建筑消防防火排烟的设计措施探析

王 姝

(南京城镇建筑设计咨询有限公司,江苏 南京 210000)

随着建筑行业的快速发展,建筑尤其是高层建筑的数量不断增多。为了充分保障人们的安全,不仅需要做好安保工作,也需要做好消防工作。而防火排烟设计是消防系统的关键,发挥着重要作用,因此需针对防火排烟设计现状优化防火排烟设计措施。

1.1 火势蔓延快

建筑物当中的易燃物较多,且具备较多的管道、管道井、楼梯间以及电梯间,所以出现火灾后,火势蔓延速度较快,就会形成立体火灾,降低了火灾控制效率,甚至会出现烟囱效应,导致建筑物出现大面积的火灾[1]。

1.2 人员疏散难度大

当前,大多数建筑物尤其是高层建筑都是住宅、写字楼,人员较为密集。且建筑物的垂直距离较大,发生火灾时进行人员疏散会消耗大量的时间。同时,建筑内部出现火灾后,人们都会十分恐惧,降低了疏散效率,因此很难在短时间内进行人员疏散。

1.3 救援设备不完善

相比于西方发达国家,我国建筑消防安全疏散能力较差,且建筑物当中的消防设施不够完善,也不够先进。当前,常被应用在火灾救援中的消防云梯理论作业高度仅有100m,对于高层建筑来说无法满足火灾救援需求[2]。若在高层建筑当中进行火灾救援,且应用直升机救援的方式在顶楼铺垫草坪。但是,若建筑物火灾形势十分严峻,直升机靠近建筑物的难度就比较大,也会影响救援效率。

作为人口大国以及经济发展水平较高的国家,我国自改革开放以来发展迅速,加大了城镇压力。经济水平的提升以及人们生活质量的提升促进了建筑行业的发展,越来越多的高楼大厦出现在人们的生活中。但是,在建筑物自身特性以及功能的影响下,建筑物出现火灾的几率相对较大,且建筑物一旦出现火灾就会造成严重后果,只有做好建筑消防防火工作才能够保障人们的安全,促进社会的稳定发展。若建筑物出现火灾,风力以及竖向管道会促进火势的蔓延,若形成立体火势将会直接威胁到人们的生命安全。同时,从实际情况来看,大多数建筑火灾中的人员伤亡都是由烟雾造成的,因此加强建筑防火排烟设计可以将火灾产生的烟雾排出去,减少因烟雾窒息造成的人员伤亡[3]。总之,防火排烟设计在建筑消防中发挥着重要作用,应提高对防火排烟设计的重视程度。

3.1 现状

当前我国十分重视消防设计,制定了相对完善的法律法规。例如,在2016年9月开始实施《建筑工程消防验收评定规则》、在2018年实施《建筑高度大于250m民用建筑防火设计加强性技术要求(试行)》、在2019年颁布了新的《中华人民共和国消防法》。而这些法律当中都对消防设计验收进行了相应的规定。例如,《建设工程消防监督管理规定》当中要求建设单位、设计单位、施工单位以及监理单位在严格遵守消防法规与消防技术标准的基础上进行设计与施工,公安机关消防机构也需要依法实施建设工程消防设计审核与消防验收。《建筑高度大于250m民用建筑防火设计加强性技术要求(试行)》当中规定要严格进行专家评审。专家需要对建筑构件的耐火性能、外部平面布局、内部平面布置、防火构造、安全疏散、建筑保温与外墙装置的防火性能、消防给水等各个方面的情况进行全面的技术审查,确保消防设计可以增强建筑的自防自救能力。在评审过程中需要明确专家评审意见,不能利用任何方式规避标准。这些标准与法律法规的制定为建筑消防防火排烟设计提供了指导,也对消防防火排烟设计进行了严格约束,在一定程度上提高了建筑消防防火排烟设计的质量。

3.2 问题

虽然我国关于消防设计的法律法规较为全面,但是建筑消防防火排烟设计当中仍然存在一定的问题。当前,大多数建筑尤其是高层建筑主要位于城市中心地带,而这些建筑物具有空间狭小、人员密集等特点,需要根据实际情况进行建筑消防防火排烟设计,并优化设计,充分发挥防火排烟的作用。但是,部分设计人员过度迎合城市建设美观性的需求,降低了防火排烟外部设计的合理性,导致建筑缺乏防火逃生的优势,且部分排烟窗口较为隐蔽,加大了安全隐患[4]。其次,在设计过程中,一些设计人员会将各个楼层的排烟窗口都设置在两端,即采用集中式的排烟设计。在这种情况下,建筑物火灾造成的烟气只能通过这些窗口排出,但是楼梯间以及中间区域等位置的排烟问题得不到解决。此外,建设工程验收工作存在问题,例如防火设计审查与验收执行标准不够统一、忽视被动防火措施等。虽然改革之后对建筑消防设计采用了图审专家验收的方式,减少了设计中的问题,但是仍然存在验收执行标准力度不统一的问题。建筑工程项目从设计到施工需要进行设计、院审、施工图审核、消防审查等工作,且这些环节一直遵循住建部与国家质监总局发布的国家标准。但是各人对标准规范的理解不一致,也导致了对部分规范的执行力度不统一,且有些问题在施工完成后进行消防验收时不能及时发现。例如层间封堵防火棉厚度是否满足要求、实际使用时排烟窗的有效面积是否足够等[5]。

4.1 优化排烟设备设计

建筑物中常用的排烟系统主要包括自然排烟系统与机械排烟系统两种类型。在进行建筑物防火排烟设计时,设计人员需要将自然排烟系统与机械排烟系统结合起来,从而优化排烟效果。其次,应做好地下车库的排烟系统设计工作,即将机械排烟系统与空中排烟系统结合起来。在设计排烟系统时,设计人员也需要根据避难所的具体面积进行排烟量的计算,优化排烟设备的安装。在规划和建设建筑物时,需根据实际情况选择质量好的排烟设备。材料采购人员应尽量选择不燃材料作为管道的原材料,增强管道运行的安全性;
尽量选择离心风机类型的排风机,确保排风机在室内温度超过300℃时依然能够正常运行;
在选择其他消防设备时也需要选择不燃材料,避免火灾损害消防设备[6]。例如,在进行建筑设计与建设时,施工单位应从正规渠道采购消防栓、排烟机以及报警器等消防设备,确保设备在火灾中能够正常使用。此外,应根据相关法律法规的要求设计防火排烟系统,科学安装自动报警器,保障排烟系统当中的装置配备齐全。

4.2 优化防火装置设计

可以根据实际情况将消防单元分为若干个防火分区,并在每一个防火分区当中都设置防火装置,从而利用每一个防火分区的防火装置阻止火灾蔓延,将火灾控制在最小范围内,减少人员伤亡。火灾危险区主要包括水平区与垂直区,其中水平区中主要是利用防火卷帘以及防火门等装置进行火源的阻隔,可以进行楼层封锁,避免形成立体火势,比较适用于高层建筑,而垂直区中主要是利用窗户与防火墙阻隔火源。在设计过程中,设计人员需要通过合理划分防火分区、构建单独的消防单元并安装消防设备的方式提高救援效率,减少人员伤亡。

4.3 优化排烟口设计

在进行建筑消防防火排烟设计时,应从实际情况出发并优化设计。简单来说,需要优化排烟口的设计,调整排烟口的布置方式。在设计过程中,可以利用自然排烟布置这种方式。设计人员需要在满足排烟系统有效开口面积要求的基础上将排烟装置的开口尽量均匀设置在不同的方向,从而提升排烟装置的排烟能力。在位置等因素的影响下,部分自然排烟装置无法手动开启,就需要通过有效手段实现排烟装置的自动开启。

其次,排烟口设计也至关重要。设计人员需要在开阔的位置进行排烟口设计,确保建筑物出现火灾后,排烟口能够在较短的时间内将烟气排放到室外,避免影响到人们的生命安全。部分建筑存在商住两用结构,其排烟设置有所不同,但是需要将商住两用结构的送风口都设计在排风口的上风方向,并在排烟口的下风方向设计进风口,确保送风口与排风口以及进风口与排烟口之间的距离都在3cm以上,并保障排烟口与门窗之间的距离在6cm之上。在走廊当中进行防火排烟设计时,需要尽量将排烟口设置在与人流疏散方向相反的位置。

4.4 健全监管制度

建筑消防防火排烟设计需要健全制度的约束和指导,因此应提高对建筑消防的重视程度,并针对防火排烟设计现状完善监督管理制度。首先,应完善约束制度与奖励机制,调动各个部门的积极性与主动性,让相关部门积极参与到消防防火排烟设计管理当中。其次,应完善监督管理制度与责任制度,明确各个部门人员的职责,严格规范管理工作,确保管理人员严格按照相关标准开展防火排烟设计管理工作。此外,应完善与建筑消防防火排烟设计相关的法律法规,提高建筑消防防火排烟设计质量。建筑消防防火排烟设施主要包括可开启的外窗自然防烟设施以及机械加压送风防烟设施。在设计过程中,应保证一类高层建筑以及二类高层建筑的规定位置都具有符合要求的排烟设施。若建筑内部存在长度超过20m的走廊或面积超过100m2的房间,且房间内部具有较多的人员或可燃物,就需要在走廊通风系统或室内空调系统设计中加强防火防烟设计,若利用金属管道当作风道,需要将每秒的风速控制在20m。

4.5 提高人员专业素养

首先,需要做好消防培训工作,增强人们的消防安全意识。首先,消防部门应该对建筑企业、设计企业等企业进行防火宣传培训,培养其防火意识,让各个企业都积极开展消防工作。让设计人员、管理人员以及施工人员都充分了解消防工作的重要性。其次,消防部门也应该给建筑用户发放消防知识手册,也可以定期组织消防知识讲座,增强人们的防火意识,降低火灾发生的几率,并教会人们在火灾中如何逃生。也可以在每一个楼层都张贴一些消防安全标语,时刻提醒人们注意消防安全。同时,应该做好消防安全指示路标的标记工作,让建筑用户了解火灾疏散线路,提高疏散效率[7]。

其次,设计单位需要聘用一些高素质、专业能力强且实践经验丰富的防火排烟设计人员,安排其科学开展建筑消防防火排烟设计工作。同时,需要加大对现有人员的培训力度,丰富其理论知识,增进其对建筑消防防火排烟设计的了解,并加大实践训练,提高其设计能力。

此外,建筑企业应聘用一些具有丰富理论知识且实践能力强的管理人员开展防火排烟设计与施工的管理工作,监督设计人员与施工人员严格按照相关规定开展工作。

4.6 控制材料质量

若想提高建筑消防防火排烟设计质量,就需要从两方面入手控制材料质量,为防火排烟设计奠定基础。首先,在建筑项目设计与建设过程中,建筑企业应提高对消防工作的重视程度,科学选择不易燃的建筑材料,降低后续出现火灾的几率。其次,在进行建筑消防防火排烟设计时,设计人员需要科学选择构件与配件,保障材料质量符合要求。例如,在选择机械排烟系统的构件与配件时,需要确保构件与配件能够在高温环境中正常运行。

相比于其他地方的火灾,建筑火灾事故具有火势蔓延速度快、人员疏散难度大以及救援设备不完善等特点,若想降低建筑火灾事故率,减小火灾对人们的影响就应做好防火排烟设计工作,提高人员素质、加强材料质量把控并优化设计方案,增强消防系统的实效性。

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