第十一章建筑防排烟设计

1、第11章 建筑防排烟 第一节 高层民用建筑防排烟一、概述高层建筑防排烟重要性需要设置防排烟的部位:防烟楼梯及其前室、消防电梯前室和合用前室和封闭的避难层一类建筑和建筑高度超过32m的二类建筑的下列走道或房间a长度超过20m的内走道b面积超过100，且经常有人停留或可燃物较多的房间c高层建筑的中庭和经常有人停留的可燃物较多的地下室（1） 防火分区 防火分区是指采用防火分隔措施划分出的、能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部区域（空间单元）。在建筑物内采用划分防火分区这一措施，可以在建筑物一旦发生火灾时，有效地把火势控制在一定的范围内，减少火灾损失，同时可以为人员安全疏散、消防扑救提

2、供有利条件。防火分区之间用防火墙、防火卷帘和耐火楼板进行隔断。 （1） 防火分区 防火分区是指采用防火分隔措施划分出的、能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部区域（空间单元）。在建筑物内采用划分防火分区这一措施，可以在建筑物一旦发生火灾时，有效地把火势控制在一定的范围内，减少火灾损失，同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有利条件。防火分区之间用防火墙、防火卷帘和耐火楼板进行隔断。 本身均为无机物，绝不燃烧，是一种理想的防火材料。轻质砖的导热系数低, 热迁移慢, 能有效抵抗火灾, 并保护结构不受火灾影响。其耐火温度高达700, 为一级耐火材料,在高温下不会产生有害气体, 是消防免检

3、产品。实验表明，100MM厚墙体的防火能力可达4小时以上。 竖向防火分区是指用耐火性能较好的楼板及窗间墙（含窗下墙），在建筑物的垂直方向对每个楼层进行的防 火分隔。水平防火分区是指用防火墙或防火门、防火卷帘等防火分隔物将各楼层在水平方向分隔出的防火区域。它可以阻止火灾在楼层的水平方向蔓延。防火分区应用防火墙分隔。如确有困难时，可采用防火卷帘加冷却水幕或闭式喷水系统，或采用防火分隔水幕分隔。（2） 防烟分区 防烟分区是指用挡烟垂壁、挡烟梁、挡烟隔墙等划分的可把烟气限制在一定范围的空间区域。 防烟分区应在防火分区内划分，其间用隔墙、挡烟垂壁等进行分隔，每个防烟分区建筑面积不宜超过500。 用不燃烧

4、材料制成，从顶棚下垂不小于500 mm的固定或活动的挡烟设施。活动挡烟垂壁系指火灾时因感温、感烟或其它控制设备的作用，自动下垂的挡烟垂壁。 主要用于高层或超高层大型商场、写字楼以及仓库等场合，能有效阻挡烟雾在建筑顶棚下横向流动，以利提高在防烟分区内的排烟效果，对保障人民生命财产安全起到积极作用 分类 挡烟垂壁按活动方式可分为卷帘式和翻板式。 挡烟垂壁的有效下降高度应不小于500mm。 卷帘式挡烟垂壁的单节宽度应不大于6000mm。 翻板式挡烟垂壁的单节宽度应不大于2400mm。 防烟方式a、非燃化防烟 所谓非燃化,指建筑材料和室内家具、装修材料等尽可能采用非燃或难燃材料制成,或在装修处理中进行

5、防火处理,从火灾烟气的生成量降低到最小限度。b、密闭防烟 密闭防烟的基本原理是指对耐火性和密闭性都较好的房发生火灾时,将着火房间封闭起来,杜绝新鲜空气流入,使氧窒息而自行熄灭,从而达到防烟灭火的目的。c、阻碍防烟 在烟气扩散流动的路线上,设置各种阻碍,以防止烟气继续扩散的方式,称为阻碍防烟方式。阻碍防烟的措施很多,如挡烟垂壁,在各防火分区之间设置防火门等。d、机械防烟 在建筑物发生火灾时,对着火区以外的区域进行机械送风,使其保持一定的正压,以防止烟气侵入。（3）建筑物的防排烟 高层建筑发生火灾时，建筑物内部人员的疏散方向为： 房间走廊防烟楼梯间前室防烟楼梯间室外。 防烟楼梯间是人员唯一的垂直疏

6、散通道，而消防电梯是消防队员进行扑救的主要垂直运输工具。为了疏散和扑救的需要，必须确保在疏散和扑救过程中防烟楼梯间和消防电梯井内无烟。 因此，应在防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和两者合用前室设置防烟设施。为保证建筑内部人员安全进入防烟楼梯间，应在走廊和房间设置排烟设施。 排烟设施分为机械排烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。 100m以上的建筑物由于人员疏散比较困难，因此还应设有避难层或避难间，对其应设置防烟设施。二、 自 然 排 烟 （一）自然排烟方式 利用火灾产生的热烟气的浮力和外部风力作用,通过建筑物的对外开口把烟气排至室外的排烟方式,称为自然排烟。这种排烟方式实质上是热烟气和冷空气的

7、对流运动,因此必须有冷空气的进口和热烟气的排出口。1.利用建筑物的阳台、凹廊进行排烟2.靠外墙的防烟楼梯前间、消防电梯前室或合用前室直接对外开启的窗进行排烟3.设置竖井排烟风风挡风板挡风板(a)凹廊为前室(b)阳台为前室（二） 自然排烟设计条件 根据高层民用建筑设计防火规范(GB 50045-95)的规定，采用自然排烟方式的高层建筑应满足下列条件： (1) 建筑高度50m的一类公共建筑和建筑高度100m的居住建筑，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室，宜采用自然排烟方式。(2) 采用自然排烟的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室，可开启外窗面积应符合下列规定： 防烟楼梯

8、间每五层内可启外窗总面积之和不小于2； 防烟楼梯间的前室、消防电梯前室可开启外窗面积不小于2, 合用前室不应小于3； 需要排烟的房间、长度不超过60m的内走道可开启外窗面积不小于该房间、内走道面积的2%； 净空高度小于12m的中庭可开启的天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭面积的5%。（三）自然排烟设计要求1. 自然排烟设计对建筑设计的制约如下1) 房间必须至少有一面墙壁是外墙；2) 房间进深不宜过大，否则不利于自然排烟；3) 排烟口的有效面积与地面面积之比不小于1/50。n2. 自然排烟设计应考虑的几点n1) 对于高层住宅及二类高层建筑，当前室内两个不同方向设有可开启的外窗，且可开启窗口面积符合

9、要求时，其排烟效果受风力、风向、热压等因素的影响较小，能达到排烟的目的。因此，在实际设计中，应尽可能利用不同朝向开启外窗来排除前室的烟气。n2) 排烟口位置越高，排烟效果越好，所以，可开启外窗应尽可能靠近顶棚位置，并应有方便开启的装置。 n3) 为了减小风向对自然排烟的影响，当采用阳台、凹廊为防烟前室时，应尽量设置与建筑物色彩、体型相适应的挡风措施。 n4) 内走廊排烟窗口应尽量设在两个不同的朝向上。三、 机 械 排 烟 利用排烟机把着火区域中所产生的烟气通过排烟口排至室外的排烟方式,称为机械排烟。在火灾发生初期,这种排烟方式能使着火区域内压力下降,造成负压,烟气不会向其它区域扩散。（一）机械

10、排烟方式 机械排烟可分为局部排烟和和集中排烟两种方式。局部排烟是在每个需要排烟的部位设置独立的排烟风机直接进行排烟；集中排烟是将建筑物划分为若干个区，在每个区内设置排烟风机，通过排烟风道排烟。（二） 机械排烟部位 一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑的下列部位，应设机械排烟设施： (1) 长度超过20m且不能直接对外采光和自然通风的走道；虽有直接采光和自然通风，但长度超过60m的走道。 (2) 面积超过100，且经常有人停留或可燃物较多的地上房间(如大型办公室、储存较多可燃物的库房等)。对于面积较大的房间考虑排烟设施，而对于使用人数较少、面积较小的房间不考虑排烟设施，既可保障基本安全

11、，又可节约投资。 (3) 高层建筑室内超过12m的中庭。中庭在烟气控制、防止火灾蔓延、安全疏散和火灾扑救等方面仍有一定问题，应设排烟设施。(4) 总面积超过200或一个房间超过50，而且经常有人停留或可燃物较多的地下室。（三） 机械排烟系统的设计n1.排烟系统的布置 1) 排烟气流应与机械加压送风的气流合理组织，并尽量考虑与疏散人流方向相反。 2) 为防止风机超负荷运转，排烟系统竖直方向可分成数个系统，不能采用将上层烟气引向下层的风道布置方式。 3) 每个排烟系统设有排烟口的数量不宜超过30个，以减少漏风量对排烟效果的影响。 4) 独立设置的机械排烟系统可兼作平时通风排气使用。2. 系统组成n

12、 机械排烟系统大小与布置应考虑排烟效果、可靠性与经济性。系统服务的房间过多(即系统大)，则排烟口多、管路长、漏风量大、最远点的排烟效果差，水平管路太多时，布置困难，优点是风机少、占用房间面积少。如系统小，则相反。3. 排烟口的设计要求 1) 当用隔墙或挡烟壁划分防烟分区时，每个防烟分区应分别设置排烟口。 2) 排烟口应尽量设置在防烟分区的中心部位，排烟口到该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m；排烟口应尽量布置在人流疏散方向相反的位置。n3) 排烟口必须设置在距顶棚800mm以内的高度上。对于顶棚高度超过3m的建筑物，排烟口可设在距地面2.1m的高度上，或者设置在与顶棚之间1/2以上高度的墙

13、面上。800mm排烟口设置的有效部分顶棚面有效部分防烟幕墙幕墙高度有效部分h2.1m，h并应1/2hhh3mn4) 为防止顶部排烟口处的烟气外溢，可在排烟口一侧的上部装设防烟幕墙。烟气防烟幕墙排烟口n5) 排烟口的尺寸，可根据烟气通过排烟口有效断面时的速度不大于10m/s进行计算。排烟口的最小面积一般不宜小于0.04。n6) 同一分区内设置数个排烟口时，要保证所有排烟口能同时开启，排烟量应等于各排烟口排烟量的总和。n7) 排烟口均应设有手动开启装置或与感烟器连锁的自动开启装置或消防控制中心远距离控制的开启装置等。除开启装置将其打开外，平时一般保持闭锁状态。手动开启装置宜设在墙面上，距地板面0.

14、81.5m；或从顶棚下垂时，距地板面宜为1.8m处。4. 排烟风道设计要求n1) 排烟风道不应穿越防火分区。竖直穿越各层的竖风道应用耐火材料制成，并宜设在管道井内或采用混凝土风道。n2) 排烟风道因排出火灾时烟气温度较高，除应采用金属地板、不燃玻璃、混凝土等非金属不燃材料制作外，还应安装牢固，排烟时温度升高不致变形脱落，并应具有良好的气密性。n3) 排烟风道风量的确定。风道内通过的风量，应按该排烟系统各分支风管所有排烟口中最大排烟口的两倍计算。n4) 排烟风道外表面与木质等可燃构件的距离不应小于15，或在排烟道外表面包有厚度不小于10的保温材料进行隔热；n 排烟风道穿过挡烟墙时，风道与挡烟墙之

15、间的空隙，应用水泥砂浆等不燃材料严密填塞；排烟风道与排烟风机的连接，宜采用法兰连接，或采用不燃烧的软性连接；n 需要隔热的金属排烟道，必须采用不燃保温材料，如矿棉、玻璃棉、岩棉、硅酸铝等材料。n5) 烟气排出口的材料，可采用1.5厚钢板或用具有同等耐火性能的材料制作；烟气排出口的位置，应根据建筑物所处的条件(风向、风速、周围建筑物以及道路等情况)考虑确定，既不能将排出的烟气直接吹在其他火灾危险性较大的建筑物上，也不能妨碍人员避难和灭火行动的进行，更不能让排出烟气再被通风或空调设备吸入，此外，必须避开有燃烧危险的部位。四、中庭排烟1. 中庭的定义 中庭又称为中厅，在建筑上的定义为“有数层高的竖井

16、空间，竖井上有屋顶，竖井周围的大部分为建筑物所包围的一种建筑物。”即通过两层或多层楼，且顶部封闭的被周围建筑包围的一个共享空间。2. 中庭机械排烟量n中庭机械排烟量按其容积的换气次数确定。n1) 当中庭容积小于17000m3时，其排烟量按其体积的6次/h换气量计算。n2) 当中庭体积大于17000m3时，其排烟量按其体积的4次/h换气量计算,且排烟量不应小于102000m3/h。3. 中庭机械排烟的气流组织 n中庭机械排烟口应设在中庭的顶棚上，或设在紧靠中庭顶部的集烟区，如图所示。排烟口的最低标高，应设在中庭最高部分门洞的上端，当中庭较低部位靠自然进风有困难时，可采用机械补风，补风量不宜小于排

17、烟量的50%。办公裙房排烟风机五、 加压防烟送风系统（一）加压送风系统的设置及方式n1. 加压送风系统的设置n1) 不具备自然排烟条件的防烟楼梯间，消防电梯间前室或合用前室。n2) 采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室n3) 带裙房的高层建筑防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用室，当裙房以上部分利用可开启外窗进行自然排烟，裙房部分不具备自然排烟条件时，其前室或合用前室应设置局部机械加压送风系统。n4) 封闭避难层。2. 加压送风系统的方式六、防排烟系统的设备部件 n防排烟系统装置的目的是当建筑物着火时，保障人们安全疏散及防止火灾进一步蔓延。n防排烟系统的设备及部件主要包括

18、防火阀、排烟阀(口)、压差自动调节阀、余压阀及专用排烟轴流风机、自动排烟窗等。第二节 通风空调系统与防排烟系统的兼用一、 通风空调系统与防排烟系统兼用的优点n 兼用可充分利用通风空调系统的管道和设备，节省建设费用，减少占用空间。因此，兼用将提高建筑物的有效利用率和提高空间净高。n 兼用可提高系统的可靠性。防排烟系统是防灾专用系统，只有在火情发生时投入运转，平时仅维持一年一度的检修。有的建筑物投入使用后，其防排烟系统就没有运行过，导致各种事故的发生。防排烟系统不仅发挥不了作用，还可能导致火灾的蔓延。兼用系统平时按空调通风工况运行，在火灾发生时，通过必要的切换装置转换为排烟工况。除必要的检修外，系

19、统始终处于运行状态，因此，与单纯的防排烟系统相比，提高了系统的可靠性。二、 通风空调系统与防排烟系统兼用的可能性n 通风空调系统多种多样，并非所有的系统都能转化为防排烟工况，必须从分析系统本身的特性入手，探讨其兼用的可能性以及对兼用的制约因素。1. 几种典型空调系统实现兼用的可能性n1) 普通集中式空调系统n普通集中式空调系统换气次数一般为612次/h。若假设顶棚高2.43.0m，则输送风量为0.240.60m3 (min)。我国目前的排烟量标准为1.0 m3 (min)。从输送风量的能力来说，普通集中式空调系统可以承担占空调面积1/43/5区域的排烟。一般空调干管内风速为68m/s，而排烟管道内的风速可以达到空调风道内的风速的2倍以上，只要不超过20m/s即可。因此，仅从风道面积而言，普通空调管道尺寸完全可以满足排烟量的要求。2) 风机盘管系统 单纯的风机盘管系统，由于不设风道，无法用于排烟。而风机盘管加独立新风系统，有输送新风的风道。以客房为例，其新风量一般为2.02.5次/h，若考虑房间净高2.8m，则新风量为0.090.12 m3(min)，占标准排烟量的9%12%，即新风系统可承担空调面积的9%12%区域的排烟，利用价值不高。3)