當前，高層建筑在世界各地蓬勃發(fā)展，方興未艾，已成為城市現(xiàn)代化程度的標志之一。隨著城市中的高層建筑物的數(shù)量逐年增加，樓層越建越高，高層建筑的火災危險性也日顯突出。而高層建筑火災中，煙氣是阻礙人們逃生和滅火行動，導致人員死亡的主要原因之一。因此，高層建筑的火煙控制的研究，對于提高建筑抵御火災的能力和保障人員安全就顯得尤為重要。

　　1、高層建筑存在的防火安全問題的原因分析

　　通過對全國近年來86起特大火災事故的研究，建筑火災發(fā)生、發(fā)展和蔓延的致災因素，不僅有可燃物、助燃物和著火源三大要素的各種形成條件因素及轉化條件因素，還涉及到建筑結構、火災荷載、消防報警系統(tǒng)、滅火設施、火災應急預案和人的消防安全素質等方面。

　　1.1設計存在先天不足

　　前幾年，有些高層建筑的消防設計均未引起設計人員的重視，設計人員只是一味地根據(jù)甲方要求的建筑布局、設想來設計，并未考慮消防安全，且部分建筑設計未經消防審核、驗收就投入使用，存在許多安全問題。而這些問題在形成后就成了極難整改的固疾，一次次地被消防部門列為重大火險隱患，又一次次地無法整改。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　�。�1）未設置火災自動報警系統(tǒng)和火災自動噴水滅火系統(tǒng)。

　　（2）內裝修材料不符合防火安全標準

　�。�3）耐火設計不符要求。

　�。�4）無防排煙系統(tǒng)或系統(tǒng)形同虛設。

　　1.2消防審核把關難

　　現(xiàn)在，消防部門在建筑防火審核時仍在遇到種種“難關”。

　　1.2.1“三邊工程”

　　建設單位在施工過程中，邊設計邊施工，甚至擅自更改消防設施。

　　1.2.2“—把手工程”

　　“一把手”拍板，一錘定音，什么防火間距、消防通道、登高設置要求，在“一把手”的權威下均無效，結果造成建筑消防安全的隱患。

　　1.2.3邊施工邊報審

　　審核未通過，工程已建過半，造成未按要求建設，存在先天隱患，如果要符合消防安全要求，只好局部敲掉重建的局面。

　　1.3建筑施工質量不高

　　不少高層建筑消防工程的施工，中標單位因自己沒有消防資質，便掛靠其它有資質的單位，而施工仍舊是原班人馬，造成工程施工質量粗劣。有些施工單位還暗地更改圖紙，在施工中偷工減料，影響建筑耐火性能。一些消火栓、消防水帶、消防水喉、防火門、防火卷簾，以劣質次品充當合格品，給工程帶來重大火災隱。

　　1.4高層建筑消防管理難

　　現(xiàn)代高層建筑內各種消防設施種類繁多，一般高層建筑都有火災自動報警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、自動防排煙系統(tǒng)、室內外消火栓系統(tǒng)、防火卷簾操作系統(tǒng)，有的還有氣體自動滅火系統(tǒng)、雨淋或水幕系統(tǒng)、自動閉門裝置系統(tǒng)。而當前建筑內的消防管理人員工作制度仍是沿襲了以往的保安人員工作體制。不要說怎么去定期維護、檢測、操作各類消防設施，有些管理人員竟連滅火器是否過期的判斷也不懂。

　　高層建筑管理的另一“隱患”，是領導消防安全意識淡薄，這種淡薄表現(xiàn)在單一使用主體的建筑物上要好一些，若是兩個以上單位共租一座高層建筑，建筑使用上各自為政，造成安全門封閉，疏散樓梯堵死，消防問題互相推諉，久拖而不解決。

　　2、高層建筑火災煙火的危害

　　高層建筑自身所具有的樓層多、可燃物多、電器設備多、建筑功能多、樓內人員多的“六多”特點，決定了高層建筑火災產生的煙氣多，需要疏散的人員多，火災中遇難死亡人員多的“三多”；火煙毒性大，火災損失大的“二大”；火煙擴散快，火勢蔓延快的“二快”；樓內人員疏散難，消防滅火撲救難的“二難”的火災特性。因此，高層建筑起火后煙火控制不當會造成嚴重的危害。

　　2.1高層建筑火災蔓延速度快

　　高層建筑內井道多，如樓梯間、電梯間、電纜井、管道井等，一旦不能很好的控制火災煙氣的蔓延很容易形成豎向的“煙囪效應”，造成火勢蔓延途徑多、速度快，迅速波及到較高樓層。

　　2.2高層建筑火災持續(xù)時間長

　　高層建筑內設備及構件多，一旦失火，火勢迅猛而且燃燒時間長，產生大量有毒煙氣。在長時間高溫作用下，鋼筋混凝土構件和鋼結構均會因強度和剛度遭受破壞而出現(xiàn)建筑整體或局部倒塌，造成嚴重財產損失和人員傷亡。

　　2.3高層建筑安全疏散困難

　　高層建筑內容納人數(shù)多，垂直距離大，加之火災環(huán)境下人們的恐慌心理和火災煙氣的毒害作用，使安全疏散成為一個較難解決的問題。

　　2.4高層建筑火災危害面積大

　　現(xiàn)代城市規(guī)模日益擴大，人口眾多，建筑物密集，而高層建筑自身煙火蔓延擴散途徑多。一旦起火，火勢十分容易向相鄰建筑蔓延，造成“火燒連營”惡果。1985年冬，哈爾濱市一座高層建筑起火，當時正遇8級大風，火勢迅速蔓延，波及5條街道，數(shù)百幢房屋被毀。

　　3、高層建筑火災煙氣蔓延途徑

　　火災煙氣攜帶的大量熱量可以很快通過各種管道豎井充滿整個建筑物，高溫的濃煙流竄到哪里，哪里的可燃物就會引起燃燒，加速火勢蔓延。煙氣在高層建筑中流動、擴散主要有三條途徑：著火房間一走道一樓梯間一上部各樓層一室外；著火房間一室外；著火房間相鄰上層房間一室外。

　　火由起火房間向外蔓延是通過可燃物的直接延燒、熱傳導、熱對流和熱輻射擴大蔓延的，大量的火災事例表明，火從房間向外蔓延主要有如下的途徑：

　　3.1內墻門

　　建筑物內房間起火，最后蔓延到整個建筑物，原因大多是因為墻上的門未能把火擋住�；鹜ㄟ^內門，經走廊再通過相鄰房間敞開的門進入房間，把室內可燃物燒著。通常走廊內即使沒有任何可燃物，強大熱流和未完全燃燒產物的擴散，仍能把火勢蔓延到很遠的房間。

　　3.2外墻窗口

　　室內火發(fā)展到全面燃燒階段，大量高溫煙氣、火焰噴出窗口，將會燒壞上層窗玻璃或直接通過打開的窗口引起火勢向上層蔓延。外墻窗口涌出的高溫煙氣、火焰除了造成建筑物層間蔓延之外，高溫火焰的熱輻射還對相鄰建筑物及其它可燃物構成威脅。

　　3.3樓板上的孔洞、建筑物內的各種管道豎井

　　由于建筑物功能的需要，建筑物中設有許多豎向井道，和開口部位，如樓梯井、電梯井、管道井、電纜井、垃圾井、通風和排煙井道等。這些豎井管道和開口部位貫穿若干樓層甚至整個樓層，在建筑物發(fā)生火災時，會產生煙囪效應，導致火勢迅速向上層蔓延。實驗測得，高溫煙氣在豎向井道內向上蔓延的速度可達3～5m／s。

　　3.4房間隔墻

　　房間隔墻如果是可燃材料，或者雖是非燃、難燃材料建造的，如果耐火性能差，這樣在火災高溫作用下則會被燒穿，使火災蔓延到相鄰房間。

　　3.5穿越樓板、墻壁的管線和縫隙

　　室內發(fā)生火災時室內上半部處于正壓狀態(tài)，會迫使火焰和熱氣流通過該室管線穿過樓板和墻壁的任何縫隙孔洞，把火災蔓延出去。此外，穿過房間的金屬管線在火災高溫作用下，有時也會因熱傳導將熱量傳到相鄰房間一側，引起相鄰房間起火。

　　3.6悶頂或中庭

　　由于煙火是向上升騰的，因此吊頂天棚上人孔、通風口等都是煙火竄人的孔洞。悶頂內往往沒有防火分隔，空間很大，很容易使火勢水平蔓延，并通過悶頂內的孔洞向四周、下面的房間蔓延，且在蔓延的過程中不易發(fā)現(xiàn)。因此，高層建筑的悶頂或中庭是火煙垂直蔓延的重要通道。

　　4、高層建筑火煙控制方法

　　對高層建筑進行火煙控制是十分復雜的，一方面要消除建筑物在設計、施工、驗收和使用管理上的缺陷，另一方面要消除與建筑相聯(lián)系的人和人與建筑物構成系統(tǒng)的缺陷。

　　4.1建筑防火安全技術對策

　　實現(xiàn)建筑防火安全，首先要從技術上采取措施。根據(jù)我國的現(xiàn)狀，建筑防火首先要立足于防止初期火災發(fā)生，其次是火災控制。在現(xiàn)階段，可以采用以下安全技術對策：

　　設置火災自動報警系統(tǒng)、設置火災自動噴水滅火系統(tǒng)、內裝修的不燃化、耐火設計、設計防排煙系統(tǒng)、設計消防樓梯間、設計嚴密的阻隔火設施、設置消防電梯和避難層。

　　4.2建筑防火安全管理對策

　�。�1）把好設計源頭關，實行建筑設計資格證書、消防專篇、自審制度。

　�。�2）嚴把審核關，落實防火安全責任制，切實提高領導專業(yè)技術水平。

　�。�3）嚴抓施工管理，實行施工人員資質證和消防工程施工監(jiān)理制，并且加強建筑施工檢查。

　　（4）嚴抓后期管理，實施建筑消防設施檢測，簽訂建筑工程消防驗收移交書，加強管理人員的培訓工作和建筑消防設施維護管理工作。

　　5、設置防排煙系統(tǒng)

　　防排煙系統(tǒng)設置的目的，就是采用一定的手段或措施，控制建筑物內煙氣的流動，將火災產生的煙氣在著火房間和著火房間所在的防煙區(qū)就地加以排出，防止煙氣擴散到疏散通道和其他防煙區(qū)中，以確保疏散和撲救用的防煙樓梯間和消防電梯內無煙。

　　5.1防排煙的方式

　　5.1.1防煙方式：不燃化防煙、密閉防煙、阻礙防煙、加壓防煙。

　　5.1.2排煙方式

　　自然排煙方式、機械排煙方式，包括全面通風排煙方式和負壓機械排煙方式。

　　5.2自然防排煙

　　自然防排煙方式是在自然力的作用下，使火災產生的煙氣不能侵入到防煙樓梯間和消防電梯內。該方式沒有機械通風設備，不受電源中斷的影響，簡單易行，造價較低。雖然其效果受室外風向、風速、氣溫和所在樓層的影響較大，但如果處理得當，還是能起到防排煙作用的。對于占數(shù)量較多的普通高層住宅，室內裝修比較簡單，房間小，圍護結構耐火等級較高的建筑物，采用自然防排煙方式基本上能夠達到保障安全、節(jié)省投資的目的，也符合我國目前高層建筑的實際情況。常用的自然防排煙方式有以下幾種：

　　靠建筑物外墻建造的全敞開的室外防煙樓梯、利用陽臺或凹廊作為敞開前室的防煙樓梯間、利用前室開窗排煙的防煙樓梯間、不靠外墻的防煙樓梯間或雖靠外墻但不能開窗的前室的自然排煙，一般是設排煙豎井和過風豎井。

　　5.3機械防排煙

　　是利用通風機進行強制的防排煙，它不受室外氣象條件影響，排煙效果穩(wěn)定，但需要有專門的通風設備、可靠的事故用電源，自動控制裝置、并需設專人維護管理。因此，造價和維護管理費較高。但由于煙風道所占有效空間小，特別是當樓梯間前室不靠外墻或雖靠外墻卻不能開啟時，這種方式易被采納。

　　5.3.1機械排煙

　　排煙是考慮人員進行疏散時帶人前室的煙應及時排出。當前室同時設有排煙系統(tǒng)和送風系統(tǒng)時，前室里的正壓要由二者的風量比來保證，并要調整好前室內的氣流，否則會因送風口與排煙口位置設置的不當而導致煙氣不能順利排出，而難以達到預期的排煙目的。

　　5.3.2機械加壓防煙

　　機械加壓防煙是在保持防煙樓梯間及其前室有足夠壓力使火災期間引起的煙氣不能進入樓梯間及前室的基礎上提出的。這樣，在火災期間，送入樓梯間及前室一定量的空氣，就會將煙氣排斥在樓梯間及前室之外。這種系統(tǒng)較簡單，但有關風量、風速必須詳細計算。

　　5.4防煙樓梯間及其前室保持正壓的方法

　　5.4.1保持正壓的部位

　　從安全角度考慮，樓梯間及其前室都需要保持正壓。但對靠外墻且有窗的樓梯間，當火災發(fā)生后，因個別窗子開著或玻璃損壞，就難以保持所需要的正壓值；當首層樓梯達不到封閉要求時也難以采用加壓防煙的方法，這兩種情況不宜采取保持正壓方法。

　　5.4.2保持的正壓值

　　通過國內外情況介紹和對其進行分析，認為為了防止煙氣侵入和在火災發(fā)生時婦女能夠推拉開門，樓梯間應保持50pa的壓力；前室和消防電梯前室及合用前室保持25pa左右正壓較為合適。

　　5.4.3門開啟時通過門洞處的風速值

　　對于門開啟時通過門洞處的風速值，按我國《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中推薦選取，該值為0.7～1.2m／s。

　　5.4.4總風量的確定

　　正壓方式的送風量應分別按照門關閉時，保持給定的正壓值（包括通過門窗縫隙和孔洞的漏風量）和門開啟時，保持門洞處給定的風速值計算所需要的風量，取兩者之中較大值。

　　5.4.5送風系統(tǒng)和送風方式

　　樓梯間及其前室、消防電梯前室和合用前室，正壓送風系統(tǒng)應單獨分開設置。為使樓梯間的壓力分布均勻，從頂層開始每隔3～5層設一個送風口，一般多采用一臺風機通過豎井，在豎井上開送風口或用分支管的集中送風方法。

　　大量火災事故結果表明，煙氣是阻礙人們逃生和滅火行動，導致人員死亡的主要原因之一。為了最大限度的減少高層建筑發(fā)生火災后造成的危害，本文從高層建筑火災成因，煙氣產生危害及蔓延途徑等基本原理出發(fā)，綜述了高層建筑的幾種火煙控制方法，以期對高層建筑的設計、消防審核、施工管理等消防工作有一定的幫助。