第十一章建筑防排煙設(shè)計(jì)

1、第11章 建筑防排煙 第一節(jié) 高層民用建筑防排煙一、概述高層建筑防排煙重要性需要設(shè)置防排煙的部位:防煙樓梯及其前室、消防電梯前室和合用前室和封閉的避難層一類建筑和建筑高度超過32m的二類建筑的下列走道或房間a長度超過20m的內(nèi)走道b面積超過100，且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的房間c高層建筑的中庭和經(jīng)常有人停留的可燃物較多的地下室（1） 防火分區(qū) 防火分區(qū)是指采用防火分隔措施劃分出的、能在一定時(shí)間內(nèi)防止火災(zāi)向同一建筑的其余部分蔓延的局部區(qū)域（空間單元）。在建筑物內(nèi)采用劃分防火分區(qū)這一措施，可以在建筑物一旦發(fā)生火災(zāi)時(shí)，有效地把火勢控制在一定的范圍內(nèi)，減少火災(zāi)損失，同時(shí)可以為人員安全疏散、消防撲救提

2、供有利條件。防火分區(qū)之間用防火墻、防火卷簾和耐火樓板進(jìn)行隔斷。 （1） 防火分區(qū) 防火分區(qū)是指采用防火分隔措施劃分出的、能在一定時(shí)間內(nèi)防止火災(zāi)向同一建筑的其余部分蔓延的局部區(qū)域（空間單元）。在建筑物內(nèi)采用劃分防火分區(qū)這一措施，可以在建筑物一旦發(fā)生火災(zāi)時(shí)，有效地把火勢控制在一定的范圍內(nèi)，減少火災(zāi)損失，同時(shí)可以為人員安全疏散、消防撲救提供有利條件。防火分區(qū)之間用防火墻、防火卷簾和耐火樓板進(jìn)行隔斷。 本身均為無機(jī)物，絕不燃燒，是一種理想的防火材料。輕質(zhì)磚的導(dǎo)熱系數(shù)低, 熱遷移慢, 能有效抵抗火災(zāi), 并保護(hù)結(jié)構(gòu)不受火災(zāi)影響。其耐火溫度高達(dá)700, 為一級耐火材料,在高溫下不會產(chǎn)生有害氣體, 是消防免檢

3、產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)表明，100MM厚墻體的防火能力可達(dá)4小時(shí)以上。 豎向防火分區(qū)是指用耐火性能較好的樓板及窗間墻（含窗下墻），在建筑物的垂直方向?qū)γ總€樓層進(jìn)行的防 火分隔。水平防火分區(qū)是指用防火墻或防火門、防火卷簾等防火分隔物將各樓層在水平方向分隔出的防火區(qū)域。它可以阻止火災(zāi)在樓層的水平方向蔓延。防火分區(qū)應(yīng)用防火墻分隔。如確有困難時(shí)，可采用防火卷簾加冷卻水幕或閉式噴水系統(tǒng)，或采用防火分隔水幕分隔。（2） 防煙分區(qū) 防煙分區(qū)是指用擋煙垂壁、擋煙梁、擋煙隔墻等劃分的可把煙氣限制在一定范圍的空間區(qū)域。 防煙分區(qū)應(yīng)在防火分區(qū)內(nèi)劃分，其間用隔墻、擋煙垂壁等進(jìn)行分隔，每個防煙分區(qū)建筑面積不宜超過500。 用不燃燒

4、材料制成，從頂棚下垂不小于500 mm的固定或活動的擋煙設(shè)施。活動擋煙垂壁系指火災(zāi)時(shí)因感溫、感煙或其它控制設(shè)備的作用，自動下垂的擋煙垂壁。 主要用于高層或超高層大型商場、寫字樓以及倉庫等場合，能有效阻擋煙霧在建筑頂棚下橫向流動，以利提高在防煙分區(qū)內(nèi)的排煙效果，對保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全起到積極作用 分類 擋煙垂壁按活動方式可分為卷簾式和翻板式。 擋煙垂壁的有效下降高度應(yīng)不小于500mm。 卷簾式擋煙垂壁的單節(jié)寬度應(yīng)不大于6000mm。 翻板式擋煙垂壁的單節(jié)寬度應(yīng)不大于2400mm。 防煙方式a、非燃化防煙 所謂非燃化,指建筑材料和室內(nèi)家具、裝修材料等盡可能采用非燃或難燃材料制成,或在裝修處理中進(jìn)行

5、防火處理,從火災(zāi)煙氣的生成量降低到最小限度。b、密閉防煙 密閉防煙的基本原理是指對耐火性和密閉性都較好的房發(fā)生火災(zāi)時(shí),將著火房間封閉起來,杜絕新鮮空氣流入,使氧窒息而自行熄滅,從而達(dá)到防煙滅火的目的。c、阻礙防煙 在煙氣擴(kuò)散流動的路線上,設(shè)置各種阻礙,以防止煙氣繼續(xù)擴(kuò)散的方式,稱為阻礙防煙方式。阻礙防煙的措施很多,如擋煙垂壁,在各防火分區(qū)之間設(shè)置防火門等。d、機(jī)械防煙 在建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí),對著火區(qū)以外的區(qū)域進(jìn)行機(jī)械送風(fēng),使其保持一定的正壓,以防止煙氣侵入。（3）建筑物的防排煙 高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，建筑物內(nèi)部人員的疏散方向?yàn)椋?房間走廊防煙樓梯間前室防煙樓梯間室外。 防煙樓梯間是人員唯一的垂直疏

6、散通道，而消防電梯是消防隊(duì)員進(jìn)行撲救的主要垂直運(yùn)輸工具。為了疏散和撲救的需要，必須確保在疏散和撲救過程中防煙樓梯間和消防電梯井內(nèi)無煙。 因此，應(yīng)在防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和兩者合用前室設(shè)置防煙設(shè)施。為保證建筑內(nèi)部人員安全進(jìn)入防煙樓梯間，應(yīng)在走廊和房間設(shè)置排煙設(shè)施。 排煙設(shè)施分為機(jī)械排煙設(shè)施和可開啟外窗的自然排煙設(shè)施。 100m以上的建筑物由于人員疏散比較困難，因此還應(yīng)設(shè)有避難層或避難間，對其應(yīng)設(shè)置防煙設(shè)施。二、 自 然 排 煙 （一）自然排煙方式 利用火災(zāi)產(chǎn)生的熱煙氣的浮力和外部風(fēng)力作用,通過建筑物的對外開口把煙氣排至室外的排煙方式,稱為自然排煙。這種排煙方式實(shí)質(zhì)上是熱煙氣和冷空氣的

7、對流運(yùn)動,因此必須有冷空氣的進(jìn)口和熱煙氣的排出口。1.利用建筑物的陽臺、凹廊進(jìn)行排煙2.靠外墻的防煙樓梯前間、消防電梯前室或合用前室直接對外開啟的窗進(jìn)行排煙3.設(shè)置豎井排煙風(fēng)風(fēng)擋風(fēng)板擋風(fēng)板(a)凹廊為前室(b)陽臺為前室（二） 自然排煙設(shè)計(jì)條件 根據(jù)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB 50045-95)的規(guī)定，采用自然排煙方式的高層建筑應(yīng)滿足下列條件： (1) 建筑高度50m的一類公共建筑和建筑高度100m的居住建筑，靠外墻的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和合用前室，宜采用自然排煙方式。(2) 采用自然排煙的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室或合用前室，可開啟外窗面積應(yīng)符合下列規(guī)定： 防煙樓梯

8、間每五層內(nèi)可啟外窗總面積之和不小于2； 防煙樓梯間的前室、消防電梯前室可開啟外窗面積不小于2, 合用前室不應(yīng)小于3； 需要排煙的房間、長度不超過60m的內(nèi)走道可開啟外窗面積不小于該房間、內(nèi)走道面積的2%； 凈空高度小于12m的中庭可開啟的天窗或高側(cè)窗的面積不應(yīng)小于該中庭面積的5%。（三）自然排煙設(shè)計(jì)要求1. 自然排煙設(shè)計(jì)對建筑設(shè)計(jì)的制約如下1) 房間必須至少有一面墻壁是外墻；2) 房間進(jìn)深不宜過大，否則不利于自然排煙；3) 排煙口的有效面積與地面面積之比不小于1/50。n2. 自然排煙設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的幾點(diǎn)n1) 對于高層住宅及二類高層建筑，當(dāng)前室內(nèi)兩個不同方向設(shè)有可開啟的外窗，且可開啟窗口面積符合

9、要求時(shí)，其排煙效果受風(fēng)力、風(fēng)向、熱壓等因素的影響較小，能達(dá)到排煙的目的。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能利用不同朝向開啟外窗來排除前室的煙氣。n2) 排煙口位置越高，排煙效果越好，所以，可開啟外窗應(yīng)盡可能靠近頂棚位置，并應(yīng)有方便開啟的裝置。 n3) 為了減小風(fēng)向?qū)ψ匀慌艧煹挠绊?，?dāng)采用陽臺、凹廊為防煙前室時(shí)，應(yīng)盡量設(shè)置與建筑物色彩、體型相適應(yīng)的擋風(fēng)措施。 n4) 內(nèi)走廊排煙窗口應(yīng)盡量設(shè)在兩個不同的朝向上。三、 機(jī) 械 排 煙 利用排煙機(jī)把著火區(qū)域中所產(chǎn)生的煙氣通過排煙口排至室外的排煙方式,稱為機(jī)械排煙。在火災(zāi)發(fā)生初期,這種排煙方式能使著火區(qū)域內(nèi)壓力下降,造成負(fù)壓,煙氣不會向其它區(qū)域擴(kuò)散。（一）機(jī)械

10、排煙方式 機(jī)械排煙可分為局部排煙和和集中排煙兩種方式。局部排煙是在每個需要排煙的部位設(shè)置獨(dú)立的排煙風(fēng)機(jī)直接進(jìn)行排煙；集中排煙是將建筑物劃分為若干個區(qū)，在每個區(qū)內(nèi)設(shè)置排煙風(fēng)機(jī)，通過排煙風(fēng)道排煙。（二） 機(jī)械排煙部位 一類高層建筑和建筑高度超過32m的二類高層建筑的下列部位，應(yīng)設(shè)機(jī)械排煙設(shè)施： (1) 長度超過20m且不能直接對外采光和自然通風(fēng)的走道；雖有直接采光和自然通風(fēng)，但長度超過60m的走道。 (2) 面積超過100，且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的地上房間(如大型辦公室、儲存較多可燃物的庫房等)。對于面積較大的房間考慮排煙設(shè)施，而對于使用人數(shù)較少、面積較小的房間不考慮排煙設(shè)施，既可保障基本安全

11、，又可節(jié)約投資。 (3) 高層建筑室內(nèi)超過12m的中庭。中庭在煙氣控制、防止火災(zāi)蔓延、安全疏散和火災(zāi)撲救等方面仍有一定問題，應(yīng)設(shè)排煙設(shè)施。(4) 總面積超過200或一個房間超過50，而且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的地下室。（三） 機(jī)械排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)n1.排煙系統(tǒng)的布置 1) 排煙氣流應(yīng)與機(jī)械加壓送風(fēng)的氣流合理組織，并盡量考慮與疏散人流方向相反。 2) 為防止風(fēng)機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，排煙系統(tǒng)豎直方向可分成數(shù)個系統(tǒng)，不能采用將上層煙氣引向下層的風(fēng)道布置方式。 3) 每個排煙系統(tǒng)設(shè)有排煙口的數(shù)量不宜超過30個，以減少漏風(fēng)量對排煙效果的影響。 4) 獨(dú)立設(shè)置的機(jī)械排煙系統(tǒng)可兼作平時(shí)通風(fēng)排氣使用。2. 系統(tǒng)組成n

12、 機(jī)械排煙系統(tǒng)大小與布置應(yīng)考慮排煙效果、可靠性與經(jīng)濟(jì)性。系統(tǒng)服務(wù)的房間過多(即系統(tǒng)大)，則排煙口多、管路長、漏風(fēng)量大、最遠(yuǎn)點(diǎn)的排煙效果差，水平管路太多時(shí)，布置困難，優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)機(jī)少、占用房間面積少。如系統(tǒng)小，則相反。3. 排煙口的設(shè)計(jì)要求 1) 當(dāng)用隔墻或擋煙壁劃分防煙分區(qū)時(shí)，每個防煙分區(qū)應(yīng)分別設(shè)置排煙口。 2) 排煙口應(yīng)盡量設(shè)置在防煙分區(qū)的中心部位，排煙口到該防煙分區(qū)最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平距離不應(yīng)超過30m；排煙口應(yīng)盡量布置在人流疏散方向相反的位置。n3) 排煙口必須設(shè)置在距頂棚800mm以內(nèi)的高度上。對于頂棚高度超過3m的建筑物，排煙口可設(shè)在距地面2.1m的高度上，或者設(shè)置在與頂棚之間1/2以上高度的墻

13、面上。800mm排煙口設(shè)置的有效部分頂棚面有效部分防煙幕墻幕墻高度有效部分h2.1m，h并應(yīng)1/2hhh3mn4) 為防止頂部排煙口處的煙氣外溢，可在排煙口一側(cè)的上部裝設(shè)防煙幕墻。煙氣防煙幕墻排煙口n5) 排煙口的尺寸，可根據(jù)煙氣通過排煙口有效斷面時(shí)的速度不大于10m/s進(jìn)行計(jì)算。排煙口的最小面積一般不宜小于0.04。n6) 同一分區(qū)內(nèi)設(shè)置數(shù)個排煙口時(shí)，要保證所有排煙口能同時(shí)開啟，排煙量應(yīng)等于各排煙口排煙量的總和。n7) 排煙口均應(yīng)設(shè)有手動開啟裝置或與感煙器連鎖的自動開啟裝置或消防控制中心遠(yuǎn)距離控制的開啟裝置等。除開啟裝置將其打開外，平時(shí)一般保持閉鎖狀態(tài)。手動開啟裝置宜設(shè)在墻面上，距地板面0.

14、81.5m；或從頂棚下垂時(shí)，距地板面宜為1.8m處。4. 排煙風(fēng)道設(shè)計(jì)要求n1) 排煙風(fēng)道不應(yīng)穿越防火分區(qū)。豎直穿越各層的豎風(fēng)道應(yīng)用耐火材料制成，并宜設(shè)在管道井內(nèi)或采用混凝土風(fēng)道。n2) 排煙風(fēng)道因排出火災(zāi)時(shí)煙氣溫度較高，除應(yīng)采用金屬地板、不燃玻璃、混凝土等非金屬不燃材料制作外，還應(yīng)安裝牢固，排煙時(shí)溫度升高不致變形脫落，并應(yīng)具有良好的氣密性。n3) 排煙風(fēng)道風(fēng)量的確定。風(fēng)道內(nèi)通過的風(fēng)量，應(yīng)按該排煙系統(tǒng)各分支風(fēng)管所有排煙口中最大排煙口的兩倍計(jì)算。n4) 排煙風(fēng)道外表面與木質(zhì)等可燃構(gòu)件的距離不應(yīng)小于15，或在排煙道外表面包有厚度不小于10的保溫材料進(jìn)行隔熱；n 排煙風(fēng)道穿過擋煙墻時(shí)，風(fēng)道與擋煙墻之

15、間的空隙，應(yīng)用水泥砂漿等不燃材料嚴(yán)密填塞；排煙風(fēng)道與排煙風(fēng)機(jī)的連接，宜采用法蘭連接，或采用不燃燒的軟性連接；n 需要隔熱的金屬排煙道，必須采用不燃保溫材料，如礦棉、玻璃棉、巖棉、硅酸鋁等材料。n5) 煙氣排出口的材料，可采用1.5厚鋼板或用具有同等耐火性能的材料制作；煙氣排出口的位置，應(yīng)根據(jù)建筑物所處的條件(風(fēng)向、風(fēng)速、周圍建筑物以及道路等情況)考慮確定，既不能將排出的煙氣直接吹在其他火災(zāi)危險(xiǎn)性較大的建筑物上，也不能妨礙人員避難和滅火行動的進(jìn)行，更不能讓排出煙氣再被通風(fēng)或空調(diào)設(shè)備吸入，此外，必須避開有燃燒危險(xiǎn)的部位。四、中庭排煙1. 中庭的定義 中庭又稱為中廳，在建筑上的定義為“有數(shù)層高的豎井

16、空間，豎井上有屋頂，豎井周圍的大部分為建筑物所包圍的一種建筑物?！奔赐ㄟ^兩層或多層樓，且頂部封閉的被周圍建筑包圍的一個共享空間。2. 中庭機(jī)械排煙量n中庭機(jī)械排煙量按其容積的換氣次數(shù)確定。n1) 當(dāng)中庭容積小于17000m3時(shí)，其排煙量按其體積的6次/h換氣量計(jì)算。n2) 當(dāng)中庭體積大于17000m3時(shí)，其排煙量按其體積的4次/h換氣量計(jì)算,且排煙量不應(yīng)小于102000m3/h。3. 中庭機(jī)械排煙的氣流組織 n中庭機(jī)械排煙口應(yīng)設(shè)在中庭的頂棚上，或設(shè)在緊靠中庭頂部的集煙區(qū)，如圖所示。排煙口的最低標(biāo)高，應(yīng)設(shè)在中庭最高部分門洞的上端，當(dāng)中庭較低部位靠自然進(jìn)風(fēng)有困難時(shí)，可采用機(jī)械補(bǔ)風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)量不宜小于排

17、煙量的50%。辦 公裙 房排 煙 風(fēng) 機(jī)五、 加壓防煙送風(fēng)系統(tǒng)（一）加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置及方式n1. 加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置n1) 不具備自然排煙條件的防煙樓梯間，消防電梯間前室或合用前室。n2) 采用自然排煙措施的防煙樓梯間，其不具備自然排煙條件的前室n3) 帶裙房的高層建筑防煙樓梯間及其前室、消防電梯前室或合用室，當(dāng)裙房以上部分利用可開啟外窗進(jìn)行自然排煙，裙房部分不具備自然排煙條件時(shí)，其前室或合用前室應(yīng)設(shè)置局部機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。n4) 封閉避難層。2. 加壓送風(fēng)系統(tǒng)的方式六、防排煙系統(tǒng)的設(shè)備部件 n防排煙系統(tǒng)裝置的目的是當(dāng)建筑物著火時(shí)，保障人們安全疏散及防止火災(zāi)進(jìn)一步蔓延。n防排煙系統(tǒng)的設(shè)備及部

18、件主要包括防火閥、排煙閥(口)、壓差自動調(diào)節(jié)閥、余壓閥及專用排煙軸流風(fēng)機(jī)、自動排煙窗等。第二節(jié) 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)與防排煙系統(tǒng)的兼用一、 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)與防排煙系統(tǒng)兼用的優(yōu)點(diǎn)n 兼用可充分利用通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的管道和設(shè)備，節(jié)省建設(shè)費(fèi)用，減少占用空間。因此，兼用將提高建筑物的有效利用率和提高空間凈高。n 兼用可提高系統(tǒng)的可靠性。防排煙系統(tǒng)是防災(zāi)專用系統(tǒng)，只有在火情發(fā)生時(shí)投入運(yùn)轉(zhuǎn)，平時(shí)僅維持一年一度的檢修。有的建筑物投入使用后，其防排煙系統(tǒng)就沒有運(yùn)行過，導(dǎo)致各種事故的發(fā)生。防排煙系統(tǒng)不僅發(fā)揮不了作用，還可能導(dǎo)致火災(zāi)的蔓延。兼用系統(tǒng)平時(shí)按空調(diào)通風(fēng)工況運(yùn)行，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，通過必要的切換裝置轉(zhuǎn)換為排煙工況。除必要的

19、檢修外，系統(tǒng)始終處于運(yùn)行狀態(tài)，因此，與單純的防排煙系統(tǒng)相比，提高了系統(tǒng)的可靠性。二、 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)與防排煙系統(tǒng)兼用的可能性n 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)多種多樣，并非所有的系統(tǒng)都能轉(zhuǎn)化為防排煙工況，必須從分析系統(tǒng)本身的特性入手，探討其兼用的可能性以及對兼用的制約因素。1. 幾種典型空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兼用的可能性n1) 普通集中式空調(diào)系統(tǒng)n普通集中式空調(diào)系統(tǒng)換氣次數(shù)一般為612次/h。若假設(shè)頂棚高2.43.0m，則輸送風(fēng)量為0.240.60m3 (min)。我國目前的排煙量標(biāo)準(zhǔn)為1.0 m3 (min)。從輸送風(fēng)量的能力來說，普通集中式空調(diào)系統(tǒng)可以承擔(dān)占空調(diào)面積1/43/5區(qū)域的排煙。一般空調(diào)干管內(nèi)風(fēng)速為68m/s，而排煙管道內(nèi)的風(fēng)速可以達(dá)到空調(diào)風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)速的2倍以上，只要不超過20m/s即可。因此，僅從風(fēng)道面積而言，普通空調(diào)管道尺寸完全可以滿足排煙量的要求。2) 風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng) 單純的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，由于不設(shè)風(fēng)道，無法用于排煙。而風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，有輸送新風(fēng)的風(fēng)道。以客房為例，其新風(fēng)量一般為2.02.5次/h，若考慮房間凈高2.8m，則新風(fēng)量為0.090.12 m3(min)，占標(biāo)準(zhǔn)排煙量的9%12%，即新風(fēng)系統(tǒng)可承擔(dān)空調(diào)面積的9%12%區(qū)域的排煙，利用價(jià)值不高。3) 變風(fēng)量系統(tǒng)