高层建筑防排烟系统存在的问题及探讨

高层建筑防排烟系统存在的问题及探讨近年来，高层建筑火灾事故呈明显上升趋势，群死群伤事故时有发生，给国家和人民生命财产造成了极大的损失。统计资料显示，在各类火灾事故中，绝大部分的人员伤亡都是因烟气窒息、中毒，不能安全疏散所致。如2003年10月18日美国芝加哥35层政府大楼火灾，火灾发生时熊熊的火焰和滚滚的浓烟从大楼的12层涌出，由于烟雾太浓，致使许多人找不到逃生的通道，被困在楼内。虽然大火仅在大厦12层燃烧，但12层以上的每一楼层都不同程度地受到浓烟的威胁，大约有数十人因向上跑而最终被浓烟熏伤，在22层的通道和楼梯中发现了6名被烟熏的尸体。同样，日本的“千日”百货大楼火灾，死亡的118人中就有93人是被烟熏死的；美国米高梅饭店特大火灾，死亡的84人中有67人也是被烟熏死的。1993年12月13日福州市马尾高福纺织公司仓库发生火灾，除住在仓库内的37个生灵被火魔夺走，隔壁临时宿舍内的59名打工妹有24个被浓烟呛得无处逃生。2000年12月25日，河南省洛阳市东都商厦发生特大火灾事故，起火点在地下二层，整个大火没有烧过地上一层，然而有毒高温浓烟却将地上四层娱乐城内的309人消费者活活呛死。从这些火灾事例足见防排烟在高层建筑消防安全中的重要地位。如何才能做到火灾发生时及时排除烟气并有效防止烟气进入安全疏散通道，保证人员在较好的能见度下进行安全疏散，同时使消防人员更有效的开展灭火救援工作，最大限度地减少高层民用建筑火灾事故中的人员伤亡，科学地进行防排烟设计、施工、管理尤为重要。当前，由于部分设计、施工人员对国家规范标准理解不够透彻、全面，导致在疏散走道、疏散楼梯间、前室、合用前室、避难层等人员疏散场所的防烟设计、施工上存在一些缺陷，导致工程在设计、施工中存在一些明显的火灾隐患。在此，笔者结合工作实践，谈谈当前高层建筑防排烟系统中存在的一些问题，以期引起设计、施工、管理和使用人员的重视。一、防烟楼梯间与防烟前室共用正压送风系统的设计有缺漏。在有的设计图纸中，当防烟楼梯间及其前室（非与消防电梯合用前室）均不具备自然排烟条件时，防烟楼梯间及前室分别设置了正压送风。根据《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称《高规》）第8.3.1.1条规定：不具备自然排烟条件的防烟楼梯间应设置独立的机械加压送风的防烟设施，其不具备自然排烟条件的前室可以利用楼梯间送风的余压达到规范要求，无需再设置正压送风，从而满足经济合理要求。但实际的工程中，许多设计人员或施工人员，都忘了在楼梯与前室之间设计、安装一个余压阀，导致实际上楼梯间的风压无法进入前室，造成楼梯间的风压太大，影响到疏散，而前室只靠楼梯防火门的缝隙漏风，风压又不足的事实。二、对自然排烟方式的限制条件不理解。由于城市用地的紧张，导致建筑高度很自然地在增长，一类高层公共建筑，超高层住宅楼随处可见。为了节省投资，一些开发商及设计人员对建筑高度超过52m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑，其防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室的防烟设施设计采用自然排烟方式，而未设置机械防烟设施。其实规范已明确规定建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室、由于受外界的自然环境影响，不应采用自然排烟方式，应按照《高规》第8.3.1条之要求设置防烟设施，才能保证建筑内部的高温烟气顺利到室外空间。三、不具备自然排烟条件的封闭楼梯间未采取防烟设计。《高规》第6.2.2.1条规定：封闭楼梯间当不能直接天然采光和自然通风时，应按防烟楼梯间规定设置，《高规》同时规定了防烟楼梯间的设计要求，其中《高规》第6.2.1.1条规定防烟楼梯间应在楼梯间入口处设前室、阳台或凹廊，《高规》第8.3.1.1条规定不具备自然排烟条件的防烟楼梯间应设置机械防烟设施。而实际工程中，尤其是一些大型商场中设在中部的封闭楼梯，为节省投资，增大商场使用面积，许多未按规范设正压送风并增设前室。四、三层以下（含地下一层）的楼梯及前室不具备自然排烟条件，楼梯间及前室的送风量太大。根据《高规》第8.2.2.2条的规定，若相邻5层楼梯间开启外窗总面积不小于2.0平方米，楼梯间即可采用自然排烟方式，根据《高规》第8.3.1.2条之规定其前室应设机械加压送风，在实际工程设计中，送风量往往简单采用《高规》第8.3.2条最低送风量。但由于四层以上其前室具备自然排烟条件，无须正压送风，所以风量将集中在一至三层，因此将造成送风量过大，而导致防火门开启困难。所以类似工程的前室送风量只要满足余压值25Pa至30Pa的条件即可，其具体数值应依实际情况计算确定。五、长度超过20米内走道未设机械排烟设施。在很多工程审核，验收中，经常发现内走道长度超过20米，或仅一侧设置可开启外窗的内走道均未设机械排烟设施。而《高规》第6.1.15条规定除设有排烟设施和应急照明者外，高层建筑内的走道长度超过20m时，应设置直接天然采光和自然通风的设施，自然通风主要靠热压（烟囱效应）或者气压作为驱使力，上述的内走道则不具备自然通风要求。另外当上述走道长度超过30米时，走道最尽端距防烟分区排烟口（可开启外窗）也必定超过30m，也不符合《高规》第8.4.5条“防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30米”的规定。应考虑在走道另一侧设置一个与外界相连的通风口，如条件不允许，则只能设置机械烟口。六、作为自然排烟用途的排烟窗设置的形式、位置及开窗面积不准确。在有的工程中，设计人员将平时做为通风用的自然排烟窗设置为固定窗或者设置类似玻璃墙的半开窗、斜开窗，其设置的形式和位置均不利于自然排烟。应改用直接可对外开启的排烟窗。另需注意，开窗面积应满足《高规》第8.2.2条规定的可开启的外窗面积，不应包含固定窗面积和推拉窗打开时另一半的面积。七、中庭排烟窗的设置形式不利于平时的操作。《高规》第8.2.2.5条规定净高小于12m的中庭可采用开启的天窗或高位侧窗自然排烟。有的工程却忽视了其设置的形式，即安装高度较高的排烟天窗及高位侧窗缺少便于开启的操作装置，不利于火灾时的自然排烟，应有下部适当设置能手动开启排烟窗的装置。八、分段后的疏散楼梯间的下段未设置正压送风系统。《高规》第6.2.8条规定：地下室或半地下室与地上层不应共用楼梯间，当必须共用楼梯间时，应在首层与地下层或半在下层的出入口处，设置耐火极限不低于2.0小时的隔墙和乙级防火门隔开，并应有明显标志。由于此条规定，所有的高层建筑的疏散楼梯间均分成上下两段，但由于设计院的各专业的独立性很强，如建筑与暖通专业未勾通好，则很经常地出现地下部分的疏散楼梯在设计或施工上遗漏了正压送风系统。九、剪刀楼梯间的正压送风系统未按规定分别独立设置正压送风系统。由于塔式建筑在一段时期的盛行，导致了许多剪刀楼梯间的出现。《高规》第6.1.2.3条规定：剪刀楼梯应分别设置前室。塔式住宅确有困难时可设置一个前室，但两座楼梯应分别设加压送风系统。在实际的工程中，设计人员经常将两个系统合为一个系统，施工单位也经常图省事，一个风道一个方向轮流开口。十、排烟阀安装位置不对。由于施工人员对排烟阀的作用不理解，认为与送风阀什么两样，造成排烟阀经常被很规矩地安装在墙面的正中位置。其实排烟口的设计、安装是有明确要求的，如排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上，且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小水平距离不应小于1.5米，设在顶棚上的排烟口，距可燃构件或可燃物的距离不应小于1.0米。十一、合用前室因管理不到位而形同虚设。目前有许多建筑为了提高使用面积，采用消防电梯与客梯合用，消防电梯前室与防烟楼梯前室合用，采用常闭防火门。这种工程投用后，往往造成前室的门为了行人的方便而常开着，甚至是防火门的闭门器被拆除，防火门被拆除，导致防烟前室不防烟。因此，笔者建议尽可能不采用这种设计，如要采用，则防烟前室的门应设计为常开的防火门，火灾时通过联动电磁阀来关闭防火门，进而真正起到防烟前室的防烟作用。