1.前言
目前我國尚沒有一套比較完善,、科學(xué)的法規(guī)來管理排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。現(xiàn)行的《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（以下簡稱《高規(guī)》）中有關(guān)排煙系統(tǒng)的規(guī)定較粗糙,、不全面,，僅提出指令性要求，無法滿足實(shí)際需要,。因此深入開展高層建筑內(nèi)煙氣流動(dòng)和煙氣控制研究,，提出合理的排煙設(shè)計(jì)方案和切實(shí)可行的煙氣控制措施，是盡快完善我國現(xiàn)行的消防技術(shù)法規(guī)的當(dāng)務(wù)之急,。
2.火災(zāi)煙氣
2.1煙氣的組成及其危害
燃燒學(xué)對煙的定義,，是由燃燒或熱解作用產(chǎn)生的懸浮于大氣中可見的固體或液體微粒和高溫氣體�,；馂�(zāi)煙氣由三類物質(zhì)組成：燃燒物質(zhì)釋放出的高溫蒸氣和有毒氣體,；被分解和凝聚的未燃物質(zhì)；被火焰加熱而帶入上升氣流中的大量空氣,。煙是上述三類物質(zhì)充分混合而成的混合物,，具有窒息性、毒害性,、灼熱性,、蔽光性、恐怖性等危害,�,；馂�(zāi)煙氣是阻礙疏散逃生,、影響搶險(xiǎn)救援、導(dǎo)致人員傷亡,、造成經(jīng)濟(jì)損失的主要原因,。
2.2煙氣流動(dòng)蔓延規(guī)律
煙氣流動(dòng)過程：火災(zāi)過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔馍仙交鹧嫔戏叫纬蔁熡鹆鳎瑹熡鹆髟谏仙^程中不斷卷吸周圍的空氣,，在浮力,、膨脹力、對流和煙囪效應(yīng)的作用下上升到頂棚,，在頂棚形成頂棚射流沿頂棚表面向四周水平擴(kuò)張（通常煙的水平擴(kuò)散速度為0.5～1.5m/s,，垂直上升速度3～4m/s，而火災(zāi)狀態(tài)下,，人的疏散速度僅為1m/s）,。隨著溫度的升高，煙氣流動(dòng)速度加快,，與周圍空氣的混合作用減弱,，當(dāng)火勢發(fā)展到一定程度，會(huì)形成一種熱風(fēng)壓即火風(fēng)壓,，火風(fēng)壓的出現(xiàn)會(huì)改變原有空氣流動(dòng)方向,，產(chǎn)生逆流，從而加劇火勢蔓延,。在高層建筑中,，由于各種通風(fēng)系統(tǒng)造成的壓力差、高溫造成氣體密度差,、煙囪效應(yīng)以及室外風(fēng)向,、風(fēng)力、風(fēng)速的影響,，其煙氣流動(dòng)規(guī)律有許多不確定性和復(fù)雜性,。
2.3煙氣控制方法
高層民用建筑中采用的煙氣控制方法一般有：抑煙法：安裝自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、噴灑化學(xué)消煙藥劑,，從而減少煙氣產(chǎn)生,；隔煙法：設(shè)置擋煙垂壁或防火卷簾，從而封閉產(chǎn)煙區(qū)域,；阻煙法：設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)或空氣幕,，阻止煙氣進(jìn)入相鄰空間；排煙法：設(shè)置排煙設(shè)施,，置換,、稀釋煙氣,。其中排煙法是最有效的主動(dòng)控?zé)煼绞�,。目前,，通常采取的排煙方式有兩種：一是自然排煙，二是機(jī)械排煙,。
3.自然排煙的特點(diǎn)及存在問題
3.1自然排煙的特點(diǎn)
自然排煙由于結(jié)構(gòu)簡單,，經(jīng)費(fèi)投入低，能兼顧采光,，且維護(hù)方便等原因,，是目前高層民用建筑排煙方式的主流（約占所有高層建筑的60%）。高層民用建筑內(nèi)采用自然排煙方式的形式主要有側(cè)拉窗（占93%）,、平開窗（由于抗風(fēng)能力弱和安全性能差,，僅占1%）、上翻窗（占6%）,。
3.2自然排煙的存在問題
3.2.1開窗凈面積不足影響排煙效果,。側(cè)拉窗可開啟凈面積占整窗面積百分比為45%；平開窗可開啟凈面積占整窗面積百分比為90%（但高層民用建筑內(nèi)極少采用）,；上翻窗可開啟凈面積占整窗面積百分比為30%,。
從建筑結(jié)構(gòu)和平面布局來說，高層民用建筑采用自然排煙方式符合現(xiàn)行規(guī)范的難度極大,。就拿高層公共建筑合用前室來說,，若選用側(cè)拉窗，則整窗面積應(yīng)達(dá)6.67㎡左右,。目前,，絕大部分設(shè)置自然排煙的高層建筑存在可開啟外窗凈面積不足的現(xiàn)象。雖然火災(zāi)中可打碎玻璃擴(kuò)大排煙面積,，但實(shí)際案例中高空玻璃墜落傷人和無人輕易擊碎玻璃等原因,，較難實(shí)現(xiàn)。
3.2.2自然排煙效果不穩(wěn)定,。自然排煙窗受多種因素影響其排煙效果,，如設(shè)置方位、高度,、角度以及室外風(fēng)向,、風(fēng)力等。如果在風(fēng)力的迎風(fēng)面,，則無法起到排煙作用,，反而是灌煙。而且在高空,，風(fēng)向隨時(shí)而變,，無法控制，只有設(shè)置不同朝向的可開啟排煙窗,，才能確保排煙效果,，但此種設(shè)置方式極難采用,，僅能設(shè)置于陽臺(tái)或凹廊。
3.2.3自然排煙窗無法及時(shí)開啟,�,！陡咭�(guī)》第8.2.4條規(guī)定：“排煙窗宜設(shè)置在上方，并應(yīng)有方便開啟的裝置”,。高層建筑內(nèi)自然排煙窗靠人員手動(dòng)開啟是不現(xiàn)實(shí)的,，雖然可以設(shè)置傳動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),、遠(yuǎn)程手動(dòng),、自動(dòng)打開，但其傳動(dòng)機(jī)構(gòu),、聯(lián)動(dòng)裝置的造價(jià)極為高昂,，而且對于廣泛采用的側(cè)拉窗而言，目前國內(nèi)尚無廠家生產(chǎn),，無法實(shí)現(xiàn),。因此高層民用建筑內(nèi)排煙窗均未設(shè)置傳動(dòng)開啟裝置，甚至作為火災(zāi)排煙用的天窗,、高位窗亦不設(shè)傳動(dòng)開啟裝置,。
