建筑防排烟系统设计研讨

建筑防排烟系统设计杂谈中国建筑设计研究院徐稳龙11月建筑防排烟系统设计研讨第1页目录建筑防火系统简述防排烟系统任务工程设计做法讨论建筑防排烟系统设计研讨第2页

1建筑防火系统简述建筑防排烟系统设计研讨第3页建筑防火系统简述基本概念火灾危险性类别主要针对厂（库）房，分别分为五类，由生产中使用或产生物质（储存物品）性质和数量决定建筑耐火等级厂（库）房建筑耐火等级分为四级，民用建筑耐火等级也分为四级，二者略有不一样。不一样耐火等级要求建筑构件燃烧性能与耐火极限不一样高层建筑类别高层建筑依据使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度分为一类和二类高层建筑,一类高层建筑耐火等级为一级，二类高层建筑耐火等级不低于二级建筑防排烟系统设计研讨第4页建筑防火系统简述基本概念建筑构件耐火极限建筑构件耐火极限是指在标准耐火试验条件下，建筑构件从受到火作用时起到失去稳定性、完整性或隔热性时止时间长度，用小时表示防火间距防火间距是指预防发生火灾建筑辐射热在一定时间内引燃相邻建筑或构筑物，且便于消防扑救间隔距离。防火墙防火墙应为非燃烧体，能在火灾早期和火灾扑救过程中将火灾有效阻隔在防火墙一侧。建筑防排烟系统设计研讨第5页建筑防火系统简述基本概念防火门能共同为开口部位提供一定程度防火保护门扇、门樘、五金及其它配件组合。防火门用于需要经常开启含有一定耐火性能分隔体上，如防烟楼梯间、防烟前室人员疏散口，空调机房、锅炉房等火灾危险性大房间人员及设备出入口，管道竖井隔墙上检修口防火分区建筑内部采取防火墙、耐火楼板及其它防火分隔设施分隔而成，能在一定时间内预防火灾向建筑内其余部分蔓延局部空间建筑防排烟系统设计研讨第6页建筑防火系统简述基本概念防烟分区在建筑内部屋顶、顶板或吊顶下采取含有挡烟功效构配件进行分隔而形成，含有一定蓄烟能力空间封闭楼梯间用建筑构配件分隔，能预防烟和热气进入楼梯间防烟楼梯间在楼梯间入口处设有防烟前室，或设有专供排烟用阳台、凹廊等，且通向前室和楼梯间门均为乙级防火门楼梯间建筑防排烟系统设计研讨第7页建筑防火系统简述基本概念储烟仓在排烟空间建筑顶部由挡烟垂壁、梁、隔墙等形成用于积聚烟气空间清楚高度设计烟层底部至室内地平面高度，与层高相关烟缕质量流量设计烟层底部至室内地平面高度，与火灾释热量、建筑空间高度、烟缕类型相关临界排烟量每个排烟口允许排出最大排烟量，与风口位置、烟层厚度、环境温度及烟气温度与环境温度温差相关建筑防排烟系统设计研讨第8页建筑防火系统简述建筑防火系统组成火灾前预防预防办法包含依据建筑火灾危险性类别、主要性、疏散与扑救难度等原因确定其耐火等级、耐火结构，划分防火分区，设置疏散路径与避难空间，确定防火间距，布置消防车道等火灾时办法火灾时办法包含火灾自动报警、自动灭火、防排烟、室内外消火栓、室内灭火器等。建筑防排烟系统设计研讨第9页

2防排烟系统任务建筑防排烟系统设计研讨第10页防排烟系统任务防排烟系统属于火灾时办法首要任务—确保人员疏散火灾区域水平疏散通道垂直通道避难区域其它任务火灾救援火灾扑救不破坏火灾预防系统完整性建筑防排烟系统设计研讨第11页防排烟系统任务保障办法产生烟气区域—排烟房间、疏散通道等不产生烟气区域—防烟

防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室、避难区等保障条件单点火灾火灾早期一定时间建筑防排烟系统设计研讨第12页

3工程设计做法讨论建筑防排烟系统设计研讨第13页工程设计做法讨论防烟分区划分问题

规范要求：“每个防烟分区建筑面积不宜超出500m2”

问题：防烟分区面积划分得很小合理吗？错误做法：有些工程设计人员为了减小排烟系统风量，在设计大空间如大型商场排烟系统时，将排烟分区划分得很小，更为经典是设计地下车库排烟系统时把突出楼板下高度超出500mm结构梁当做挡烟垂壁，划分出数量众多防烟分区。错误原因：烟气产生量与火灾热释放量相关，过小防烟分区其储烟仓容积不能容纳火灾产生烟气量，必定会产生烟气蔓延，挡烟垂壁已经失去了防烟分区作用。

建筑防排烟系统设计研讨第14页工程设计做法讨论防烟分区划分问题提议做法：按性能化设计方法计算排烟量。对于一定使用功效房间，能够确定其火灾热释放量，依据建筑层高、清楚高度等条件能够计算烟气产生量和需要排烟量。

从便于工程设计角度，能够按常规条件计算出惯用功效区域排烟量，将其要求为最小排烟量，依据最小排烟量套用单位地板面积排烟量指标反过来确定最小排烟分区面积。

建筑防排烟系统设计研讨第15页工程设计做法讨论排烟风管穿越防火分区问题

规范要求：“通风、空调系统风管道穿越防火分区等处应设置防火阀。”

问题：排烟风管穿越防火分区怎样处理分析需求：风管道设置防火阀目标是确保建筑被动防火系统完整有效。按当前国内执行《通风与空调工程施工及验收规范》要求排烟风管制作材料，排烟风管耐火时间不能满足要求，在管道穿越防火分区等处应采取办法。处理方案一：设置防火阀，但增设防火阀会增加其误动作造成排烟系统故障风险。

建筑防排烟系统设计研讨第16页工程设计做法讨论排烟风管穿越防火分区问题处理方案二：采取耐火极限符合一定要求排烟风管。如右图所表示。风管耐火时间：穿越普通防火分区，风管耐火时间1.5h。（与防火阀耐火时间相当）

穿越前室、楼梯间等主要场所，风管耐火时间2h。

建筑防排烟系统设计研讨第17页工程设计做法讨论排烟风机设置场所问题

规范要求：高规“排烟风机应确保在280℃时能连续工作30min”

低规“排烟风机应能在280℃环境条件下连续工作不少于30min”

问题：要求不清楚，280℃是指经过风机烟气温度还是风机所处环境温度？风机耐火极限：现行行业标准《消防排烟风机耐高温试验方法》GA211-进行风机内部耐受高温气流试验。说明风机不具备耐受外部烟火侵袭能力。常见错误做法：大空间排烟风机、汽车库排风兼排烟风机等，为了不占用机房面积，直接吊装在未采取保护办法室内空间内，排烟风机直接收烟火威胁。

建筑防排烟系统设计研讨第18页工程设计做法讨论排烟风机设置场所问题

正确做法：

方法一：设置排烟风机房

方法二：对直接设于室内空间内排烟风机采取保护办法，将风机设置在用含有一定耐火时间材料围合专用空间内。采取此方法时要考虑两个原因：一个是要能够打开围合空间以满足风机检修要求，一个是需要引入冷却风风机要从室外或其它防烟分区引入冷却风。

与消防相关风机如加压送风机、排烟补风机等均应得到防护，确保发生火灾时在要求时间内正常运行。

建筑防排烟系统设计研讨第19页工程设计做法讨论地下室排烟问题

规范要求：“地下室不具备自然排烟条件房间总面积大于200m2应设机械排烟”

问题：怎样排烟做法：在疏散走道和面积大于50m2房间设置机械排烟口，其它房间不设置排烟口。排烟量应取最大面积房间按照火灾模型或按全部房间面积60m3/m2计算确定。理由：面积小于50m2房间人员疏散距离短、人员数量少、疏散速度快，在发生火灾时有充分时间逃生，无须设置排烟口。不设置排烟口房间，其烟气可经过房间门洞溢出到走道，由走道排烟口排出。

建筑防排烟系统设计研讨第20页工程设计做法讨论排烟方式问题

规范要求：“排烟口距防烟分区内最远点水平距离不应大于30m”

问题：部分区域排烟距离满足自然排烟要求防烟分区怎么办？做法：重新划分防烟分区或全部机械排烟。理由：规范中自然排烟一节未明确要求排烟距离，不过从烟气流动角度而言，机械排烟强制流动通常比自然排烟效果好，能够了解为自然排烟距离不应该大于机械排烟距离。当自然排烟窗口距防烟分区内最远点30m时，已经不能确保排烟效果，必须采取办法。标准是确保同一防烟分区内采取相同排烟方式。

建筑防排烟系统设计研讨第21页工程设计做法讨论排烟方式问题

例一：长度超出30m且仅一端有可开启外窗内走道

错误做法：不设置防烟分区，距外窗30m以内区域自然排烟，距外窗30m以外机械排烟。原因：当机械排烟系统开启时，自然排烟窗不能排烟，造成走道排烟量不足，不能确保人员疏散需要清楚高度。提议做法：因为走道排烟量相对小，比较简单做法是整个走道都采取机械排烟方式。

建筑防排烟系统设计研讨第22页工程设计做法讨论排烟方式问题

例二：进深超出30m大空间区域（比如商场）

错误做法：同一防烟分区内，距外窗30m以内区域自然排烟，距外窗30m以外机械排烟。原因：当机械排烟系统开启时，自然排烟窗不能排烟，造成防烟分区排烟量不足，不能及时排除烟气。提议做法：因为全部采取机械排烟方式会大幅增加排烟量，宜按自然排烟区域和机械排烟区域划分防烟分区，并分别按要求设置排烟设施。

建筑防排烟系统设计研讨第23页工程设计做法讨论自然排烟外窗

规范要求：“可开启外窗面积”

问题：怎样计算可开启外窗面积？错误做法：直接把窗洞口面积作为可开启外窗面积。要求：暖通工程师要了解窗户开启方式、开口面积，要掌握各种类型排烟窗有效排烟面积计算方法。

建筑防排烟系统设计研讨第24页工程设计做法讨论自然排烟外窗

Fp=Fc•Sinα

旋窗按水平投影面积计算

侧推窗按垂直投影面积计算

顶升窗按二分之一周长乘顶升高度计算

侧墙顶开窗按窗洞宽度乘顶出距离计算

顶升窗、顶开窗计算排烟面积不得大于窗洞面积

上旋窗不能作为排烟窗

中旋窗转轴以下开口面积不计入有效排烟面积

建筑防排烟系统设计研讨第25页工程设计做法讨论加压送风量计算

规范要求：“按计算确定并大于规范要求值”

问题：怎样计算，应考虑哪些原因？

思绪：

（1）基础计算方法：缝隙渗透风量计算和门洞风速风量计算（2）系统风量计算：按楼梯间门窗设置情况、前室加压系统控制方式进行计算

楼梯间加压系统，系统总风量是按要求开启门数量计算经过门洞风量与其它门窗缝隙渗透风量之和，尤其注意对有可开启窗户楼梯间要计算窗缝渗透风量。前室加压系统，系统总风量是按火灾时开启一个防火门计算经过门洞风量与其它常闭风阀泄漏风量之和。

建筑防排烟系统设计研讨第26页工程设计做法讨论加压送风量计算计算案例：某商务大厦防烟楼梯间16层，每层楼梯间至适用前室门为单扇1.0m×2.0m，楼梯间送风口为常开风口；适用前室至走道门单扇1.0m×2.0m，适用前室送风口为常闭风口，火灾时开启着火层适用前室送风口；消防电梯门为1.2mX2.1m。火灾时楼梯间压力为50Pa，适用前室为25Pa。楼梯间机械加压送风量计算1）经过开启防火门风量L1每层开启门面积Ak＝1.0×2.0=2.0m2

门洞断面风速v取0.7m/s；

开启门数量N=2；L1=2.0×0.7×2=

2.8m3/s建筑防排烟系统设计研讨第27页工程设计做法讨论加压送风量计算计算案例：2）经过其它防火门门缝泄漏风量L2

取门缝宽度为0.004m，则:

每层疏散门有效漏风面积Af=（1.0+2.0)×2×0.004=0.024m2

楼梯间相对于适用前室压力差△P=50-25=25Pa

漏风门数量N=（16-2）=14L2=0.827×0.024×251/2×1.25×14

=1.74m3/s3）楼梯间加压送风系统风量LL=1.15×（L1+L2）=5.22m3/s（18796m3/h）建筑防排烟系统设计研讨第28页工程设计做法讨论加压送风量计算计算案例：适用前室加压送风量计算1）保持开启防火门门洞处风速所需送风量L1：

每层开启门总断面积Ak＝1.0×2.0=2.0m2；

门洞断面风速v取0.7m/s；开启门数量N=1；L1=2.0×0.7×1=

1.4m3/s2）送风阀门总漏风量L2：

漏风阀门数量N＝15，每层送风阀门面积为AF=0.9m2

则：L2=0.083×0.9×15=1.12m3/s3）前室加压送风系统风量L：L=1.15×（L1+L2）=2.9m3/s（10433m3/h）

建筑防排烟系统设计研讨第29页工程设计做法讨论压差控制

规范要求：“前室相对于室内走道有一定压差（25~30Pa），且在前室门开启时保持门洞口风速大于0.7m/s”

问题：

（1）开门与关门时需要风量相差很大，怎样同时满足开门时风量要求和关门时压差要求？（2）送风位置不一样造成管道阻力改变很大,实际送风量与设计送风量相差很大,怎样消除不利影响?

建筑防排烟系统设计研讨第30页工程设计做法讨论压差控制案例分析：以一个25层、层高4米建筑前室加压送风系统为例，防火门为2mX1m，防火门关闭时保持25Pa压差需要送风量约为450m3/h，保持门洞开启时0.7m/s风速需要送风量约为5040m3/h；采取金属风管，风速17.5m/s；送风机设于首层。为简化分析，不考虑管道、不开启加压送风阀漏风量。为了满足25层防火门开启时门洞风速要求，风机风量应取5040m3/h；立管直管段阻力500Pa，其它干管、支管阻力112.5Pa，进风口、出风口、弯头、三通、阀门等当量总阻力系数取2.0，局部阻力为367.5Pa，风机计算压头应为980Pa。

建筑防排烟系统设计研讨第31页工程设计做法讨论压差控制案例分析：选择4-72-4A离心风机，转速2340rpm，额定工作点风量5040m3/h、全压980Pa。（1）当送至25层且防火门开启时，风机工作在额定工况点，风量满足保持门洞风速要求。（2）当送至25层且防火门关闭时，风量约2700m3/h，门两侧压差高达1435Pa，显然不符合要求。

建筑防排烟系统设计研讨第32页工程设计做法讨论压差控制案例分析：（3）当送至首层且防火门开启时，风机风量大于额定风量，门洞风速约0.9m/s，符合门洞风速要求。（4）当送至首层且防火门关闭时，风量及门两侧压差与送至25层且门关闭基本相同，显然不符合要求。

建筑防排烟系统设计研讨第33页工程设计做法讨论压差控制案例分析结论：（1）门关闭状态时送风量大大高于要求值。（2）门开启状态送风距离远近对送风量有显著影响。可选择应对办法：（1）在前室通往室内走道隔墙上设置余压阀（2）监控前室与走道间压差，调整风机转速（3）监控送风总管压力，调整风机转速（4）监控送风总管压力，调整旁通阀开度……

建筑防排烟系统设计研讨第34页工程设计做法讨论压差控制第一项办法实施简便、响应快速、可靠性高，推荐采取二、三、四项办法相对复杂、压力检测困难（尤其是检测前室与室内走道之间压差）、反应稍慢（尤其是采取旁通风阀调整），不提议采取还要注意选择风量——压头曲线陡风机，预防送风至近端前室且防火门开启时风量过大，。

建筑防排烟系统设计研讨第35页工程设计做法讨论加压送风机及进风口位置

规范要求：“加压送风机新风入口不受烟、火威胁”

实际工程做法：将加压送风机设置于建筑屋顶风机房内或设置于屋面上，新风入口位于建筑屋顶上。

存在问题：有火灾案例表明，在建筑发生火灾时，烟气包围了整个建筑，自然浮升到屋顶，设置于屋顶加压送风机进风口淹没在烟气之中，送往楼梯间、前室是烟气。

正确做法：将加压送风机设于建筑底部。对于需要分段加压建筑，也应将加压送风机或其