1、2023年4月22日星期六第第19章建筑防烟、排烟章建筑防烟、排烟设计设计 1 19 9.1.1 概述概述 1 19 9.2.2 自然排烟自然排烟 19.3 19.3 机械加压送风防烟机械加压送风防烟 19.4 19.4 机械排烟机械排烟第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计 1 19 9.1.1 概述概述第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计 现代化的高层民用建筑,装修、家具、陈设等采用可燃物较多,这些可燃物在燃烧过程中,由于热分解热分解释放出大量的热量、光、燃烧气体和可见烟热量、光、燃烧气体和可见烟,同样要消耗大量的氧气氧气。火灾烟气会造成严重危害,主要有毒
2、害性、减光性和恐怖性毒害性、减光性和恐怖性。对人体的危害可以概括为生理危害生理危害和心理危害心理危害。烟气的毒害性和减光性是生理危害,恐怖则是心烟气的毒害性和减光性是生理危害,恐怖则是心理危害。理危害。火灾烟气的毒害主要是因燃烧产生的有毒气体所引起的窒息和对人体器官的刺激,以及高温作用。1 19 9.1.1 概述概述第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计毒害性:毒害性:烟气包含高浓度的一氧化碳(CO)及其他各类有毒气体 如氢氰酸(HCN),氯化氢(HCI),对人体产生的直接危害。减光性:减光性:烟气极大降低可见度,使人易于失去正确的疏散方向,降低了人们在疏散过程中的行进速度。恐
3、怖性:恐怖性:火灾现场往往使人感到惊慌失措,秩序混乱,形成巨大的心理恐惧,使人失去正常的行为能力,严重影响人们的迅速疏散,重则导致伤亡,轻则影响人们身心健康。高层建筑发生火灾,烟雾是阻碍人们逃生和进行灭火行动、导致人员死亡的主要原因之一。火灾烟气的危害主要有三个方面第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计 据统计资料表明,由于CO中毒窒息死亡或其他有毒烟气熏死者,一般占火灾总死亡人数的40%40%50%50%,最高达最高达65%65%以上以上;而被火烧死的人当中,多数是先中毒窒息晕倒后再被火烧死先中毒窒息晕倒后再被火烧死。美国消防局的统计,在火灾死亡人数的80%80%的人由于吸入
4、毒气而致死。窒息作用。窒息作用。建筑物内当火灾燃烧旺盛时,二氧化碳的浓度可达15%23%。一般人员接触10%左右浓度的二氧化碳,会引起头晕;严重者,会发生昏迷、呼吸困难,甚至处于大脑停顿状态,失去知觉。接触20%左右浓度的二氧化碳,人体的神经中枢系统出现麻痹,导致死亡。刺激作用。刺激作用。火灾时可燃物热分解的产物中有一些气体对人体会产生较强的刺激作用,如氯化氢、氨气、氟化氢、二氧化碳、烟气和二氧化碳等。空气中空气中CO2的含量的含量/%症状症状空气中空气中CO2的含量的含量/%症状症状2.52.5经数小时无任何症状经数小时无任何症状3.03.0无意识地呼吸次数增加无意识地呼吸次数增加4.04.
5、0出现局部刺激症状出现局部刺激症状6.06.0呼吸量增加呼吸量增加8.08.0呼吸困难呼吸困难10.010.0意识不清,不久导致死亡意识不清,不久导致死亡20.020.0数秒后瘫痪,心脏停数秒后瘫痪,心脏停止跳动止跳动第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计高温作用。高温作用。建筑物内发生火灾,温度达到轰燃点后室内温度可达500C以上,甚至高达800C。高温也是导致火灾迅速蔓延扩大、火灾损失增大的主要原因。烟气还会影响人的视觉、降低视觉,给人造成恐怖感,延误人员的疏散和灭火行动。由此可见,在建筑中必要的位置设置防排烟系统是对建
6、筑的火灾防控和扑救、对保证人员的安全疏散起着重要的作用,防烟设计对保证建筑物内的人员安全和防止烟气的扩散十分重要。排烟排烟:目的是将火灾时产生的烟气及时排除,防止烟气向防烟分区外扩散,以确保疏散通路和疏散所需时间。建筑防排烟防烟防烟:目的是将烟气封闭在一定区域内,以确保疏散线路畅通,无烟气侵入。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计高层民用建筑设计防火规范高层民用建筑设计防火规范规定,凡建筑高度超过24m的新建、扩建和改建的高层民用建筑及其相连的且高度不超过24m的裙房设有防烟楼梯及消防电梯均应进行防烟、排烟设计。需要设置防烟、排烟的部位有需要设置防烟、排烟的部位有防烟楼梯间及
7、其前室、消防电梯前室或两者合用前室一类建筑和高度超过32m的二类建筑的以下部位面积超过100m2,且经常有人停留或可燃物较多的房间封闭避难层室内中庭总面积超过200m2或一个房间面积超过50m2的、且经常有人停留或可燃物较多的地下室房间。不包括单层主体建筑高度超过24m的体育馆、会堂、剧院等公共建筑以及高层民用建筑中的人民防空地下室。建筑设计防火规范、人民防空工程设计防火规范、汽车库、修车库、停车场设计防火规范第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计防烟分区的概念防烟分区:防烟分区:是指采用挡烟垂壁、隔墙或从顶板下突出不小于是指采用挡烟垂壁、隔墙或从顶板下突出不小于50cm的梁等
8、的梁等具有一定耐火性能的不燃烧体来划分的防烟、蓄烟空间。具有一定耐火性能的不燃烧体来划分的防烟、蓄烟空间。划分防烟分区划分防烟分区当火灾区域内温度达到280时,人员疏散完毕或疏散无法进行时,排烟设备在其所属的防火分区内应部分停止运行,以防风助火势。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计屋顶挡烟隔板:屋顶挡烟隔板:指设在屋顶内,能对烟和热气的横向流动造成障碍的垂直分隔体。挡烟垂壁是指用不燃烧材料制成,从顶棚下垂不小于50cm的固定或活动的挡烟设施。活动挡烟垂壁:活动挡烟垂壁:指火灾时因感温、感烟或其他控制设备的作用,自动下垂的挡烟垂壁。挡烟垂壁起阻挡烟气的作用,同时可以增强防烟分
9、区排烟口的吸烟效果。挡烟垂壁应采用非燃料制作(如钢板、夹丝玻璃、钢化玻璃等)。挡烟垂壁可采用固定或活动式的,当建筑物净空较高时,可采用固定式的,当建筑物净空较高时,可采用固定式的,将挡烟垂壁长期固定在顶棚上;当建筑物净空较低时,宜采用活动式的挡烟将挡烟垂壁长期固定在顶棚上;当建筑物净空较低时,宜采用活动式的挡烟垂壁。垂壁。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计活动挡烟垂壁应由感烟控制器控制,或与排烟口联动,或受消防控制中心控制,但同时应能就地手动控制。活动挡烟垂壁落下时,其下端距地面的高度应大于1.8m。从挡烟效果来看,挡烟隔墙比挡烟垂壁的效果要好些挡烟隔墙比挡烟垂壁的效果要好
10、些。因此,要求在成为安全区域的场所,宜采用挡烟隔墙,如图19.2所示。有条件的建筑物,可利用钢筋混凝土梁或钢梁作挡烟梁进行挡烟,如图19.3所示。当顶棚为非燃烧材料或难燃材料时,则挡烟垂壁或挡烟隔墙只紧贴顶棚平面即可,不必完全隔断,如图19.4所示;当顶棚为可燃材料时,则挡烟垂壁或挡烟隔墙要穿过顶棚平面,并紧贴非燃烧体楼板或顶板,如图19.5所示。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计图19.4 挡烟隔墙或挡烟垂壁 在顶棚内不隔断示意图第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计设置防烟分区主要是保证在一定时间内,使火场上产生的高温烟气不致随意扩散,并能迅速排除,达到
11、控制或再蔓延和减少火灾损失的目的。设置防烟分区时,面积划分必须合适,如果面积过大,会使烟气波及面积扩大,增加受灾面,不利于安全疏散和扑救;如果面积过小,不仅影响使用,还会提高工程造价。防烟分区应根据建筑物的种类和要求不同可按其功能、用途、面积、楼层等划分。防烟分区划分原则防烟分区划分原则第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计走道和房间(包括地下室)按规定设置排烟设施时,可根据具体情况分设或合设排烟设施,并按分设或合设的情况划分防烟区;一座建筑物的某几层需设排烟设施,且采用垂直排烟道(竖井)进行排烟时,其余按规定不需设排烟设施的各层,如增加投资不多,可考虑扩大设置排烟范围,各层也
12、亦划分防烟分区和设置排烟设施。防烟分区不应跨越防火分区设施。对有特殊用途的场所,如地下室、防烟楼梯间、消防电梯、避难层间等应单独划分防烟分区。防烟分区一般不跨越楼层,某些情况下,如一层的面积过小,允许包括一个以上的楼层,但以不超过三层为宜。防烟分区一般应遵守以下原则设置:防烟分区一般应遵守以下原则设置:第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计对于高层民用建筑和其他建筑,每个防烟分区的面积不宜大于不宜大于500 m2,当顶棚(或顶板)高度在6m以上时,可不受此限制;但对于人民防空地下建筑的人防队员及人员隐蔽所的使用面积(抗爆单元)不应大于不应大于400 m2。设有机械排烟系统的汽车
13、库,其每个防烟分区的建筑面积不宜超过不宜超过2000 m2,且防烟分区不应跨越防火分区。民用建筑中设置排烟设施的走道、净高不超过净高不超过6m的房间,应划分防烟分区。凡需要设置排烟设施的走道、净空不超过6m的房间,应采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下凸出不小于50cm的梁划分防烟分区。划分防烟分区的注意事项划分防烟分区的注意事项第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计走道按规定需要设排烟设施,而房间(包括地下室)不设,且房间与走道相通的门为防火门时,可只按走道面积划分防烟分区;如房间与走道相通的门不是防火门时,防烟分区面积的划分包括房间的面积。房间(包括地下室)按规定设排烟设施而走道不
14、设,并且房间与走道相通房间(包括地下室)按规定设排烟设施而走道不设,并且房间与走道相通的门是的门是防火门时,可只按房间的面积划分防烟分区;如房间与走道相通的门时,可只按房间的面积划分防烟分区;如房间与走道相通的门不是防火门,则防烟分区面积的划分应包括走道的面积。不是防火门,则防烟分区面积的划分应包括走道的面积。走道和房间(包括地下室)按规定均设排烟设施时,可根据具体情况分设或合设排烟设施,按分设或合设排烟设施的情况划分防烟分区。当建筑面积较大时,可将每个防烟分区划分成几个排烟系统,并将竖风道当建筑面积较大时,可将每个防烟分区划分成几个排烟系统,并将竖风道分散布置在相应防烟分区之内,以便尽量缩短
15、水平风道,这样不仅经济,而分散布置在相应防烟分区之内,以便尽量缩短水平风道,这样不仅经济,而且排烟效果好。且排烟效果好。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计隔烟设施:隔烟设施:挡烟垂壁挡烟垂壁图9-l固定式挡烟垂壁及挡烟 (a)顶棚为非燃或难燃材料(b)顶棚为可燃材料 第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计隔烟设施:隔烟设施:挡烟隔墙挡烟隔墙 第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计隔烟设施:挡烟梁隔烟设施:挡烟梁 挡烟隔墙(a)顶棚为非燃或难燃材料 (b)顶棚为可燃材料第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计第第1919章章 建筑
16、防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计自然排烟自然排烟防排烟系统分类防排烟系统分类机械排烟机械排烟防烟加压送风防烟加压送风密闭防烟方式密闭防烟方式第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计自然排烟自然排烟利用火灾产生的烟气流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实质是热烟气和冷空气的对流运动。在自然排烟中,必须有冷空气的进口和热烟气的排出口。烟气排出口可以是建筑物的外窗,也可以是专门设置在侧墙上部的排烟口。对高层的建筑来说,可采用专用的通风排烟竖井。自然排烟方式示意自然排烟方式示意第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计分为局部排烟和集中排烟两
17、种方式,也叫负压机械排烟方式。利用排烟机把着火房间中产生的烟气通过排烟口排到室外的排烟方式。局部排烟方式是: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;其初投资高,而且日常维护管理麻烦,管理费用也高。集中排烟方式是;将建筑划分为若干个区,在每个区内设置排烟风机,通过排烟口和排烟竖井或风道利用设置在建筑物屋顶的排烟风机,排至室外。排烟稳定,投资较大,操作管理比较复杂,需要有防排烟设备,要有事故备用电源。机械排烟机械排烟第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计机械负压排烟方式示意第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计对疏散通路的楼梯间进行机械送风,使其压力高于
18、防烟楼梯间前室或消防电梯前室,而这些部位的压力又比走道和火灾区高些。从而可阻止烟气进入楼梯间。防烟加压送风防烟加压送风密闭防烟方式密闭防烟方式对于面积较小,楼板耐火性能较好、密闭性好并采用防火门的房间,可以来用关闭防火门使火灾区与周围隔绝缺氧而熄灭。当发生火灾时将着火房间密封起来,这种方式多用于小面积房间。加压防烟方式示意加压防烟方式示意第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计1 1自然排烟(开窗)自然排烟(开窗)房间、走道、防烟楼梯间及其前室、消防电梯间房间、走道、防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室、合用前室、通行机动车的四类隧道前室、合用前室、通行机动车的四类隧道2 2机械排
19、烟机械排烟房间、走道、通行机动车的一房间、走道、通行机动车的一三类隧道三类隧道3 3机械排烟、机械机械排烟、机械进风进风地下室及密闭场所地下室及密闭场所4 4机械加压送风机械加压送风(设置竖井正压(设置竖井正压送风)送风)防烟楼梯及其前室、消防电梯间前室、合用前室防烟楼梯及其前室、消防电梯间前室、合用前室建筑防烟、排烟方式建筑防烟、排烟方式第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计自然排烟系统的组成 自然排烟口的面积,一般可取地板面积的1/50。排烟口应设置在距顶棚800mm以内,如图:自然排烟自然排烟800mm顶棚面排烟口设置的有效部分第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟
20、、排烟设计排烟口的平面位置应按以下两个规定:每个防区面积按500m2划分;防区内任何地点到排烟口水平距离小于30m。如图所示。排烟口挡烟垂壁L30mL1+L230mLLL1LL1内隔墙或顶棚下突出50cm以上的挡烟垂壁、挡烟梁L30mL1+L2+L330mL2L3L1L第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计自然排烟是最简单、不消耗动力、无需连锁控制的排烟方式。自然排烟是最简单、不消耗动力、无需连锁控制的排烟方式。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计防烟楼
21、梯间前室、消防电梯间前室可开启外窗面积不应大于2.00 m2,合用前室不小于3.00 m2;靠外墙防烟楼梯间每五层内有可开启外窗总面积之和不小于2.00 m2;长度不超过60m的内走道可开启外窗面积不应小于走道面积的2%;需要排烟的房间可开启外窗面积不应小于该房间面积的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地面积的5%;防烟楼梯间前室或合用前室,利用敞开的阳台,所示凹廊或前室内有不同朝向的可开启外窗自然排烟时,该楼梯间可不设防烟设施,如图。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计有不同朝向的可开启外窗防烟楼梯间合用前室有不同朝向的可开启外窗防烟楼梯
22、间合用前室第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计防烟楼梯间前室、消防电梯间前室,不应小于2.0 m2;合用前室,不应小于3.0 m2;靠外墙的防烟楼梯间,每5层内可开启排烟窗口净面积不应小于2.0 m2;中庭、剧院舞台,不应小于该中庭、剧场舞台楼地面面积的5%;其他场所,宜取该场所建筑面积的2%5%。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计根据根据人民防空工程设计防火规范规定人民防空工程设计防火规范规定,自然排烟口的总面积大于本防烟分区面积的2%时,宜采用自然排烟;自然排烟口底部距室内地平不应小于2m,并应常开
23、或发生火灾时能自动开启。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计自然排烟设计自然排烟设计自然排烟设计是与建筑专业共同研究的设计问题。自然排烟设计是与建筑专业共同研究的设计问题。根据自然排烟设计条件,需要对排烟部位的有效可开启的外窗面积,进行校核计算。为了使烟气能顺利排除,自然排烟的设计还应考虑以下几点:可开启的天窗,应尽量设置在上方,并有能便于迅速开启的装置。为了减少室外风压对自然排烟的影响,排烟口部位尽可能设置挡风措施。内走道的排烟窗,应尽量设置两个或两个以上,尽量使排烟窗不同朝向。不设防烟设施的防烟楼梯间的前室或合用前室,除利用敞开的阳台、凹廊外、前室内应有不同朝向的可开启外
24、窗。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计自然排烟存在的问题自然排烟存在的问题自然排烟方式虽然结构简单、经济,不使用动力及专用设备,但还存在着一些问题,因此当采用自然排烟方式时,应结合建筑物特征进行充分的研究。自然排烟存在下列问题:对建筑设计的制约对建筑设计的制约由于自然排烟的烟气是通过靠外墙上可开启的外窗直接排至室外,所以需要排烟的房间必须面对室外,而且进深不能太大,按自然排烟设计条件还需要有一定的开窗面积。这样,即使有明确要求作分隔的房间,也必须设置外窗,所以对隔音、防尘等带来困难。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计具有火势蔓延至上层的危险性具有火势蔓延
25、至上层的危险性利用外部开口进行排烟时,若火灾房间的温度很高,烟气中又含有大量未燃烧的气体,则烟气排出后就会形成火焰,这将会引起火势向上蔓延。影响自然排烟的因素多影响自然排烟的因素多 由于自然排烟的效果是靠烟气的浮力作用的,假使由于某种原因使烟气冷却而失掉浮力,则烟气就失去排除的能力。此外,在室外风力很强,且排烟窗处在迎风面时,当室外风压大于烟气水平流动的动压时,则会引起排烟困难,甚至发生烟气倒灌,反而使烟气蔓延到其他区域。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计对于高层建筑中由于室内外温差引起的热压作用,经常使其存在着上、下层之间的压力差,从理论上讲,一般中和面大致在建筑高度的1
26、/2附近,如果在中和面以下的外墙上开口,当冬季发生火灾时,不仅不能从开口部向外排烟,相反还会从开口处吸入室外空气,在这种情况下,如果防烟分区没有妥善安排,则会通过楼梯井、电梯井助长烟气的传播。同样,在夏季时建筑物内产生的下降气流,将会招致烟气向下层传播。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计 综上所述,在自然排烟方式中,排烟效果存在许多不稳定因素,因此,对自然排烟设计范围要有一定的限制。对于以下条件的建筑物各部位,不能采取自然排烟措施规避火灾风险:建筑高度超过50m的一类公共建筑的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室及两者合用的前室,不宜采取可开启外窗的自然排烟措施。当建筑物高度超
27、过100m时,这些部位不应采取可开启外窗的自然排烟措施;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;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;高层建筑净空高度超过12m的室内中庭;高层建筑长度超过60m的内走道;第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计建筑高度超过50m的厂房和仓库;单层及多层建筑中可开启外窗面积小于地面面积的5%的中庭、剧场舞台;当可开启外窗面积小于建筑面积2%的其他需要设置排烟设施的场所;通行机动车的一、二、三类隧道应设置机械排烟系统。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计防烟加压送风防烟加压送风 设置机械加压送风
28、防烟系统的目的,是为了在建筑物发生火灾时,提供不受烟气干扰的疏散线路和避难场所。因此,加压部位必须使关闭的门对着火楼层保持一定的压力差压力差,同时应保证在打开加压部位的门时,在门洞断面处门洞断面处有足够大的气流速度有足够大的气流速度,能有效地阻止烟气的入侵,保证人员疏散与避难。民用建筑的下列部位应设置独立的机械加压送风的防烟设施:民用建筑的下列部位应设置独立的机械加压送风的防烟设施: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,如图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。高层建筑的封闭避难层(间)。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计不具备自然排
29、烟条件的防烟楼梯梯间及其前室示意图不具备自然排烟条件的防烟楼梯梯间及其前室示意图第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计防烟楼梯间的前室可以不设防烟防烟楼梯间前室或合用前室,利用敞开的阳台、凹廊或前室阳台、凹廊或前室内有不同朝向的可开启外窗自然排烟时内有不同朝向的可开启外窗自然排烟时,该楼梯间可不设防烟设施。带裙房的高层建筑防烟楼梯间及其前室,消防电梯间前室带裙房的高层建筑防烟楼梯间及其前室,消防电梯间前室或合用前室,当裙房以上部分利用可开启外窗进行自然排烟或合用前室,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,裙房部分不具备自然
30、排烟条件时,其前室或合用前室应设置局部正压送风系统,置局部正压送风系统,注:注:第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计机机 械械 加加 压压 送送 风风 部部 位位第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计正压标准:正压标准:防烟楼梯间为防烟楼梯间为40Pa40Pa至至50Pa50Pa。前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层(间间)为为25Pa25Pa至至30Pa30Pa。机械加压送风防烟系统的设计机械加压送风防烟系统的设计一般取楼梯间正压值为一般取楼梯间正压值为50Pa,50Pa,前室为前室为25Pa25Pa门洞断面的
31、风速门洞断面的风速:取:取0.70.71.2m/s1.2m/s开启门数量开启门数量:取:取2020层以内建筑物层以内建筑物n=2n=2,超过超过2020层的建筑的层的建筑的n=3n=3背压系数背压系数:当走道采用自然排烟时,背压系数取:当走道采用自然排烟时,背压系数取0.60.6;当走道采用机械排;当走道采用机械排烟时,背压系数取烟时,背压系数取0.80.8.第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计加压送风量的计算与确定加压送风量的计算与确定计算计算法法查表查表法法不一致时取大者例:某25层建筑物的防烟楼梯间及其前室,有26扇疏散门,每扇门的面积为2.00.8m,采用金属风道送风
32、,走道设机械排烟系统,试用查表法选取防烟楼梯间加压送风量。【解】根据已知条件查表19-2,得20-32层,风量为30 000-40 000m3/h.从已知条件得知,采用金属风道漏风量较小,走道设有机械排烟系统,故加压送风可选用约33 000m3/h风量的风机较为合适。防烟楼梯间(前室不送风)的加压送风量防烟楼梯间及其合用前室的分别加压送风量消防电梯间前室的加压送风量防烟楼梯间采用自然排烟,前室或合用前室不具备自然排烟条件时的送风量第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计注注:表中疏散门均按开启21.6m的双扇门计,当采用单扇门时,风量乘0.75系数什算;当设有两个双扇门疏散口时,
33、风量可乘1.5-1.75系致计算,开启门时,通过门的风速不宜小于0.7m/s,表内风量上、下限的选取,可根据层数范围、风道的材料、防火门漏风等因素综合确定;当楼层超过32层时,机械加压送风系统及送风量分段设置;剪刀楼梯间可合用一个风道,其风量应按两个楼梯间风量计算,送风口应分别设置;封闭避难层,其机械加压送风量应按避难层净面积每m2不小于25m3/h计算。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计计算计算法法按火灾时开启一定数量门的门洞断面处有一定风速进行计算式中,W为机械加压送风量,m3/h;n为防烟楼梯间同时开启的门数量,地上20层以内建筑物。n=2,地上21层以上建筑物n=3
34、;F为每樘门的开启断面积,m2;v为门开启时在门洞上保持的风速,一般取0.7 m/s;a为考虑排烟通路产生的背压数,当走道采用机械排烟时。a=0.8,当走道采用可开启外窗进行自然排烟时。a=0.6;b为送风管道的漏风附加率,采用钢板送风管时b=0.15,采用混凝土风道时b=0.25.按上式计算加压送风量。上述计算结果与查表法基本一致。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计2)按保持加压部位所需要一定的正压值进行计算式中,W为机械加压送风量,m3/h;0。827为漏风率系数;AT为总有效漏风面积,m2;P为压力差,Pa;1.25为不严密处附加系数。关于正压间有效漏风面积综合计算方
35、法的规定:并联式漏风通路,总有效漏风面积按下式计算。如果A1=0.lm2,A2=A3=0.05 m2.则总有效漏风面积AT=0.20m2以上方程可以推广运用到具有任意个开口相互并联的情况,这时系统中的总有效漏风面积等于各个开口面积的综合。即并联式的漏风通路式中,n为相互并联开口的数目.串联式漏风通路,总有效漏风面积按下式计算。对于具有任意个开口相互串联的一般情况,其总有效漏风面积可表示成:式中,n为相互串联开口的数目。在烟气控制系统的分析中,最常见的是两个开口相互串联的情况,这时的总有效漏风面积可表示为:如果A1=A2=0.02 m2,则总有效漏风面积AT=0.020.02/(0.022+0.
36、022)1/2 m2如果A1=0.02,A2=0.2 m2,则总有效漏风面积AT=0.0199 m2。说明当两个面积相差很大的开口相互串联时,其总有效漏风面积近似等于其中较小开口的面积。串联式漏风通路示意图3)并联和串联混合漏风通路如图所示,总有效漏风面积计算步骤如下:并联和串联混合漏风通路示意图从图中可见.开口A2,A3是并联的,其有效漏风面积为:同样,开口 A4,A5,A6也是相互并联的,其有效漏风面积为:开口A1与这两个并联有效漏风面积是相互串联的,于是整个系统的总有效漏风面积为:例:已知A1=A2=A3=0.02m2,A4=A5=A6=0.01 m2,计算并联和串联混合漏风通路示意图的
37、总有效漏风面积。AT23=A2+A3=0.02+0.02=0.04 m2AT456=A4+A5+A6=0.01+0.01+0.01=0.03 m2221245622321015.0)111(mAAAATTT正压间的门关闭时.通过门缝的漏风量:1)四种类型标准门的漏风面积,如表所示,我国当前实际门缝的漏风面积一般大于标准门的漏风面积。四种类型的标准门漏风面积四种类型的标准门漏风面积2)通过标准门周围的缝隙渗漏出的风量:根据四种类型的标准门漏风面积和公式,按正压间常用的压差,计算出通过标准门周围的缝隙渗漏出的风值值如表所示.门的漏风量数据门的漏风量数据第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、
38、排烟设计第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计(1)门洞断面风速的要求门洞断面风速的要求 疏散路线上的门在火灾时必然需要开启,因此在加压系统的设计中应该考虑通向加压空间的门在疏散的时间内(一般时间较短)开启时的状态。此时,由于加压空间与周围空间相连通,两者之间的原压力差将难以维持。不过,只要保持门洞处有一定风速,扩散就能够有效地防止烟气向加压空间流窜。如果只为楼梯间设置加压系统时:当同层的楼梯间与前室之间的门和前室与走道之间的门同时开启时,要求楼梯间与前室之间的门或前室与走道之间的门其中有一个门洞断面流速不小于0.7m/s,当同层的楼梯间前室之间的门关闭,面前室一与走道之间的门
39、开启时。对前室与走道之间的门的门洞断面流速无要求。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计 如果楼梯间和合用前室分别设置加压系统时,当合用前室与走道之间的门开启时,则要求该门洞断面流速不小于0.7m/s 如果只对消防电梯前室设置加压送风时,当同层的前室与楼梯间之间的门和前室与走道之间的门同时开启时,要求前室与走道之间的门洞断面流速不小于0.7m/s,对楼梯间与前室之间的门无要求。当楼梯间与前室之间的门关闭时,而前室与走道之间开启时,要求前室与走道之间的门洞断面流速不小于0.5m/s(2)门洞断面风速的计算门洞断面风速的计算 门洞断面风速不仅和加压风量有关.而且和室内的空气渗出条件
40、有关,由于门开启时,加压空气进人室内空间后,使室内空气压力有所上升,从而对加压空气起到背压作用。为此,下述的所有以不存在背压为假设条件,计算所得的门洞风量或风速均应乘以背压系数。背压系数的选取如前述:当走道采用自然排烟时,背压系数取0.6;当走道采用机械排烟时,背压系数取0.8第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计机械加压送风防烟系统的设置机械加压送风防烟系统的设置:1)机械加压送风的防烟楼梯间及其合用前室应分别设置独立的送风系统,当共用一个系统时.应在通向合用前室的支管上设置压差自动控制装置。2)防烟楼梯间的加压送风口宜每隔2一3层设一风日,风口应采用自垂式百叶风口或常开的双
41、层百叶风口.当采用常开的双层百叶风口时,应在其加压风机的吸人管上设置与开启风机联锁的电动阀。前室的加压送风口应每层设置,风口为常开的双层百叶风口,且应在其压风机的吸入管上设置止回阀或与开启风机联锁的电动阀。设置止回阀或与开启风机联锁的电动阀的目的是防止冬季设有采暖设备和夏季设有空调系统的建筑物内热、冷能量损失。对于冬季不设暖设备和夏季不设空调系统的建筑物可不设止同阀或与风机开启连锁的电动阀。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计机械加压送风防烟系统的设置机械加压送风防烟系统的设置:3)机械加压送风机可采用轴流风机或中低压离心风机,风机的全压除计算最不利的压头损失外,尚有余压。余
42、压值为;防烟楼梯间P=50Pa;防烟前室或合用前室时P=25Pa;避难层P=25Pa.机械加压送风机可设置一台或多台.安装位置应考虑供电条件、风量分配均匀以及新风入口不受烟气污染等因素。机械加压送风机房应采用耐火极限不低于2.5 h的隔墙和1.5h的楼板和其他部位隔开,隔墙上的门应为甲级防火门。4)机械加压送风a的风速不宜大于 rn is。楼梯间的风口截面按楼梯间总送风量的平均值计算,前室的风口截面按前室总风量的50%计算。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计机械加压送风防烟系统的设置机械加压送风防烟系统的设置:5)在机械加压送风系统的管道上不应设置防火阀。送风管内的风速不应
43、大于20m/s 6)机械加压送风机的关闭控制可在下列位置选取:风机由烟感、温感探头或自动喷水系统自动控制启动;风机由消防控制中心及建筑物防烟楼梯出口处的手动关闭装置控制关闭。7)剪刀楼梯问与前室的机械加压送风系统宜分别设置。即楼梯间共用一个系统,前室共用一个系统,但其加压送风量均以两倍风量计算。8)机械加压送风系统的风机、管道送风口等的选用、加工、安装等均可按一般通风系统要求执行。手动报警烟(温)感器排烟防火阀开启防火阀关闭防火调节阀关闭排烟阀、送风口开启通风机、空调机停止排烟风机开启加压送风机开启控制中心(火灾控制盘及监视器)常用电源备用电源火灾信号动作信号输出联动控制线联动控制线 防排烟系
44、统控制示意图防排烟系统控制示意图 例:例:某30层建筑,其防烟楼梯间加压送风量为20000m3/h,合用前室的加压送风量为22000 m3/h,计算防烟楼梯间和合用前室的送风口截面积。解:解:(1)防烟楼梯间加压送风口的截面积 按每三层设一风口,共需风口为10个,送风口的风速为7m/s时,风口的截面积为取每个风口截面积为300 mm270mm(2)合用前室加压送风口的截面积 30层建筑按同时开启3个门计算,送风口风速为7m/s时,风口的截面积为取每个风口截面积为450 mm300mm 例:某办公大厦、建筑物高96m,共30层,建筑物内设甲、乙两座疏散楼梯,甲楼梯与消防电梯合用一个前室,乙楼梯为
45、防烟楼梯及其前室,每层楼梯间与前室之间,前室与走道之间均设一樘双扇门,每樘双扇门的尺寸为高2m、宽1.6m;关闭门时假设门缝宽度为0.003 m,渗漏面积为0.03m2;电梯井顶部设有一个面积为0.1 m2的排气口,走道内设有机械排烟系统,送风管道采用镀锌钢板制作,并设在管道井内。试求甲、乙两楼梯间的加压送风量。设计计算步骤如下:1、加压系统的确定 甲楼梯:楼梯间与合用前室分别设置独立的加压送风系统。乙楼梯:只对楼梯间设置加压送风系统。2、系统的选型 本例中各加压系统均为单级加压系统,系统压力控制:楼梯间为50Pa,前室为25Pa 3、送风量的确定 本例风量的确定采用查表法与公式法分别计算。查
46、表法查表法 甲楼梯:防烟楼梯间所需风量为20000m3/h,合用前室所需风量为22000m3/h乙楼梯:楼梯间所儒风量为35 000m3/h第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计加压送风系统设计要点 加压送风机的全压,除计算系统风道压力损失外,尚有下列余压值:防烟楼梯间为4050Pa;前室或合用前室为2530 Pa;封闭式避难层为2530 Pa。防烟楼梯间的加压送风口宜每隔2 3层设一个风口,风口应采用自垂式百叶风口或常开百叶式风口;当采用常开百叶式风口时,应在加压送风机的压出管上设置止回阀。前室的送风口应每层设置,每个送风口的有效面积按1/3系统总风量确定加压空气的排出,可通
47、过走廊或房间的外窗、竖井自然排出,也可利用走廊的机械排烟装置排出。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计风口风口楼梯间楼梯间每隔二至三层每隔二至三层设一个加压送风口;设一个加压送风口;前室的加压送风口前室的加压送风口应每层设一个应每层设一个。楼梯间加压送风口平时宜常开。楼梯间加压送风口平时宜常开。前室加压送风口平时宜常闭,火灾时打开与着火层上下相邻层的风口送风前室加压送风口平时宜常闭,火灾时打开与着火层上下相邻层的风口送风。当前室采用带启闭信号的常闭防火门时,可设常开式加压送风口。当前室采用带启闭信号的常闭防火门时,可设常开式加压送风口 。风机风机机械加压送风机可采用机械加压送
48、风机可采用轴流风机轴流风机或或中、低压离心风机中、低压离心风机,风机位置应保证新,风机位置应保证新风入口不受火、烟威胁风入口不受火、烟威胁送风机的进风口宜直接与室外空气相联通;送风机的进风口宜直接与室外空气相联通;送风机的进风口不宜与排烟机的出风口设在同一层面。如必须设在同一层送风机的进风口不宜与排烟机的出风口设在同一层面。如必须设在同一层面时,送风机的进风口应不受烟气影响;面时,送风机的进风口应不受烟气影响;第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计机械排烟机械排烟防烟分区:在防火分区内划分防烟分区以控制烟气的流动及蔓延。设置排烟设施的走道,净高不超过6.00m的房间,应采用挡烟
49、垂壁、隔墙或从顶栩下突出不小于0.5m的梁划分防烟分区。划分防烟分区的方法如下:l)建筑面积较大时,可将每个防烟分区划分成几个排烟系统、并将竖风道分散布置在几处,以便尽量缩短水平风道。这样不仅排烟效果好,而且也经济。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计机械排烟机械排烟 2)在高层建筑中,可以在垂直方向分成数个系统。不过将上层烟气引向下层的风道布置方式是不可取的。如图所示风道和排烟风机的位置关系第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计机械排烟机械排烟 3)每个防烟分区的面积不宜超过500m2(地下室不宜超过300m2),且防烟分区不应跨越防火分区。如图所示防烟分区
50、和防火分区第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计机械排烟机械排烟 4)走道按规定需设排烟设施,而房间(包括地下室)不设,且房间与走道相通的门为防火门时,可只按走道划分防烟分区;如房间与走道相通的门不是防火门时,防烟分区的划分应包括房间的面积。5)房间(包括地下室)按规定设排烟设施,而走道不设时,且房间与走道相通的门为防火门时,可只按房间划分防烟分区;如房间与走道相通的门不是防火门时,防烟分区的划分应包括走道的面积。6)走道和房间(包括地下室)按规定均应设排烟设施时,可根据具体情况分设或合设排烟设施,按分设或合设的情况划分防烟分区。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排