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引言
高层建筑设计中, 防排烟设计是消防设计的重要部分发挥着重要的作用, 因高层建筑布局紧凑、建筑高度高且存在较多可燃物, 如果发生火灾, 形成的大量烟气一定程度上加大了消防灭火与人员疏散难度。相关调查显示, 高层建筑火灾中, 占火灾死亡人数的65%的人是被有毒烟气熏死的, 因此, 高层建筑合理设计防排烟系统, 以此有效控制并排除烟气, 以便人员疏散, 降低人员死亡率与经济损失。
1、高层建筑防排烟设计技术分析
目前, 我国高层建筑设计中, 防排烟设计方式主要包含三种, 即自然排烟、机械排烟与机械防烟。根据相关法律规定, 高层建筑排烟方式, 可选用外窗开启等自然排烟、机械排烟机方式进行排烟, 采用排烟设施, 从烟区将烟气快速排放到至室外;防烟则主要采用机械加压送风, 降低着火区域烟气量, 以防烟区内烟气扩散到无烟区。这两部分就是排烟与防烟系统, 分别快速排烟与防止烟气扩散的作用。 (1) 自然排烟, 其主要利用在自然力作用下室内外空气对流, 形成风压, 可燃物燃烧后, 产生的烟气排至室外。现阶段, 在高层建筑设计中, 自然排烟以专用竖井与开启的外窗排烟形式为主。 (2) 机械排烟。其是利用电动设备等外力, 有效排除建筑内烟气与热量到室外大气环境中。 (3) 机械防烟, 其是利用电动设备, 将风压输送到疏散路线与避难场所等空间, 以防在建筑物发生火灾时烟气蔓延到该空间。
2、分析高层建筑防排烟设计常见问题
(1) 自然排烟设施排烟不畅。根据相关规定, 排烟窗开窗角不小于70°, 因排烟窗位置设置不合理、面积缺乏规范性、缺乏合理的结构形式以及操作开启结构不足, 所以一些自然排烟设施无法顺利排烟。 (2) 防排烟风机配电不符合规范要求, 一些配电与回风机共用正压送风系统出现漏洞, 一些金属管没有涂抹防火涂料, 有的甚至没有安装安全阀。 (3) 管道漏风, 主要是在施工中, 内壁抹光不及时, 脚手架钢管洞没有及时修理, 钢模板漏拆, 使得井道出现堵塞, 对风机送风量造成严重影响。 (4) 排烟阀安装位置不合理。因施工人员专业技能不足, 缺乏安全施工意识, 不重视排烟阀问题, 认为排烟阀与送风阀具有一样的作用, 从而直接在墙正中安装排烟阀, 这种错误比较严重。 (5) 正压送风系统调节装置设计不合理。根据防火规范要求, 采用前室与防烟楼梯间设置独立送风系统, 在支风管处有效安装自动调节装置, 但当前, 很多正压送风系统设计不具备压差自动调节装置, 不能形成超过前室楼梯间的余压值。 (6) 风口与风阀不合理, 一些单位因无法结合有效面积而选择风口, 使得有效面积只有50%, 同时局部阻力太大, 风量小, 不符合相关规定, 一些企业对风口调整比较盲目, 使得风口面积太大, 风速慢与实际要求不相符。
3、高层防排烟系统设计策略
3.1 防烟系统设计
一般在高层建筑防烟系统设计中, 采用机械加压送风形式, 在此类项目防烟系统设计中, 从以下几方面入手, 增强设计的有效性: (1) 提高送风量计算的精确性。机械加压送风量, 直接影响到建筑防烟系统的整体安全性, 计算送风量时, 受工作条件等因素影响, 简化了送风量过程, 使得送风量计算精确性有待提高。针对这一问题, 高层建筑送风量计算时, 要根据建筑整体结构考虑, 建立完善的建筑模型烟气控制区, 从整体上确定送风量, 提升系统送风量计算的可靠性与安全性。 (2) 对送风量及送风范围做好合理控制。防烟区域空气泄漏洞口多, 防烟系统就会向空间内加压更多的送风量, 正压值得不到保障。同时, 防烟区防火门也会影响送风量。此种情况下, 建筑送风设计过程中, 应结合防烟区加压空间与送风量计算, 合理设计风量与范围, 合理设计高层建筑防烟分区。 (3) 系统设计进行优化。一旦建筑物发生火灾事故, 开启着火层送风口, 不利于防排烟功能的发挥, 因此防烟系统设计要重点考虑单点火灾的发生。同时, 还要注意如何快速开启着火层前室送风口, 提高系统设计的可靠与经济性。
3.2 排烟系统设计
(1) 建筑自然排烟, 是依照烟气自身浮力进行的结构设计。发生火灾时, 如果排烟窗位于迎风面, 就会引起烟气倒灌。为了预防发生这种情况, 将排烟窗设计为弦窗或平移窗, 排除烟气, 降低烟气倒灌发生几率, 且对建筑采光不会产生影响。但该设计方法有较高的施工成本, 因此, 条件允许情况下, 优先采用机械排风方式。高层建筑由于室内外温差引起的热压作用影响下, 建筑经常存在着上下层之间出现空气压力差, 所以, 室内防火、防烟分区中适当考虑自然排烟口的位置设计, 以防冬季出现烟气倒灌问题。 (2) 建筑发生火灾情况下, 建筑内部温度升高, 产生的烟气可燃性气体含量大, 其与空气接触后, 极易产生火焰并助燃。因此, 为了安全疏散人员, 建筑自然排风窗设计高度不能低于蓄烟高度, 且在超过1/2高度上方设置自然烟窗位置。总之, 高层建筑无论选用自然还是机械排烟设计方法, 其都是为了更好的疏散人群, 降低烟气危害。但是如果着火区域烟气温度超过280℃, 就要将排烟系统及时关闭, 以防火灾蔓延。
3.3 加强设计风管密封性
高层建筑防排烟设计中, 防排烟管道非常重要, 实际设计与施工中, 设计人员不仅要考虑风管设计的合理性、施工准确性等问题, 还要确保施工质量。所以, 在实际施工中, 相关人员应重视施工进度, 掌握各项施工细节, 从根本上保障施工质量。针对风管密封性差问题, 施工人员必须要重视施工细节, 比如做好风管接缝、接管连接等施工, 增强风管密封性。严格依照规范开展施工。管道施工必须要重视外部附加支撑结构, 做好细节, 提升管道施工质量, 有效解决风管泄漏问题。
结束语
综上所述, 高层建筑设计中, 防排烟设计是重要组成部分, 如果防排烟设计不到位, 就会影响建筑其它环节设计。一旦高层建筑防排烟设计不到位, 就会导致整个建筑安全系统出现问题。所以, 相关设计人员必须要全面掌握防排烟设计理论, 科学设计防排烟系统, 增强高层建筑安全性。
摘要:高层建筑设计中, 防排烟系统设计是非常重要的, 其设计是否合理, 直接影响到火灾发生与消防扑救。现阶段, 我国高层建筑防排烟设计中, 还存在一些问题, 影响到人身安全和财产安全。基于此, 本文主要论述了高层建筑防排烟设计常见问题, 并提出了几点改善建议, 以供参考。
关键词:高层建筑,防排烟设计,问题,对策
参考文献
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[2] 李淑芸.高层建筑防排烟设计中存在问题及解决措施[J].居业, 2018 (01) :67+69.