第11章建筑防排烟

第11章建筑防排烟11.1.1烟气的流动规律

11.1.2火灾烟气控制原理11.1烟气的流动规律与控制原理

11.2自然排烟

11.2.1自然排烟方式11.2.2自然排烟设计条件11.2.3自然排烟设计11.3.1机械排烟方式11.3.2机械排烟部位11.3.3机械排烟量的确定11.3.4机械排烟系统的设计11.3.5中庭排烟11.3机械排烟

11.5.1防火、防排烟阀口的分类11.5.2压差自动调节阀11.5.3余压阀11.5.4自垂式百叶风口11.5.5排烟风机11.4.1加压送风系统的设置及方式11.4.2加压送风量的计算11.4.3加压送风系统的设计要点11.4加压防烟送风系统11.5防排烟系统的设备部件

11.6.1通风空调系统与防排烟系统兼用的优点11.6.2通风空调系统与防排烟系统兼用的可能性11.6.3通风空调系统与防排烟系统兼用的方式11.6通风空调系统与防排烟系统的兼用引起烟气流动的因素有如下几点：1.烟囱效应引起的烟气流动2.浮力引起的烟气流动3.热膨胀引起的烟气流动4.风力作用下的烟气流动5.通风空调系统引起的烟气流动

11.1.1烟气的流动规律11.1烟气的流动规律与控制原理

11.1.2火灾烟气控制原理主要目的：在建筑物内创造无烟或烟气含量极低的疏散通道或安全区。实质：控制烟气合理流动，也就是使烟气不流向疏散通道、安全区和非着火区，而向室外流动。方法：1、防烟、2、排烟。方式：加压防烟。加压防烟：凭借机械力，将室外新鲜的空气送入应该保护的疏散区域，如前室、楼梯间、封闭避难层(间)等，以提高该区域的室内压力，阻挡烟气的侵入。系统组成：加压送风机、风道和送风口。1.防烟系统分类：自然排烟、机械排烟排烟的部位：着火区、疏散通道着火区排烟：将火灾发生的烟气排到室外，降低着火区的压力，不使烟气流向非着火区，以利于着火区的人员疏散及救火人员的扑救。疏散通道排烟：排除可能侵入的烟气，保证疏散通道无烟或少烟，利于人员安全疏散及救火人员的通行。2.排烟系统11.2自然排烟

11.2.1自然排烟方式自然排烟：利用热烟气产生的浮力、热压或其他自然作用力使烟气排出室外。方式：(1)利用外窗或专设的排烟口排烟；(2)利用竖井排烟。11.2.2自然排烟设计条件《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)规定：(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：①防烟楼梯间每五层内可开启外窗总面积之和不小于2m2；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2m2,合用前室不应小于3m2；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%；④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%。11.2.3自然排烟设计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。2.自然排烟设计应考虑的几点1)尽可能利用不同朝向开启外窗来排除前室的烟气。2)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。3)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。4)内走廊排烟窗口应尽量设在两个不同的朝向上。11.3机械排烟

11.3.1机械排烟方式

分类：局部排烟、集中排烟。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。11.3.2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，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。

11.3.4机械排烟系统的设计1.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，不过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。11.3.4机械排烟系统的设计

2.系统组成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。介绍在高层建筑常见部位的机械排风系统划分案。内走道的机械排烟系统

多个房间(或防烟分区)的机械排烟系统（排烟风口是常闭型，每层的水平风管不得跨越防火分区？）排烟风机风量确定的问题？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；走道的排烟口与防烟楼梯的疏散口的距离无关，但排烟口应尽量布置在人流疏散方向相反的位置。3)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以上高度的墙面上。4)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，如图11.13。5)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㎡。6)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。7)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0.8～1.5m；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1)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。2)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。3)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。当某个排烟系统各个排烟口风量都小于3600m3/h时，其排烟总管可按7200m3/h计算，其余各支管的风量均按各自担负的风量计算。4)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；排烟风道穿过挡烟墙时，风道与挡烟墙之间的空隙，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；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。5)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。11.3.5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.中庭机械排烟量中庭机械排烟量按其容积的换气次数确定。1)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。2)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。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，补风量不宜小于排烟量的50%。11.4加压防烟送风系统11.4.1加压送风系统的设置及方式1.加压送风系统的设置根据现行《高层民用建筑设计防火规范(GB50045—95)2001年版》规定，高层建筑如下部位应设机械加压送风的防护措施：1)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。2)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3)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。4)封闭避难层。2.加压送风系统的方式P263

11.5防排烟系统的设备部件防排烟系统装置设备和部件均应在发生火灾时运行和起作用，因此产品必须经过公安消防监督部门的认可并颁发消防生产许可证方能有效。防排烟系统的设备及部件主要包括防火阀、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。11.5.1防火、防排烟阀口的分类类别名称性能及用途防火类防火阀70○C温度熔断器自动关闭(防火)，可输出联动讯号，用于通风空调系统风管内，防止火势沿风管蔓延防烟防火阀靠烟感控制器控制动作，用电讯号通过电磁铁关闭(防烟)，还可用70○C温度熔断器自动关闭(防火)，用于通风空调系统风管内，防止火势蔓延防烟类加压送风口靠烟感器控制，电讯号开启，也可手动(或远距离缆绳)开启，可设280○C温度熔断器重新关闭装置，输出动作电讯号，联动送风机开启。用于加压送风系统的风口，起赶烟、防烟作用排烟类排烟阀电讯号开启或手动开启，输出开启电讯号或联动排烟机开启，用于排烟系统风管上排烟防火阀电讯号开启，手动开启，280○C靠温度熔断器重新关闭，输出动作电讯号，用于排烟风机吸入口处管道上排烟口电讯号开启，手动(或远距离缆绳)开启，输出电讯号联动排烟机，用于排烟房间的顶棚或墙壁上。可设280○C时重新关闭装置排烟窗靠烟感控制器控制动作，电讯号开启，还可用缆绳手动开启，用于自然排烟处的外墙上11.5.2压差自动调节阀压差自动调节阀由调节板、压差传感器、调节执行机构等装置组成，其作用是对需要保持正压值的部位进行送风量的自动调节，同时在保证一定正压值的条件下防止正压值超压而进行泄压。11.5.3余压阀为了保证防烟楼梯间及其前室，消防电梯前室和合用前室的正压值，防止正压值过大而导致门难以推开，根据设计的需要有的在楼梯间与前室、前室与走道之间设置余压阀。余压阀外形如图所示。11.5.4自垂式百叶风口风口竖直安装在墙面上，平常情况下，靠风口百叶的自重自然下垂，隔绝在冬季供暖时楼梯间内的热空气在热压作用下上升而通过上部送风管和送风机逸出室外。当发生火灾进行机械加压送风时，气流将百叶吹开而送风。自垂式百叶风口结构如图11.16。11.5.5排烟风机排烟风机主要有离心风机和轴流风机，还有自带电源的专用排烟风机。排烟风机应有备用电源，并应有自动切换装置；排烟风机应耐热，变形小。使其在排送280℃烟气时连续工作30min仍能达到设计要求。离心风机在耐热性能与变形等方面比轴流风机优越。经有关部门试验表明，在排送280℃烟气时，连续工作30min是完全可行的。其不足之处是风机体形较大，占地面积大。用轴流风机排烟，其电动机装置应安装在风管外，或者采用冷却轴承的装置，目前国内已经生产专用排烟轴流风机，其设置方便，占地面积小。利用蓄电池为电源的专用排烟风机，其蓄电池的容量应能使排烟风机连续运行30min，对自带发电机的排烟风机，应对其风机房设有能排除余热的全面通风系统。11.6通风空调系统与防排烟系统的兼用11.6.1通风空调系统与防排烟系统兼用的优点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。兼用将提高建筑物的有效利用率和提高空间净高。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，诸如防排烟阀门易熔片脱落，