第11章建筑防排煙

第11章建筑防排煙11.1.1煙氣的流動(dòng)規(guī)律

11.1.2火災(zāi)煙氣控制原理11.1煙氣的流動(dòng)規(guī)律與控制原理

11.2自然排煙

11.2.1自然排煙方式11.2.2自然排煙設(shè)計(jì)條件11.2.3自然排煙設(shè)計(jì)11.3.1機(jī)械排煙方式11.3.2機(jī)械排煙部位11.3.3機(jī)械排煙量的確定11.3.4機(jī)械排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)11.3.5中庭排煙11.3機(jī)械排煙

11.5.1防火、防排煙閥口的分類11.5.2壓差自動(dòng)調(diào)節(jié)閥11.5.3余壓閥11.5.4自垂式百葉風(fēng)口11.5.5排煙風(fēng)機(jī)11.4.1加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置及方式11.4.2加壓送風(fēng)量的計(jì)算11.4.3加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)11.4加壓防煙送風(fēng)系統(tǒng)11.5防排煙系統(tǒng)的設(shè)備部件

11.6.1通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)與防排煙系統(tǒng)兼用的優(yōu)點(diǎn)11.6.2通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)與防排煙系統(tǒng)兼用的可能性11.6.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)與防排煙系統(tǒng)兼用的方式11.6通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)與防排煙系統(tǒng)的兼用引起煙氣流動(dòng)的因素有如下幾點(diǎn)：1.煙囪效應(yīng)引起的煙氣流動(dòng)2.浮力引起的煙氣流動(dòng)3.熱膨脹引起的煙氣流動(dòng)4.風(fēng)力作用下的煙氣流動(dòng)5.通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)引起的煙氣流動(dòng)

11.1.1煙氣的流動(dòng)規(guī)律11.1煙氣的流動(dòng)規(guī)律與控制原理

11.1.2火災(zāi)煙氣控制原理主要目的：在建筑物內(nèi)創(chuàng)造無煙或煙氣含量極低的疏散通道或安全區(qū)。實(shí)質(zhì)：控制煙氣合理流動(dòng)，也就是使煙氣不流向疏散通道、安全區(qū)和非著火區(qū)，而向室外流動(dòng)。方法：1、防煙、2、排煙。方式：加壓防煙。加壓防煙：憑借機(jī)械力，將室外新鮮的空氣送入應(yīng)該保護(hù)的疏散區(qū)域，如前室、樓梯間、封閉避難層(間)等，以提高該區(qū)域的室內(nèi)壓力，阻擋煙氣的侵入。系統(tǒng)組成：加壓送風(fēng)機(jī)、風(fēng)道和送風(fēng)口。1.防煙系統(tǒng)分類：自然排煙、機(jī)械排煙排煙的部位：著火區(qū)、疏散通道著火區(qū)排煙：將火災(zāi)發(fā)生的煙氣排到室外，降低著火區(qū)的壓力，不使煙氣流向非著火區(qū)，以利于著火區(qū)的人員疏散及救火人員的撲救。疏散通道排煙：排除可能侵入的煙氣，保證疏散通道無煙或少煙，利于人員安全疏散及救火人員的通行。2.排煙系統(tǒng)11.2自然排煙

11.2.1自然排煙方式自然排煙：利用熱煙氣產(chǎn)生的浮力、熱壓或其他自然作用力使煙氣排出室外。方式：(1)利用外窗或?qū)ＴO(shè)的排煙口排煙；(2)利用豎井排煙。11.2.2自然排煙設(shè)計(jì)條件《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045-95)規(guī)定：(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：①防煙樓梯間每五層內(nèi)可開啟外窗總面積之和不小于2m2；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2m2,合用前室不應(yīng)小于3m2；③需要排煙的房間、長(zhǎng)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%；④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%。11.2.3自然排煙設(shè)計(jì)1.自然排煙設(shè)計(jì)對(duì)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。2.自然排煙設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的幾點(diǎn)1)盡可能利用不同朝向開啟外窗來排除前室的煙氣。2)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。3)為了減小風(fēng)向?qū)ψ匀慌艧煹挠绊?，?dāng)采用陽臺(tái)、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。4)內(nèi)走廊排煙窗口應(yīng)盡量設(shè)在兩個(gè)不同的朝向上。11.3機(jī)械排煙

11.3.1機(jī)械排煙方式

分類：局部排煙、集中排煙。局部排煙是在每個(gè)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(gè)區(qū)，在每個(gè)區(qū)內(nèi)設(shè)置排煙風(fēng)機(jī)，通過排煙風(fēng)道排煙。11.3.2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(zhǎng)度超過20m且不能直接對(duì)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(zhǎng)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(chǔ)存較多可燃物的庫(kù)房等)。對(duì)于面積較大的房間考慮排煙設(shè)施，而對(duì)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，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(gè)房間超過50㎡，而且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的地下室。

11.3.4機(jī)械排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.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(gè)系統(tǒng)，不過不能采用將上層煙氣引向下層的風(fēng)道布置方式。3)每個(gè)排煙系統(tǒng)設(shè)有排煙口的數(shù)量不宜超過30個(gè)，以減少漏風(fēng)量對(duì)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。11.3.4機(jī)械排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.系統(tǒng)組成機(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。介紹在高層建筑常見部位的機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)劃分案。內(nèi)走道的機(jī)械排煙系統(tǒng)

多個(gè)房間(或防煙分區(qū))的機(jī)械排煙系統(tǒng)（排煙風(fēng)口是常閉型，每層的水平風(fēng)管不得跨越防火分區(qū)？）排煙風(fēng)機(jī)風(fēng)量確定的問題？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(gè)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；走道的排煙口與防煙樓梯的疏散口的距離無關(guān)，但排煙口應(yīng)盡量布置在人流疏散方向相反的位置。3)排煙口必須設(shè)置在距頂棚800mm以內(nèi)的高度上。對(duì)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以上高度的墻面上。4)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，如圖11.13。5)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㎡。6)同一分區(qū)內(nèi)設(shè)置數(shù)個(gè)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。7)排煙口均應(yīng)設(shè)有手動(dòng)開啟裝置或與感煙器連鎖的自動(dòng)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(dòng)開啟裝置宜設(shè)在墻面上，距地板面0.8～1.5m；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1)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。2)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。3)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。當(dāng)某個(gè)排煙系統(tǒng)各個(gè)排煙口風(fēng)量都小于3600m3/h時(shí)，其排煙總管可按7200m3/h計(jì)算，其余各支管的風(fēng)量均按各自擔(dān)負(fù)的風(fēng)量計(jì)算。4)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；排煙風(fēng)道穿過擋煙墻時(shí)，風(fēng)道與擋煙墻之間的空隙，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；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。5)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(dòng)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。11.3.5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(gè)共享空間。2.中庭機(jī)械排煙量中庭機(jī)械排煙量按其容積的換氣次數(shù)確定。1)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。2)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)。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)量不宜小于排煙量的50%。11.4加壓防煙送風(fēng)系統(tǒng)11.4.1加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置及方式1.加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置根據(jù)現(xiàn)行《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50045—95)2001年版》規(guī)定，高層建筑如下部位應(yīng)設(shè)機(jī)械加壓送風(fēng)的防護(hù)措施：1)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。2)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3)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)。4)封閉避難層。2.加壓送風(fēng)系統(tǒng)的方式P263

11.5防排煙系統(tǒng)的設(shè)備部件防排煙系統(tǒng)裝置設(shè)備和部件均應(yīng)在發(fā)生火災(zāi)時(shí)運(yùn)行和起作用，因此產(chǎn)品必須經(jīng)過公安消防監(jiān)督部門的認(rèn)可并頒發(fā)消防生產(chǎn)許可證方能有效。防排煙系統(tǒng)的設(shè)備及部件主要包括防火閥、排煙閥(口)、壓差自動(dòng)調(diào)節(jié)閥、余壓閥及專用排煙軸流風(fēng)機(jī)、自動(dòng)排煙窗等。11.5.1防火、防排煙閥口的分類類別名稱性能及用途防火類防火閥70○C溫度熔斷器自動(dòng)關(guān)閉(防火)，可輸出聯(lián)動(dòng)訊號(hào)，用于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)，防止火勢(shì)沿風(fēng)管蔓延防煙防火閥靠煙感控制器控制動(dòng)作，用電訊號(hào)通過電磁鐵關(guān)閉(防煙)，還可用70○C溫度熔斷器自動(dòng)關(guān)閉(防火)，用于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)，防止火勢(shì)蔓延防煙類加壓送風(fēng)口靠煙感器控制，電訊號(hào)開啟，也可手動(dòng)(或遠(yuǎn)距離纜繩)開啟，可設(shè)280○C溫度熔斷器重新關(guān)閉裝置，輸出動(dòng)作電訊號(hào)，聯(lián)動(dòng)送風(fēng)機(jī)開啟。用于加壓送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)口，起趕煙、防煙作用排煙類排煙閥電訊號(hào)開啟或手動(dòng)開啟，輸出開啟電訊號(hào)或聯(lián)動(dòng)排煙機(jī)開啟，用于排煙系統(tǒng)風(fēng)管上排煙防火閥電訊號(hào)開啟，手動(dòng)開啟，280○C靠溫度熔斷器重新關(guān)閉，輸出動(dòng)作電訊號(hào)，用于排煙風(fēng)機(jī)吸入口處管道上排煙口電訊號(hào)開啟，手動(dòng)(或遠(yuǎn)距離纜繩)開啟，輸出電訊號(hào)聯(lián)動(dòng)排煙機(jī)，用于排煙房間的頂棚或墻壁上。可設(shè)280○C時(shí)重新關(guān)閉裝置排煙窗靠煙感控制器控制動(dòng)作，電訊號(hào)開啟，還可用纜繩手動(dòng)開啟，用于自然排煙處的外墻上11.5.2壓差自動(dòng)調(diào)節(jié)閥壓差自動(dòng)調(diào)節(jié)閥由調(diào)節(jié)板、壓差傳感器、調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等裝置組成，其作用是對(duì)需要保持正壓值的部位進(jìn)行送風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)在保證一定正壓值的條件下防止正壓值超壓而進(jìn)行泄壓。11.5.3余壓閥為了保證防煙樓梯間及其前室，消防電梯前室和合用前室的正壓值，防止正壓值過大而導(dǎo)致門難以推開，根據(jù)設(shè)計(jì)的需要有的在樓梯間與前室、前室與走道之間設(shè)置余壓閥。余壓閥外形如圖所示。11.5.4自垂式百葉風(fēng)口風(fēng)口豎直安裝在墻面上，平常情況下，靠風(fēng)口百葉的自重自然下垂，隔絕在冬季供暖時(shí)樓梯間內(nèi)的熱空氣在熱壓作用下上升而通過上部送風(fēng)管和送風(fēng)機(jī)逸出室外。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)進(jìn)行機(jī)械加壓送風(fēng)時(shí)，氣流將百葉吹開而送風(fēng)。自垂式百葉風(fēng)口結(jié)構(gòu)如圖11.16。11.5.5排煙風(fēng)機(jī)排煙風(fēng)機(jī)主要有離心風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)，還有自帶電源的專用排煙風(fēng)機(jī)。排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)有備用電源，并應(yīng)有自動(dòng)切換裝置；排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)耐熱，變形小。使其在排送280℃煙氣時(shí)連續(xù)工作30min仍能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。離心風(fēng)機(jī)在耐熱性能與變形等方面比軸流風(fēng)機(jī)優(yōu)越。經(jīng)有關(guān)部門試驗(yàn)表明，在排送280℃煙氣時(shí)，連續(xù)工作30min是完全可行的。其不足之處是風(fēng)機(jī)體形較大，占地面積大。用軸流風(fēng)機(jī)排煙，其電動(dòng)機(jī)裝置應(yīng)安裝在風(fēng)管外，或者采用冷卻軸承的裝置，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)專用排煙軸流風(fēng)機(jī)，其設(shè)置方便，占地面積小。利用蓄電池為電源的專用排煙風(fēng)機(jī)，其蓄電池的容量應(yīng)能使排煙風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行30min，對(duì)自帶發(fā)電機(jī)的排煙風(fēng)機(jī)，應(yīng)對(duì)其風(fēng)機(jī)房設(shè)有能排除余熱的全面通風(fēng)系統(tǒng)。11.6通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)與防排煙系統(tǒng)的兼用11.6.1通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)與防排煙系統(tǒng)兼用的優(yōu)點(diǎn)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。兼用將提高建筑物的有效利用率和提高空間凈高。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，諸如防排煙閥門易熔片脫落，