《建筑防排烟工程》 课件 4建筑防烟系统设计

4建筑防烟系统设计第四章建筑防排烟系统设计4.1防烟系统的设置部位4.1.1自然通风系统的选择4.1.2机械加压送风系统的选择 4.2防烟系统设施4.2.1自然通风设施4.2.2机械加压送风设施4.3机械加压送风量计算4.3.1查表法4.3.2计算法4.4防烟系统设计要求4.4.1自然通风设计要求4.4.2机械加压送风系统设计要求4.4.3机械加压送风系统设施设计要求4.5防烟系统运行与控制4.5.1运行方式4.5.2余压阀的设定4.5.3余压值的设定4.1防烟系统的设置部位防烟系统定义：通过采用自然通风方式，防止火灾烟气在楼梯间、前室、避难层（间）等空间内积聚，或通过采用机械加压送风方式阻止火灾烟气侵入楼梯间、前室、避难层（间）等空间的系统。防烟系统分类：自然通风系统机械加压送风系统4.1防烟系统的设置部位防烟系统设置部位：防烟楼梯间及其前室消防电梯间前室或合用前室避难走道的前室避难层（间）4.1防烟系统的设置部位公共建筑、厂房、仓库建筑高度≤50m，住宅建筑高度≤100m，当其防烟楼梯间的前室或合用前室符合下列条件之一时，楼梯间可不设防烟系统：前室或合用前室采用敞开的阳台、凹廊前室或合用前室具有不同朝向的可开启外窗，且独立前室两个外窗面积分别不小于2.0m2，合用前室两个外窗面积分别不小于3.0m24.1.1自然通风系统的选择自然通风系统是以热压和风压作用的、不消耗机械动力的、经济的通风方式。受风压影响大。适用范围：建筑高度≤50m的公共建筑、工业建筑

和

建筑高度≤100m的住宅建筑，其防烟楼梯间、独立前室、共用前室、合用前室（除共用前室与消防电梯前室合用外）及消防电梯前室封闭楼梯间（靠外墙设置）：①地下仅为一层，且地下最底层的地坪与室外出入口地坪高度差小于10m；首层有直接开向室外的门或有≥1.2m2的可开启外窗。②封闭楼梯间地上每五层内可开启外窗的有效面积≥2m2，且楼梯间最高部位设有有效面积≥1m2的可开启外窗、百叶窗或开口。4.1.1自然通风系统的选择适用范围：当地下、半地下建筑（室）的封闭楼梯间不与地上楼梯间共用且地下仅为一层时，首层设置有效面积≥1.2m2的可开启外窗或直通室外的疏散门4.1.2机械加压送风系统的选择机械加压送风系统通过对防烟区域吹送空气，从而在此区域内形成一定的正压值以阻止通过门窗缝隙漏进烟气，或通过打开的门洞形成一股阻止烟气流入的气流。适用范围：建筑高度＞50m的公共建筑、工业建筑

和

建筑高度＞100m的住宅建筑，其防烟楼梯间、独立前室、共用前室、合用前室及消防电梯前室建筑高度≤50m的公共建筑、工业建筑

和

建筑高度≤100m的住宅建筑，其防烟楼梯间、独立前室、共用前室、合用前室（除共用前室与消防电梯前室合用外）及消防电梯前室不能设置自然通风系统时，应采用机械加压送风系统。4.1.2机械加压送风系统的选择建筑高度≤50m的公共建筑、工业建筑

和

建筑高度≤100m的住宅建筑，裙房高度以上部分利用可开启外窗进行自然通风，裙房高度范围内不具备自然通风系统适用范围：建筑地下部分的防烟楼梯间前室及消防电梯前室，当无自然通风条件或自然通风不符合要求时4.1.2机械加压送风系统的选择适用范围：防烟楼梯间及其前室设置机械加压送风系统时：建筑高度≤50m的公共建筑、工业建筑

和

建筑高度≤100m的住宅建筑，当采用独立前室且其仅有一个门与走道或房间相通时，可仅在楼梯间设置机械加压送风系统；当独立前室有多个门时，楼梯间、独立前室应分别独立设置机械加压送风系统。当采用合用前室时，楼梯间、合用前室应分别独立设置机械加压送风系统。当采用剪刀楼梯时，其两个楼梯间及其前室的机械加压送风系统应分别独立设置。4.1.2机械加压送风系统的选择适用范围：封闭楼梯间不能满足自然通风条件的避难走道应在其前室及避难走道分别设置机械加压送风系统，但避难走道一端设置安全出口且总长度＜30m或避难走道两端设置安全出口且总长度＜60m时可仅在前室设置机械加压送风系统4.2防烟系统设施机械加压送风系统空气流程吸、送、漏、排①向楼梯间及其前室、避难层（间）、避难走道送风，形成正压区；②正压区中空气通过正压区与非正压区之间的关闭门的缝隙、围护结构的缝隙或开启的门窗项非正压区泄漏或排泄；③泄漏出去的空气通过外窗或专设排气口排出室外。送风机轴流式风机：气流与风叶的轴同方向的风机。离心式风机：根据动能转换为势能的原理，当电动机转动时，高速旋转的叶轮将空气加速，甩出后汇集在机壳中，由于速度慢、压力高（即使动能转换成势能），空气便从通风机出口排出流入管道。当叶轮中的空气被排出后，就形成了负压，吸气口外面的空气在大气压作用下又被压入叶轮中。送风机、送风管道或送风井、送风口、联动控制装置、余压（泄压）控制装置4.2.2机械加压送风设施：送风管道常用的加压风道是金属制成的，如镀锌钢板，也有分采用非金属材料的风道（管），如酚醛复合风管、镁板风管、无机玻璃钢风管等加压送风口加压送风口的主要组成部件有阀体、阀片和栅格面板。启动由其所在防火分区内的两只独立的火灾探测器或一只火灾探测器与一只手动火灾报警按钮的报警信号联动触发。4.2.2机械加压送风设施：余压阀余压阀是为了维持一定的加压空间静压、实现其正压的无能耗自动控制而设置的设备。单向开启的风量调节装置，按静压差来调整开启度，用重锤的位置来平衡风压。4.3机械加压送风量计算机械加压送风系统计算风量是由计算法和查表法相结合确定。同时充分考虑实际工程中由于风管（道）的漏风与风机制造标准中允许风量的偏差等各种风量损耗的影响。4.3.1查表法防烟楼梯间、独立前室、共用前室、合用前室和消防电梯前室的机械加压送风的计算风量应由计算确定。当系统负担建筑高度大于24m时，防烟楼梯间、独立前室、合用前室和消防电梯前室应按计算值与表4-2~表4-5的值中的较大值确定。4.3.1查表法系统负担高度h（m）加压送风量（m3/h）

24<h≤50

35400～3690050<h≤100

37100～40200表3.4.2-1消防电梯前室加压送风的计算风量系统负担高度h（m）加压送风量（m3/h）

24<h≤50

40400～4470050<h≤100

45000～48600表3.4.2-2楼梯间自然通风，独立前室、合用前室加压送风的计算风量系统负担高度h（m）

加压送风量（m3/h）

24<h≤50

36100～3920050<h≤100

39200～45800表3.4.2-3前室不送风，封闭楼梯间、防烟楼梯间加压送风的计算风量4.3.1查表法剪刀楼梯间和共用前室

由于疏散门的配置数量与面积会比较复杂，机械加压送风量应采用计算方法进行，也不再提供简单的表格风量进行比对选用。表3.4.2-4防烟楼梯间及独立前室、合用前室分别加压送风的计算风量系统负担高度h（m）

送风部位加压送风量（m3/h）

24<h≤50

楼梯间25300～27500独立前室、合用前室24800～2580050<h≤100

楼梯间27800~32200独立前室、合用前室26000~28100注：1.表4-2至表4-5的风量按开启1个2m×1.6m的双扇门确定。当采用单扇门时，其风量可乘以系数0.75计算；2.表中风量按开启着火层及其上下两层，共开启三层的风量计算；3.表中风量的选取应按建筑高度或层数、风道材料、防火门漏风量等因素综合确定。4.3.2计算法机械加压送风系统的工作状态分为两种情况：疏散门关闭：通过维持楼梯间或前室的一定正压，使得门缝处形成向外的气流以阻止烟气渗入门缝，可称为压差法；门打开：送入的风量通过疏散门向外流动，形成具有足够高流速可以阻止烟气侵入的气流，可称为风速法。机械加压送风系统送风机的送风量=门开启时规定风速值所需的送风量

+其他门漏风总量+未开启常闭送风阀漏风总量4.3.2计算法楼梯间常开风口，机械加压送风量按照楼层的设计开启门数时，其门洞达到规定风速值所需的送风量和其他门漏风总量之和计算。前室常闭风口，机械加压送风量按照其门洞达到规定风速值所需的送风量以及未开启常闭送风阀漏风总量之和计算。式中：Lj——楼梯间的机械加压送风量；Ls——前室的机械加压送风量；L1——门开启时，达到规定风速值所需的送风量（m3/s）；L2——门开启时，规定风速值下，其他门缝漏风总量（m3/s）；L3——未开启的常闭送风阀的漏风总量（m3/s）4.3.2计算法L1和L2的计算法为风速法和压差法1）风速法当楼梯间和前室之间的门或前室和走廊之间的门开启时，保持门洞处风速所需的加压送风量计算

式中：L1——开启着火层疏散门时为保持门洞处风速所需的送风量（m3/s）；

Ak——一层内开启门的总断面积（m2），对于住宅电梯前室，可按一个门的面积取值；

v——门洞断面风速（m/s），取0.7～1.2；当楼梯间和独立前室、共用前室、合用前室均机械加压送风时，通向楼梯间和前室疏散门洞断面风速均不应小于0.7m/s;当楼梯间机械加压送风、只有一个开启门的独立前室不送风时，通向楼梯间疏散门洞断面风速不应小于1.0m/s;当消防电梯前室机械加压送风时，通向消防电梯前室门洞断面风速不应小于1.0m/s;当独立前室、共用前室或合用前室机械加压送风而楼梯间采用可开启外窗的自然通风系统时，通向前室疏散门洞风速不应小于0.6(Al/Ag+1)(m/s);Al为楼梯间疏散门的总面积(m2);Ag为前室疏散门的总面积(m2)。4.3.2计算法1）风速法当楼梯间和前室之间的门或前室和走廊之间的门开启时，保持门洞处风速所需的加压送风量计算

式中：N1——设计疏散门开启的楼层数量；楼梯间：采用常开风口，当地上楼梯间为24m以下时，设计2层内的疏散门开启，取2；当地上楼梯间为24m及以上时，设计3层内的疏散门开启，取3；当为地下楼梯间时，设计1层内的疏散门开启，取1。前室：采用常闭风口，取3。4.3.2计算法2）压差法着火层疏散门开启，规定风速值下，其他门漏风总量的计算，即保持加压部位一定的正压值所需的加压送风量计算

式中L2——保持加压部位一定的正压值所需的送风量（m3/s）；

A

——每个电梯门或疏散门的有效漏风面积（m2），疏散门的门缝宽度取0.002m~0.004m；△P

——压力差（Pa）；当开启门洞处风速为0.7m/s时，取△P=6.0Pa;当开启门洞处风速为1.0m/s时，取△P=12.0Pa;当开启门洞处风速为1.2m/s时，取△P=17.0Pa。

n——指数，一般取2；1.25——不严密处附加系数

N2——漏风门的数量，楼梯间采用常开风口，=加压楼梯间的总门数-N1楼层数上的总门数。4.3.2计算法前室未开启的常闭送风阀的漏风总量计算式中：0.083——阀门单位面积的漏风量[m3/(s·m2)];Af——单个送风阀门的面积(m2);N3——漏风阀门的数量：前室采用常闭风口取N3=楼层数-3，因为前室机械加压送风系统是按开启着火层及其上下层共三层的方式工作的。机械加压送风系统的设计风量不应小于计算风量的1.2倍。4.3.2计算法（1）楼梯间机械加压送风、前室不送风情况。例：某商务大厦办公防烟楼梯间13层、高48.1m，每层楼梯间1个双扇门1.6m×2.0m，楼梯间的送风口均为常开风口；前室也是1个双扇门1.6m×2.0m。试给出该机械加压送风系统的设计送风量。1）开启着火层疏散门时为保持门洞处风速所需的送风量L1确定：开启门的截面面积Ak＝1.6×2.0＝3.2（㎡）；门洞断面风速取ν＝1.0m/s；常开风口，开启门的数量N1＝3；L1＝AkνN1＝3.2×1×3＝9.60（m³/s）

4.3.2计算法2）对于楼梯间，保持加压部位一定的正压值所需的送风量L2确定：取门缝宽度为0.004m，每层疏散门的有效漏风面积A＝（2×3＋1.6×2）×0.004＝0.0368（㎡）；门开启时的压力差取△P＝12Pa；漏风门的数量N2＝13－3＝10；楼梯间的机械加压送风量：Lj＝L1＋L2＝9.6＋1.32＝10.92m³/s＝39312（m³/h）设计风量不应小于计算风量的1.2倍，因此设计风量不应小于39312×1.2＝47174.4（m³/h）。因为该商务大厦办公高48.1m大于24m时，所以应按计算值与查表法中较大值确定。查表4-4知该机械加压送风系统的风量在36100~39200m3/h，计算值略大于表中的数据，所以应以计算值为准。4.3.2计算法（2）楼梯间机械加压送风、合用前室机械加压送风情况。例：某商务大厦办公防烟楼梯间16层、高48m，每层楼梯间至合用前室的门为双扇1.6m×2.0m，楼梯间的送风口均为常开风口；合用前室至走道的门为双扇1.6m×2.0m，合用前室的送风口为常闭风口，火灾时开启着火层合用前室的送风口。火灾时楼梯间压力为50Pa，合用前室为25Pa。1）楼梯间机械加压送风量计算：对于楼梯间，开启着火层楼梯间疏散门时为保持门洞处风速所需的送风量L1确定：每层开启门的总断面积Ak＝1.6×2.0＝3.2（㎡）；门洞断面风速ν取0.7m／s；常开风口，开启门的数量N1＝3；4.3.2计算法L1＝AkνN1＝3.2×0.7×3＝6.72（m³/s）保持加压部位一定的正压值所需的送风量L2确定：取门缝宽度为0.004m，每层疏散门的有效漏风面积A＝（1.6＋2.0）×2×0.004＋0.004×2＝0.0368（㎡）；门开启时的压力差△P＝6Pa；漏风门的数量N2＝13；

楼梯间的机械加压送风量：Lj＝L1＋L2＝6.72＋1.21＝7.93m³/s＝28548（m³/h）设计风量不应小于计算风量的1.2倍，因此设计风量不小于28548×1.2＝34257.6（m³/h）。按照表4-5中的数据，该机械加压送风系统的风量在25300~27500m3/h，计算值略大于表中的数据，所以应以计算值34257.6m³/h为准。

2）合用前室机械加压送风量计算：对于合用前室，开启着火层楼梯间疏散门时，为保持走廊开向前室门洞处风速所需的送风量L1确定：每层开启门的总断面积Ak＝1.6×2＝3.2（㎡）；门洞断面风速ν取0.7m/s；常闭风口，开启门的数量N1＝3；L1＝AkνN1＝3.2×0.7×3＝6.72（m³/s）送风阀门的总漏风量L3确定：常闭风口，漏风阀门的数量N3＝13；每层送风阀门的面积为Af＝0.9㎡；L3＝0.083AfN3＝0.083×13×0.9＝0.97（m³/s）当楼梯间至合用前室的门和合用前室至走道的门同时开启时，机械加压送风量为：Ls＝L1＋L3＝6.72＋0.97＝7.69m³/s＝27684（m³/h）设计风量不应小于计算风量1.2倍27684×1.2＝33220.8（m³/h）。按照表4-4中的数据，该机械加压送风系统的风量在24800~25800m3/h，计算值略大于表中的数据，所以应以计算值为准。4.3.2计算法封闭避难层（间）和避难走道的机械加压送风量应按避难层（间）、避难走道的净面积每平方不少于30m3/h计算。避难走道前室的送风量应按直接开向前室的疏散门的总断面积乘以1.0m/s门洞断面风速计算。例4-3某超高层的避难层净面积为1200m2。试设计该避难层的机械加压送风量。解：机械加压计算风量：

L=1200×30=36000（m3/h）

设计风量不应小于计算风量的1.2倍，因此设计风量不小于36000×1.2=43200m3/h。4.4防烟系统设计要求

4.4.1自然通风系统设计要求1.楼梯间自然通风系统设置采用自然通风方式的封闭楼梯间、防烟楼梯间，应在最高部位设置面积不小于1.0m2的可开启外窗或开口；当建筑高度＞10m时，还应在楼梯间外墙上每5层内设置总面积≥2.0m2的可开启外窗或开口，且布置间隔不大于3层。2.前室自然通风系统设置前室采用自然通风方式时，独立前室、消防电梯前室可开启外窗或开口的面积不应小于2.0m2，共用前室、合用前室不应小于3.0m2。3.避难层自然通风系统设置采用自然通风方式的避难层（间）应设有不同朝向的可开启外窗，其有效面积不应小于该避难层（间）地面面积的2%，且每个朝向的面积不应小于2.0m2。4.4.1自然通风系统设计要求4.可开启外窗要求。可开启外窗应方便直接开启，设置在高处不便于直接开启的可开启外窗应在距地面高度为1.3m〜1.5m的位置设置手动开启装置。4.4.2机械加压送风系统设计要求一般情况下采用机械加压送风系统的防烟楼梯间及其前室应分别设置送风井（管）道、送风口（阀）和送风机。建筑高度＞100m的建筑，其机械加压送风系统应竖向分段独立设置，且每段高度≤100m。如果不分段而采用一个加压系统时，容易造成楼梯间内压力分布不均匀，可能造成局部压力过高，影响疏散门的打开，给人员疏散造成障碍；或局部压力过低，不能起到防烟作用。4.4.2机械加压送风系统设计要求建筑高度≤50m建筑，当楼梯间设置加压送风井（管）道确有困难时，楼梯间可采用直灌式加压送风系统。建筑高度＞32m建筑，应采用楼梯间两点部位送风的方式，送风口之间距离不宜小于建筑高度的1/2。直灌式加压送风系统送风量应按常规的机械加压送风系统设计风量进行调整加大，以弥补漏风。4.4.2机械加压送风系统设计要求直灌式加压送风系统加压送风口不宜设在影响人员疏散的部位。一层、避难层、屋顶通往安全区域的疏散门开启的概率最大，加压送风口应远离这些楼层。送风口位置偏下，影响人员疏散；高于人体处，不妨碍人疏散，并避开门的影响。（a）送风口错误位置（b）送风口正确位置4.4.2机械加压送风系统设计要求当地下、半地下与地上的楼梯间在一个位置布置时，由于首层必须采取防火分隔措施，此时，其机械加压送风系统应分别独立设置。当受建筑条件限制，且地下部分为汽车库或设备用房时，可共用机械加压送风系统。4.4.3机械加压送风系统设施设计要求1.送风机加压送风机进风口宜设在机械加压送风系统的下部并直通室外，还应采用防止烟气被吸入的措施。送风机的进风口不应与排烟风机的出风口设在同一面上。不同面布置有困难时，送风机的进风口与排烟风机的出风口应分开布置。竖向布置时，送风机进风口应设置在排烟出口的下方，其两者边缘最小垂直距离

≥6.0m；水平布置时，两者边缘最小水平距离

≥20.0m。送风机还应设置在专用机房内。4.4.3机械加压送风系统设施设计要求2.送风管道机械加压送风系统采用管道送风，避免风阻过大，不再用土建风道，且送风管道内壁光滑并采用不燃材料制作。当送风管道内壁为金属时，设计风速不应大于20m/s；当送风管道内壁为非金属时，设计风速不应大于15m/s；同时，送风管道的厚度要符合国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243的规定。避免钢板制作风道火灾中变形和损坏，竖向设置的送风管道应独立设置在管道井内，的确有困难时，未设置在管道井内或与其他管道合用管道井的送风管道，其耐火极限不应低于1.00h。水平设置的送风管道，当设置在吊顶内时，其耐火极限不应低于0.50h；当未设置在吊顶内时，其耐火极限不应低于1.00h。机械加压送风系统的管道井应采用耐火极限不低于1.00h的隔墙与相邻部位分隔，当墙上必须设置检修门时应采用乙级防火门。4.4.3机械加压送风系统设施设计要求3.送风口除直灌式加压送风方式外，楼梯间宜每隔2~3层设一个常开式百叶送风口。与楼梯间不同，前室的加压送风口需要每层都设置一个，并应设手动开启装置，且为常闭。带有手动开启装置的加压送风口安装的位置高度在距地面1.30～1.50m。送风口的风速不宜太大，建议不超过7m/s。送风口不宜设置在被门挡住的部位。为了达到较好的防烟效果，送风口应该位于疏散门的上方。4.5防烟系统运行与控制4.5.1运行方式1.防烟系统设备的联动方式①直接联动控制。当某建筑不设消防控制室时，其防烟系统的运行控制主要是把火灾报警信号连到送风机控制柜，由控制柜直接启动送风机。②消防控制中心联动控制当某建筑设有消防控制室时，火灾报警信号通过总线连到消防控制室，由消防控制中心的主机发出相应的指令程序，通过控制模块启动送风口、送风机。4.5.1运行方式2.防烟系统的控制程序（1）不设消防控制室1）当火灾现场有人发现火灾发生，可手动开启常闭送风口，送风口打开，送风机与送风口联动，送风机开启，即可向防烟楼梯间、（合用）前室等部位进行加压送风，此时也可直接在控制柜上直接开启送风口和送风机，使其直接运行，其控制程序如图a，如果送风口常开，送风口与送风机无法实现联动运行，只能在控制柜上直接开启送风机，其控制程序如图b所示。4.5.1运行方式2.防烟系统的控制程序（1）不设消防控制室2）如果火灾由火灾探测器发现，火灾探测器启动常闭送风口，送风口打开，送风机与送风口联动，送风机开启，即可向防烟楼梯间、（合用）前室等部位进行加压送风此时也可直接在控制柜上直接开启送风口和送风机，使其直接运行，其控制程序如图a；如果送风口常开，送风口与送风机无法实现联动运行，只能由火灾探测器直接开启送风机，其控制程序如图b。4.5.1运行方式2.防烟系统的控制程序（2）设消防控制室1）当火灾现场有人发现火灾发生，可手动开启送风口，送风口打开，其开启信号反馈到消防控制室，消防控制室发出指令程序，开启送风机，该过程即称为送风口联动控制送风机，其控制程序如图a所示。当消防控制室接到电话报警或通过监控系统发现火情，可在消防控制室直接开启送风机，或开启送风联动控制送风机运行，其控制程序如图b所示。4.5.1运行方式2.防烟系统的控制程序（2）设消防控制室2）如果火灾由火灾探测器发现，火灾探测器将