公共建筑通风与防排烟系统设计

周强【社会任职】教授级高级工程师注册公用设备工程师重庆市制冷学会常务理事全国消防标准委员会第十三分技术委员会委员中国建筑标准化协会防火防爆委员会副主任委员中国勘察设计协会建筑环境与设备专业委员会重庆市委员会副主任重庆市建设工程勘察设计专家咨询委员会暖通专业委员会副主任委员科技部“十一五”科技支撑计划项目“长江上游地区地表水水源热泵系统高效应用关键技术研究与示范”项目管理领导协调小组专家组成员【科研成果】重庆龙湖西苑（小区总建筑面积40万m2，为住宅小区）任暖通专业负责人并获重庆市优秀工程设计一等奖南充市市政办公楼1＃楼工程（建筑面积7万m2，办公楼）任暖通审查人。获建设部优秀工程设计项目三等奖、重庆市优秀工程设计项目一等奖。重庆市委组织部宣传部大楼（建筑面积2万m2、地下1层，地上8层）任暖通专业负责人。获重庆市优秀工程设计二等奖重庆龙湖西苑（小区总建筑面积40万m2，为住宅小区）任暖通专业负责人。获重庆市优秀工程设计一等奖主编《中国消防手册·第三卷·第十章》、《中国消防手册·第三卷·第十一章》主编（暖通专业）：《重庆市建筑工程初步设计文件审查要点—暖通专业、热能动力专业审查要点》、《重庆市建筑工程采暖通风与空气调节节能设计深度要求》；《重庆市地表水水源热泵应用施工验收标准》《重庆市地表水水源热泵设计标准图集》、《装配式住宅设备与电气技术规程》、《绿色建筑设计标准》主要编写人：参编国家规范《坡地民用建筑设计防火规范》、《建筑防排烟设计技术规范》主要编写人：参编地方规范《重庆市高层民用建筑设计防火规范》、《地埋管地源热泵系统技术规程》《综合医院通风设计规范》【课程大纲】1.地下设备房通风(柴油发电机房、配电房、公共厨房、锅炉房、污水泵房)2.自然通风与自然排烟3.天然气管井自然通风设计4.避难层（间）防烟设计5.加压送风量的计算6.通风口部设计公共建筑通风与防排烟系统设计周强2015.1【社会任职】教授级高级工程师注册公用设备工程师重庆市制冷学会常务理事全国消防标准委员会第十三分技术委员会委员中国建筑标准化协会防火防爆委员会副主任委员中国勘察设计协会建筑环境与设备专业委员会重庆市委员会副主任重庆市建设工程勘察设计专家咨询委员会暖通专业委员会副主任委员科技部“十一五”科技支撑计划项目“长江上游地区地表水水源热泵系统高效应用关键技术研究与示范”项目管理领导协调小组专家组成员【科研成果】重庆龙湖西苑（小区总建筑面积40万m2，为住宅小区）任暖通专业负责人并获重庆市优秀工程设计一等奖南充市市政办公楼1＃楼工程（建筑面积7万m2，办公楼）任暖通审查人。获建设部优秀工程设计项目三等奖、重庆市优秀工程设计项目一等奖。重庆市委组织部宣传部大楼（建筑面积2万m2、地下1层，地上8层）任暖通专业负责人。获重庆市优秀工程设计二等奖重庆龙湖西苑（小区总建筑面积40万m2，为住宅小区）任暖通专业负责人。获重庆市优秀工程设计一等奖主编《中国消防手册·第三卷·第十章》、《中国消防手册·第三卷·第十一章》主编（暖通专业）：《重庆市建筑工程初步设计文件审查要点—暖通专业、热能动力专业审查要点》、《重庆市建筑工程采暖通风与空气调节节能设计深度要求》；《重庆市地表水水源热泵应用施工验收标准》《重庆市地表水水源热泵设计标准图集》、《装配式住宅设备与电气技术规程》、《绿色建筑设计标准》主要编写人：参编国家规范《坡地民用建筑设计防火规范》、《建筑防排烟设计技术规范》主要编写人：参编地方规范《重庆市高层民用建筑设计防火规范》、《地埋管地源热泵系统技术规程》《综合医院通风设计规范》【课程大纲】1.地下设备房通风(柴油发电机房、配电房、公共厨房、锅炉房、污水泵房)2.自然通风与自然排烟3.天然气管井自然通风设计4.避难层（间）防烟设计5.加压送风量的计算6.通风口部设计目录1…地下设备房通风2…自然通风与自然排烟3…避难层（间）防烟设计4…机械加压送风系统送风量的计算5…通风口部设计6…通风系统消声处理1、地下设备房通风。(柴油发电机房、公共厨房、锅炉房)1.1柴油发电机房通风1.1.1柴油发电机冷却形式1水冷。发电机功率800kW以上，一般采用水冷冷却，配专用冷却塔及冷却水系统2风冷。利用机组自带风扇排风。系统设计简洁，但进、排风量大。1.1.2满足柴油发电机房工艺要求的通风方式1自然通风：利用机组自带风扇排风，利用可开启的通风口部自然进风。常用方式：下沉式土建竖井作为进、排风风道技术要点：风量计算—进风量=排风量+燃烧所需空气量；排风量按消除余热所需通风量计算，机房工作温度可为40℃控制断面风速（风道、风口）2机械通风：利用机械送、排风系统实现全面通风。机房工作温度可为40℃风冷机组：利于机组自动风扇排风水冷机组：进风量20m3/KW·h燃烧空气量：7m3/KW·h1.1.3满足柴油发电机房设置气体灭火要求的通风设施：1自然排风：利用直接对外开启的门、窗自然排除灭火后有害的残余气体。2机械排风：利用机械排风系统将灭火后机房内有害的残余气体排除室外。技术要点：通风管路与气体灭火联锁；宜下部排风1.1.4柴油发电机房储油间排风系统1独立设置。规范：储藏有易燃易爆物质的单独房间或有防火防爆要求的单独房间，应独立设置通风系统。2与柴油发电机房共用排风系统。将柴油发电机房与储油间作为一个整体防火单元。我国除一种标号之外，其余柴油均不属于甲、乙类易燃易爆物质。易燃易爆等级相对较低，防火等级亦相对较低。1.1.5柴油发电机燃烧尾气排放1高空排放注意土建竖井的构造（耐火砖、隔热层）成品烟道的安装2处理后就近排放选用新型设备－－使用效果尚待检验（排热好，除味差）1.2公共厨房通风1.2.1罩口局部排风（油烟）与全面排风+机械补风技术要点：排风量计算局部排风量与全面排风量的比例补风点位置1.2.2事故通风（燃气泄漏）1.2.3油烟处理及排放1处理达标后按规范要求排放《饮食业油烟排放标准（试行）》GB184382屋顶高空排放1.2.４泄爆处理达标后按规范要求排放《饮食业油烟排放标准》GB18438公共建筑厨房油烟无组织排放视同超标饮食业单位油烟的最高允许排放浓度和油烟净化设施最低去除效率最高允许排放浓度：2.0mg/m3；净化设施最低去除效率(%):按设施大小--60/75/85。1.３锅炉房通风1.３.1通风量：进风量=排风量+燃烧所需空气量。1.３.２技术要点：防爆――防爆型通风设施；泄爆――烟道泄爆口及机房泄爆面；机房内贴防爆板。燃气泄漏报警――机房设置燃气浓度监测装置；紧急切断供气管路――室内外自动（手动）切断阀。1.３.２燃烧尾气排放排放点的设置：不同朝向均设风口；满足环保要求；不能设置在动力阴影区。烟囱的高度（抽力不能小也不宜过大）节能措施：控制排烟温度热回收低温腐蚀锅炉烟囱高度《锅炉大气污染物排放标准》GB13271－2001燃煤、燃油锅炉房烟囱高度的规定每个新建锅炉房只设一个烟囱，烟囱最低允许高度根据总装机容量确定：1/h—20m;1-2/h—25m;2-4/h—30m;4-10/h—35m;10-20/h—40m;20-40/h—45m;（燃轻柴油、煤油除外）锅炉房总装机容量大于40/h（28MW）时，烟囱高度按批准的环评报告要求确定，且不应低于45m。烟囱周围半径200m内有建筑物时，烟囱应高出最高建筑物3m以上。燃气、轻柴油、煤油锅炉烟囱高度的规定烟囱高度按批准的环评报告要求确定，且不应低于8m。1.4污水池间及隔油池间（垃圾间）排风1.4.1排风量－－15次/h换气次数（有盖的污水池间5次/h）1.4.2排风系统－－独立设置1.4.3排放点－－远离人员活动区和进风口２、自然通风与自然排烟2.1自然通风的动力方式1风压风压是空气流动受到阻挡时产生的静压。当风吹过建筑物时，迎风面气流受阻，静压增高，侧风面和背风面将产生局部涡流，静压降低。在迎风面与背风面之间形成压力差，室内外空气在此压差作用下流动形成自然通风。压力差的大小与建筑的形式、建筑物与风向的夹角以及建筑周围的环境有关。利用风压实现自然通风应有较好的外、内部风环境：风速—3~4m／s；进风面—夏季夜间主导风向；进深较浅—小于14m；风量调节措施—气窗、百叶、捕风塔等。2热压热压是气温不同产生的压力差，是由室内外空气的温度差引起的。亦即所谓的“烟囱效应”。也就是沿着建筑物垂直方向出现的压力梯度。若室温高于室外温度，建筑物上部压力较高，下部压力较低，上、下部开口时，室外冷气流下部进，室内热气流上部出。若室温低于室外温度，则气流方向相反。热压的大小取决于上下开口间的高度差和室内外的空气密度差。热压自然通风形式更适应常变的外部风环境，无需考虑室外的主导风向。利用热压自然通风的设施：烟囱、通风塔、天井、中庭、楼梯间等。２.２自然排烟２.２.1定义自然排烟—利用火灾时产生的热烟气流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。２.２.2技术要点—可开启外窗或排烟口的有效面积；排烟口部位置；排烟半径防烟分区的长度；（防烟分区面积）储烟仓的高度。（清晰高度）３研究动态――利用自然通风口部引导自然排烟欧洲古建筑有专用热风供暖孔洞，以热压为动力向室内补充新风。能否利用通风路径将室内火灾烟气引至建筑物的上部空间，从设计的口部排至室外？这应当是一个值得探索的问题。由单纯自然排烟演化为引导自然排烟，至少在建筑的高大空间内，有实施条件。用于建筑节能的自然通风设施，亦可通过相关控制，实现引导型自然排烟。３、避难层（间）防烟设计。避难层（间）在火灾报警后的相当长的时间内，应成为不受烟气袭扰的安全区。３.１自然排烟３.１.１可开启外窗的有效排烟面积：不小于避难间地面面积的2%。３.１.２不同朝向均有可开启前外窗，每个朝向外窗的有效排烟面积至少不小于2m2.３.１.３不同朝向的可开启前外窗之间的间距不宜过小。（过小可能发生气流短路，不易形成穿堂风效应，影响排烟效果）３.２加压送风超高层建筑，为了避免室外风力、风向的影响，宜采用机械加压送风方式，保持避难层（间）适当的余压，以确保避难层（间）不受烟气袭扰。３.２.１加压送风量—每平方米30m3。３.２.２余压—２５～３０Ｐａ。与前室同一正压范围（压力梯度）。４、机械加压送风系统送风量的计算。4.1加压送风的目的――维持疏散通道和安全区域的适当正压，防止火灾烟气进入上述空间。4.2风量计算方式：4.2.1避难间－－30m3/m2·h4.2.2避难走道－－1.0m/s门洞风速4.2.3楼梯间－－Lj=L1+L24.2.4前室或合用前室－－Ls=L1+L3式中：Lj－－楼梯间的加压风量Ls－－前室或合用前室的加压风量L1－－门开启时，达到规定风速值所需的送风量L2－－门开启时，规定风速值下其它门缝漏风总量L3－－未开启的常闭送风阀的漏风量门洞风速：楼梯间、合用前室同时加压0.7m/s楼梯间加压（前室不送风）1.0m/s楼梯间自然通风，合用前室或前室加压送风1.2m/s开启门数量：楼梯间－－小于15层，N＝2，大于等于15层，N＝3，地下只有一层，N＝1。防火分区跨越楼层，N≤3前室－－防火分区不跨越楼层，N＝系统中开门最多的一层开门数量。防火分区跨越楼层，N≤34.3室内正压控制疏散门的最大允许压力差4.3.1风量维持4.3.2风机压头克服管路阻力4.3.3泄压措施５、通风口部设计。５.１通风口部设置位置事故通风室外排风口的规定：不应布置在人员经常停留火经常通行的地点；不应布置邻近窗户、天窗、室门等设施的位置。５.２进、排风口之间的间距。５.3排风口的设置：－－风口面积应考虑遮挡系数－－宜不同朝向均设风口，至少不宜少于两个朝向。－－只有单面出风口时，应有挡风设施。－－金属风管宜设置风帽。６、通风系统消声处理。通风与空气调节系统所需的消声量，应通过计算确定6.1消声器的作用6.2消声器及消声材料的设置场合。谢谢