建筑防排烟

建筑设备工程建筑防排烟建筑设备工程2019/8/102一、烟气的流动规律与控制原理1、烟气的流动规律建筑物发生火灾后，烟气在建筑物内不断流动传播，不仅导致火灾蔓延，也引起人员恐慌，影响疏散与扑救。引起烟气流动的因素有如下几点：1.烟囱效应引起的烟气流动2.浮力引起的烟气流动3.热膨胀引起的烟气流动4.风力作用下的烟气流动5.通风空调系统引起的烟气流动建筑设备工程2019/8/103（1）.烟囱效应引起的烟气流动中和面ρ0ρsρ0ρs着火层（a）（b）着火层建筑设备工程2019/8/104（2）.浮力引起的烟气流动中和面着火房间室外进风建筑设备工程2019/8/105（3）.热膨胀引起的烟气流动s/asaVVTT建筑设备工程2019/8/106（4）.风力作用下的烟气流动建筑物在风力作用下，迎风侧产生正风压，而在建筑侧部或背风侧，将产生负风压。当着火房间在正压侧时，将引导烟气向负压侧的房间流动。反之，当着火房间在负压侧时，风压将引导烟气向室外流动。建筑设备工程2019/8/107（5）.通风空调系统引起的烟气流动通风空调系统的管路是烟气流动的通道。当系统运行时，空气流动方向也是烟气可能流动的方向，烟气可能从回风口、进风口等处进入系统。当系统不工作时，由于烟囱效应，浮力、热膨胀和风压的作用，各房间的压力不同，烟气可通过房间的风口、风道传播，也将使火势蔓延。建筑设备工程2019/8/108二、烟气的流动规律建筑物内火灾的烟气是在上述多因素共同作用下流动、传播。各种作用有时互相叠加，有时互相抵消，而且随着火势的发展，各种因素都在变化着；另外，火灾的燃烧过程也各有差异，因此要确切的用数学模型来描述烟气在建筑物内动态的流动状态是相当困难的。但是了解这些因素作用下的规律，有助于正确的采取防烟、防火措施。建筑设备工程2019/8/109三、火灾烟气控制原理烟气控制的主要目的是在建筑物内创造无烟或烟气含量极低的疏散通道或安全区。烟气控制的实质是控制烟气合理流动，也就是使烟气不流向疏散通道、安全区和非着火区，而向室外流动。主要方法有隔断或阻挡、疏导排烟和加压防烟。1隔断或阻挡墙、楼板、门等都具有隔断烟气传播的作用。所谓防火分区，是指用防火墙、楼板、防火门或防火卷帘等分隔的区域，可以将火灾限制在一定局部区域内(在一定时间内)，不使火势蔓延。所谓防烟分区，是指在设置排烟措施的过道、房间中用隔墙或其他措施(可以阻挡和限制烟气的流动)分隔的区域。建筑设备工程2019/8/1010三、火灾烟气控制原理防烟分区在防火分区中分隔。防火分区、防烟分区的大小及划分原则参见《高层民用建筑防火规范》。2排烟利用自然或机械作用力将烟气排到室外，称之为排烟。利用自然作用力的排烟称为自然排烟；利用机械(风机)作用力的排烟称为机械排烟。排烟的部位有两类：着火区和疏散通道。着火区排烟的目的是将火灾发生的烟气(包括空气受热膨胀的体积)排到室外，降低着火区的压力，不使烟气流向非着火区，以利于着火区的人员疏散及救火人员的扑救。对于疏散通道的排烟是为了排除可能侵入的烟气，以保证疏散通道无烟或少烟，以利于人员安全疏散及救火人员通行。建筑设备工程2019/8/1011排烟系统利用自然或机械作用力，将烟气排到室外，称之为排烟。利用自然作用力的排烟称为自然排烟；利用机械(风机)作用力的排烟称机械排烟。排烟的部位有两类：着火区和疏散通道。着火区排烟的目的是将火灾发生的烟气(包括空气受热膨胀的体积)排到室外，降低着火区的压力，不使烟气流向非着火区，以利于着火区的人员疏散及救火人员的扑救。对于疏散通道的排烟是为了排除可能侵入的烟气，保证疏散通道无烟或少烟，利于人员安全疏散及救火人员的通行。建筑设备工程2019/8/1012a.自然排烟自然排烟方式空气空气空气（a）(b)(c)建筑设备工程2019/8/1013自然排烟设计条件根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)的规定，采用自然排烟方式的高层建筑应满足下列条件：(1)建筑高度≤50m的一类公共建筑和建筑高度≤100m的居住建筑，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室，宜采用自然排烟方式。建筑设备工程2019/8/1014(2)采用自然排烟的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室，可开启外窗面积应符合下列规定：①防烟楼梯间每五层内可启外窗总面积之和不小于2m2；②防烟楼梯间的前室、消防电梯前室可开启外窗面积不小于2m2,合用前室不应小于3m2；③需要排烟的房间、长度不超过60m的内走道可开启外窗面积不小于该房间、内走道面积的2%；④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面积的5%。自然排烟设计条件建筑设备工程2019/8/10151.自然排烟设计对建筑设计的制约如下:1)房间必须至少有一面墙壁是外墙；2)房间进深不宜过大，否则不利于自然排烟；3)排烟口的有效面积与地面面积之比不小于1/50。自然排烟设计条件建筑设备工程2019/8/10162.自然排烟设计应考虑的几点:1)对于高层住宅及二类高层建筑，当前室内两个不同方向设有可开启的外窗，且可开启窗口面积符合要求时，其排烟效果受风力、风向、热压等因素的影响较小，能达到排烟的目的。因此，在实际设计中，应尽可能利用不同朝向开启外窗来排除前室的烟气。合用前室防火门(a)(b)防火门合用前室建筑设备工程2019/8/10172)排烟口位置越高，排烟效果越好，所以，可开启外窗应尽可能靠近顶棚位置，并应有方便开启的装置。3)为了减小风向对自然排烟的影响，当采用阳台、凹廊为防烟前室时，应尽量设置与建筑物色彩、体型相适应的挡风措施。4)内走廊排烟窗口应尽量设在两个不同的朝向上。建筑设备工程2019/8/1018自然排烟设计风风挡风板挡风板(a)凹廊为前室(b)阳台为前室建筑设备工程2019/8/1019b.机械排烟机械排烟方式机械排烟可分为局部排烟和集中排烟两种方式。局部排烟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；集中排烟是将建筑物划分为若干个区，在每个区内设置排烟风机，通过排烟风道排烟。建筑设备工程2019/8/1020消防排烟机消防排烟轴流风机消防排烟混流风机建筑设备工程2019/8/1021世界上最大的移动排烟机建筑设备工程2019/8/1022排烟风机排烟风机主要有离心风机和轴流风机，还有自带电源的专用排烟风机。排烟风机应有备用电源，并应有自动切换装置；排烟风机应耐热，变形小。使其在排送280℃烟气时连续工作30min仍能达到设计要求。离心风机在耐热性能与变形等方面比轴流风机优越。经有关部门试验表明，在排送280℃烟气时，连续工作30min是完全可行的。其不足之处是风机体形较大，占地面积大。建筑设备工程2019/8/1023用轴流风机排烟，其电动机装置应安装在风管外，或者采用冷却轴承的装置，目前国内已经生产专用排烟轴流风机，其设置方便，占地面积小。利用蓄电池为电源的专用排烟风机，其蓄电池的容量应能使排烟风机连续运行30min，对自带发电机的排烟风机，应对其风机房设有能排除余热的全面通风系统。建筑设备工程2019/8/1024（一）局部排烟方式投资高，排烟机分散，维护管理比较麻烦，费用也高。缺点:建筑设备工程2019/8/1025（二）集中排烟方式集中式排烟系统是由挡烟垂壁、防火阀、排烟口、排烟管道、排烟机、烟气排出口以及电气控制等设备组成。建筑设备工程2019/8/1026机械排烟部位一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑的下列部位，应设机械排烟设施：(1)长度超过20m且不能直接对外采光和自然通风的走道；虽有直接采光和自然通风，但长度超过60m的走道。(2)面积超过100㎡，且经常有人停留或可燃物较多的地上房间(如大型办公室、储存较多可燃物的库房等)。对于面积较大的房间考虑排烟设施，而对于使用人数较少、面积较小的房间不考虑排烟设施，既可保障基本安全，又可节约投资建筑设备工程2019/8/1027(3)高层建筑室内超过12m的中庭。中庭在烟气控制、防止火灾蔓延、安全疏散和火灾扑救等方面仍有一定问题，应设排烟设施。(4)总面积超过200㎡或一个房间超过50㎡，而且经常有人停留或可燃物较多的地下室。机械排烟部位建筑设备工程2019/8/1028机械排烟量的确定当火灾发生时，产生大量的烟气及受热膨胀的空气量，导致着火区域的压力增高，一般平均高出其他区域10～15Pa，短时间内可达35～40Pa。机械排烟系统必须有比烟气生成量大的排风量，才有可能使火区产生一定负压。我国《高层民用建筑设计防火规范》规定：内走道、房间或防烟分区的排烟风量按地面面积不小于60m3/(h·m2)。而对于建筑内部的中庭(高度＞12m)的机械排烟风量为6次/h(中庭体积≤17000m3)，或4次/h(中庭体积＞17000m3)，但不得小于28.3m3/s(102000m3/h)。建筑设备工程2019/8/1029机械排烟系统通常负担多个房间或防烟分区的排烟任务。它的总风量不像其他排风系统那样将所有房间风量叠加起来。这是因为系统虽然负担很多房间的排烟，但实际着火区可能只有一个房间，最多再波及邻近房间，因此系统只要考虑可能出现的最不利情况—2个房间或防烟分区，目前《高层民用建筑设计防火规范》规定机械排烟系统的总风量应按(120m3/h)确定。这实质上考虑了2个或2个以上房间(或防火分区)的排烟风量。机械排烟量的确定建筑设备工程2019/8/1030担负一个防烟分区的房间排烟时，应按每平方米面积不小于1/60m3/s计算，担负两个或两个以上防烟分区的房间排烟时，应按最大防烟分区面积每平方米不小于1/30m3/s计算，并且规定，机械排烟系统的最小风量不得小于2m3/s。对于系统管路的截面选择，只为一个房间排烟的管路，则按房间的排烟风量选择；为2个或2个以上房间排烟的管路，则按其中面积最大的房间每平方米地面面积1／30m3/s(120m3／h)确定的风量选择。机械排烟量的确定建筑设备工程2019/8/1031排烟风速，当采用金属风管时，不应超过20m/s，当采用混凝土砌块、石板等其他非金属材料风道时，不应超过15m/s。一个排烟系统可以担负若干个防烟分区，其最大排烟量为60000m3/h，最小排烟量为7200m3/h。机械排烟量的确定建筑设备工程2019/8/1032机械排烟系统的设计1.排烟系统的布置1)排烟气流应与机械加压送风的气流合理组织，并尽量考虑与疏散人流方向相反。2)为防止风机超负荷运转，排烟系统竖直方向可分成数个系统，不过不能采用将上层烟气引向下层的风道布置方式。3)每个排烟系统设有排烟口的数量不宜超过30个，以减少漏风量对排烟效果的影响。4)独立设置的机械排烟系统可兼作平时通风排气使用。建筑设备工程2019/8/10332.系统组成机械排烟系统大小与布置应考虑排烟效果、可靠性与经济性。系统服务的房间过多(即系统大)，则排烟口多、管路长、漏风量大、最远点的排烟效果差，水平管路太多时，布置困难，优点是风机少、占用房间面积少。如系统小，则相反。下面介绍在高层建筑常见部位的机械排风系统划分案。建筑设备工程2019/8/10341)内走道的机械排烟系统42.系统组成建筑设备工程2019/8/10352)多个房间(或防烟分区)的机械排烟系统2314建筑设备工程2019/8/10363.排烟口的设计要求1)当用隔墙或挡烟壁划分防烟分区时，每个防烟分区应分别设置排烟口。2)排烟口应尽量设置在防烟分区的中心部位，排烟口到该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m；走道的排烟口与防烟楼梯的疏散口的距离无关，但排烟口应尽量布置在人流疏散方向相反的位置。建筑设备工程2019/8/10373)排烟口必须设置在距顶棚800mm以内的高度上。对于顶棚高度超过3m的建筑物，排烟口可设在距地面2.1m的高度上，或者设置在与顶棚之间1/2以上高度的墙面上。800mm排烟口设置的有效部分顶棚面有效部分防烟幕墙幕墙高度有效部分h≥2.1m，h并应≥1/2hhh﹥3m建筑设备