）防排烟设施应能起到通风排烟，降低烟气浓度的作用。防排烟设计应使其能将着火区域的烟气就地及时排除，同時能够及时补充人员疏散或滞留所需要的空气。
（2）控制烟气流动，避免烟气的扩散。当火灾发生后，防排烟系统应可以控制烟气的蔓延扩散，给高层建筑使用人员疏散提供足够的时间。
（3）保证人员消防疏散通道的安全。消防楼梯以及消防电梯作为高层建筑重要的消防疏散通道，火灾发生后，防排烟系统应能够为其提供无烟环境，确保人员的安全疏散以及消防人员进入消防作业。
3高层建筑防排烟设计常见问题
3.1自然排烟设施不能够起到排烟效果
自然排烟设计具有简单经济的优点，但是如果设计不当或者没有按照规范要求进行设计，则容易出现自然排烟设施效果不明显或者起不到排烟的作用。造成这种问题的原因主要有自然排烟窗位置设置不合理、自然排烟窗结构形式不合理、自然排烟窗其必要的开窗面积不足以及排烟窗的开窗操作困难等几方面。
3.2机械送风能力不足，防排烟效果较差
在高层建筑防排烟设计中，部分接卸防排烟设施存在着送风风量及余压不足，防排烟效果不明显的想象。出现这种问题的原因主要是由于以下几方面造成：风机设备选择不合理，功率过小或者与高层建筑设计要求不匹配，造成风机的风压偏小，送风能力不足；同时设计了机械加压送风防排烟系统与自然排烟，火灾发生时二者若同时使用难以形成防烟区域的正压，难以产生放排烟效果；机械正压送风系统没有合理的设置压差调节装置，因而消防通道内的余压难以高于着火区域；防排烟分区设施不足，设施布置位置以及送风口位置设计不当。这些均有可能导致接卸防排烟设计难以达到预期效果，甚至会产生加重火势的负面效应。
3.3防排烟风机供配电不满足设计规范要求
根据设计要求，防排烟风机的供配电必须由消防供电系统供电，而部分高层建筑防排烟系统设计中，供配电形式选择不当，甚至接自照明供电系统或者使用了单回路配电线路形式。在风机供配电线路安装方面，没有使用必要的防火保护措施，线路穿管没有防火性能。这些均会导致火灾发生后，风机供配电由于电源供应出现问题而难以发挥其应有的送风排烟作用。
4高层建筑防排烟设计完善措施
4.1排烟方式的选择
根据我国《高层建筑防火排烟设计规范》规定，对于建筑高度不足50m的一类高层公共建筑或者是建筑高度不足100m的高层住宅，其高层建筑外墙防烟楼梯间与前室以及消防电梯与合用前室可以使用自然排烟，对于高度超过50m的一类高层建筑以及高度大于32m的二类高层建筑的规定部分部位必须设置机械排烟。不同排烟方式的使用部位选择划分如下表所示：
高层建筑防排烟方式划分及适用部位
4.2自然排烟设计要点
对于自然排烟设计，由于不需要动力及特殊设备，因而结构简单，成本投入相对较低。但是在自然排烟设计中，需要综合考虑自然排烟对于建筑平面及纵向布局设计的适应，自然防排烟设计尽可能避免火势蔓延至上层的危险以及综合处理影响自然防排烟的诸多因素等几方面内容，因此在设计过程中应该注意以下几方面：
（1）合理的确定开窗面积，根据规范规定，防烟通道闪室以及消防电梯前室开窗面积必须大于2m2，合用前室开窗面积大于3m2，需排烟的室内开窗面积必须超过房间面积的2％，对于净空高度不足12m的中庭，其开窗面积应大于中庭地面积的5％。
（2）合理安排排烟窗位置与形式。室内排烟窗的位置一般设置在上方，并设置便于快速开启的装置。同时为了避免室外风压的影响，应设置相应的挡风措施。对于走道内的自然排烟窗，应该变其朝向，避免朝向相同。
4.2机械防排烟设计要点
（1）机械加压送风防烟设施。机械加压送风设施中风机可以使用轴流或者离心风机，在安装过程中需要注意风机进风口应与室外联通，进风口与排烟机出风口分层设置，同时送风机应尽可能设置在风机房或者高层建筑室外屋面上。对于加压送风口，高层建筑楼梯每隔2-3应层设常开式百叶送风口，前室应每层设一个常闭式加压送风口，火灾由消防联动控制系统开启着火区域的送风口，送风口风速一般小于7m/s且不易被遮挡。送风管管道材料应有较好的抗火性能，耐火极限一般应大于1h，加压送风风量必须符合设计规范规定。
（2）机械排烟设施。走道与房间机械排烟系统一般需要单独设置，为了便于排烟走道的排烟系统一般采取竖向的布置形式，而房间的排烟则根据高层建筑的防烟分区进行布置。排烟气流、补风气流与加压送风气流应科学布置，尽可能的使烟气流动方向与人群疏散方向相反。同时机械排烟和通风与空气调节系统应单独设置，并设置在发生火灾可以实现通风和空气调节系统与排烟系统切换的装置。对于排烟口，一般设置在防烟分区中心位置，并在来烟气流的另一侧设置防烟幕墙避免排烟口蓄烟或者向别处扩散，通常情况下小于10.0m/s，排烟口平时关闭，通过设置的手动以及联动开关进行操作。排烟风道应使用气密性较好的防火材料，以确保机械排烟的通畅。
结语
高层建筑防排烟设计作为消防系统设计的关键内容，对于确保高层建筑人员及财产安全具有重要的作用。设计人员在进行高层建筑防排烟设计时，应严格按照设计规范要求，结合具体情况，合理的确定防排烟方式，以确保放排烟设计经济实用以及简单有效，满足消防系统整体设计要求。
参考文献：
[1]周学堂;朱红青;陈春;;防排烟系统与通风空调系统的兼用及需要注意的问题[J];安防科技;2006年03期.
[2]崔慧苇;;高层民用建筑防烟设计常见问题及处理措施[A];第13届全国暖通空调技术信息网技术交流大会文集[C];2005年.
[3]杨洪涛,周静,孟智;高层建筑设置防排烟系统的重要性[J];低温建筑技术;2004年02期.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：高层建筑；防排烟；设计
1高层建筑防排烟设计的意义
高层建筑由于建筑相对较高，一旦发生火灾时人员疏散以及灭火受到的限制因素较多，火灾蔓延速度相对较快。同时由于高层建筑结构布局紧凑，内部可燃物较多，火灾发生后会产生大量的烟气。高层建筑防排烟主要是利用一系列排烟设施，将高层建筑内部着火区域的烟气进行控制与排除，以免烟气扩散至疏散救援通道或者其他防烟区域中，确保疏散救援过程中消防楼梯及电梯没有烟气，是建筑消防系统的重要组成部分，完善高层建筑防排烟设计，对于人员的疏散以及消防救火，降低火灾导致的人员伤亡及财产损失具有重要的作用。
2高层建筑防排烟设计原则
高层建筑的防烟方式主要分为可开启外窗的自然防烟方式以及机械加压送风防烟方式两类，同样排烟方式同样分为自然与机械排烟两种方式。高层建筑防排烟设计的主要任务是根据不同建筑平面以及竖向结构布置，确定火灾发生后烟气的流动方向以及人员的疏散路线，进而通过合理的设置防排烟设备以及确定通风口与排烟口位置，控制烟气的流动路线，起到防烟排烟与确保人员安全疏散的作用。高层建筑防排烟设计原则主要如下所示：
（1）防排烟设施应能起到通风排烟，降低烟气浓度的作用。防排烟设计应使其能将着火区域的烟气就地及时排除，同時能够及时补充人员疏散或滞留所需要的空气。
（2）控制烟气流动，避免烟气的扩散。当火灾发生后，防排烟系统应可以控制烟气的蔓延扩散，给高层建筑使用人员疏散提供足够的时间。
（3）保证人员消防疏散通道的安全。消防楼梯以及消防电梯作为高层建筑重要的消防疏散通道，火灾发生后，防排烟系统应能够为其提供无烟环境，确保人员的安全疏散以及消防人员进入消防作业。
3高层建筑防排烟设计常见问题
3.1自然排烟设施不能够起到排烟效果
自然排烟设计具有简单经济的优点，但是如果设计不当或者没有按照规范要求进行设计，则容易出现自然排烟设施效果不明显或者起不到排烟的作用。造成这种问题的原因主要有自然排烟窗位置设置不合理、自然排烟窗结构形式不合理、自然排烟窗其必要的开窗面积不足以及排烟窗的开窗操作困难等几方面。
3.2机械送风能力不足，防排烟效果较差
在高层建筑防排烟设计中，部分接卸防排烟设施存在着送风风量及余压不足，防排烟效果不明显的想象。出现这种问题的原因主要是由于以下几方面造成：风机设备选择不合理，功率过小或者与高层建筑设计要求不匹配，造成风机的风压偏小，送风能力不足；同时设计了机械加压送风防排烟系统与自然排烟，火灾发生时二者若同时使用难以形成防烟区域的正压，难以产生放排烟效果；机械正压送风系统没有合理的设置压差调节装置，因而消防通道内的余压难以高于着火区域；防排烟分区设施不足，设施布置位置以及送风口位置设计不当。这些均有可能导致接卸防排烟设计难以达到预期效果，甚至会产生加重火势的负面效应。
3.3防排烟风机供配电不满足设计规范要求
根据设计要求，防排烟风机的供配电必须由消防供电系统供电，而部分高层建筑防排烟系统设计中，供配电形式选择不当，甚至接自照明供电系统或者使用了单回路配电线路形式。在风机供配电线路安装方面，没有使用必要的防火保护措施，线路穿管没有防火性能。这些均会导致火灾发生后，风机供配电由于电源供应出现问题而难以发挥其应有的送风排烟作用。
4高层建筑防排烟设计完善措施
4.1排烟方式的选择
根据我国《高层建筑防火排烟设计规范》规定，对于建筑高度不足50m的一类高层公共建筑或者是建筑高度不足100m的高层住宅，其高层建筑外墙防烟楼梯间与前室以及消防电梯与合用前室可以使用自然排烟，对于高度超过50m的一类高层建筑以及高度大于32m的二类高层建筑的规定部分部位必须设置机械排烟。不同排烟方式的使用部位选择划分如下表所示：
高层建筑防排烟方式划分及适用部位
4.2自然排烟设计要点
对于自然排烟设计，由于不需要动力及特殊设备，因而结构简单，成本投入相对较低。但是在自然排烟设计中，需要综合考虑自然排烟对于建筑平面及纵向布局设计的适应，自然防排烟设计尽可能避免火势蔓延至上层的危险以及综合处理影响自然防排烟的诸多因素等几方面内容，因此在设计过程中应该注意以下几方面：
（1）合理的确定开窗面积，根据规范规定，防烟通道闪室以及消防电梯前室开窗面积必须大于2m2，合用前室开窗面积大于3m2，需排烟的室内开窗面积必须超过房间面积的2％，对于净空高度不足12m的中庭，其开窗面积应大于中庭地面积的5％。
（2）合理安排排烟窗位置与形式。室内排烟窗的位置一般设置在上方，并设置便于快速开启的装置。同时为了避免室外风压的影响，应设置相应的挡风措施。对于走道内的自然排烟窗，应该变其朝向，避免朝向相同。
4.2机械防排烟设计要点
（1）机械加压送风防烟设施。机械加压送风设施中风机可以使用轴流或者离心风机，在安装过程中需要注意风机进风口应与室外联通，进风口与排烟机出风口分层设置，同时送风机应尽可能设置在风机房或者高层建筑室外屋面上。对于加压送风口，高层建筑楼梯每隔2-3应层设常开式百叶送风口，前室应每层设一个常闭式加压送风口，火灾由消防联动控制系统开启着火区域的送风口，送风口风速一般小于7m/s且不易被遮挡。送风管管道材料应有较好的抗火性能，耐火极限一般应大于1h，加压送风风量必须符合设计规范规定。
（2）机械排烟设施。走道与房间机械排烟系统一般需要单独设置，为了便于排烟走道的排烟系统一般采取竖向的布置形式，而房间的排烟则根据高层建筑的防烟分区进行布置。排烟气流、补风气流与加压送风气流应科学布置，尽可能的使烟气流动方向与人群疏散方向相反。同时机械排烟和通风与空气调节系统应单独设置，并设置在发生火灾可以实现通风和空气调节系统与排烟系统切换的装置。对于排烟口，一般设置在防烟分区中心位置，并在来烟气流的另一侧设置防烟幕墙避免排烟口蓄烟或者向别处扩散，通常情况下小于10.0m/s，排烟口平时关闭，通过设置的手动以及联动开关进行操作。排烟风道应使用气密性较好的防火材料，以确保机械排烟的通畅。
结语
高层建筑防排烟设计作为消防系统设计的关键内容，对于确保高层建筑人员及财产安全具有重要的作用。设计人员在进行高层建筑防排烟设计时，应严格按照设计规范要求，结合具体情况，合理的确定防排烟方式，以确保放排烟设计经济实用以及简单有效，满足消防系统整体设计要求。
参考文献：
[1]周学堂;朱红青;陈春;;防排烟系统与通风空调系统的兼用及需要注意的问题[J];安防科技;2006年03期.
[2]崔慧苇;;高层民用建筑防烟设计常见问题及处理措施[A];第13届全国暖通空调技术信息网技术交流大会文集[C];2005年.
[3]杨洪涛,周静,孟智;高层建筑设置防排烟系统的重要性[J];低温建筑技术;2004年02期.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。