第19章建筑防烟、排烟设计

第19章建筑防烟、排烟设计※19.1概述※19.2自然排烟※19.3机械加压送风防烟※19.4机械排烟第19章建筑防烟、排烟设计※19.1概述第19章建筑防烟、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，由于热分解释放出大量的热量、光、燃烧气体和可见烟，同样要消耗大量的氧气。火灾烟气会造成严重危害，主要有毒害性、减光性和恐怖性。对人体的危害可以概括为生理危害和心理危害。烟气的毒害性和减光性是生理危害，恐怖则是心理危害。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。※19.1概述第19章建筑防烟、排烟设计►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：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19章建筑防烟、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%～50%，最高达65%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。美国消防局的统计，在火灾死亡人数的80%的人由于吸入毒气而致死。►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。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CO2的含量/%症状空气中CO2的含量/%症状2.5经数小时无任何症状3.0无意识地呼吸次数增加4.0出现局部刺激症状6.0呼吸量增加8.0呼吸困难10.0意识不清，不久导致死亡20.0数秒后瘫痪，心脏停止跳动第19章建筑防烟、排烟设计第19章建筑防烟、排烟设计►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500ºC以上，甚至高达800ºC。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：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：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19章建筑防烟、排烟设计《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►防烟楼梯间及其前室、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19章建筑防烟、排烟设计◆防烟分区的概念►防烟分区：是指采用挡烟垂壁、隔墙或从顶板下突出不小于50cm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。►划分防烟分区是为有利于建筑物内人员安全疏散和有组织排烟，而采取的技术措施。大量火灾事故表明，建筑物内发生火灾时，烟气是阻碍人们逃生和灭火扑救行动，导致人员死亡的主要原因之一。因此将高温烟气有效的控制在设定的区域，并通过排烟设施迅速排除室外，才能有效地减少人员伤亡和财产损失，才能够防止火灾的蔓延发展。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19章建筑防烟、排烟设计►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：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，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。第19章建筑防烟、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。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19章建筑防烟、排烟设计图19.2挡烟隔墙示意图图19.3挡烟梁示意图图19.4挡烟隔墙或挡烟垂壁在顶棚内不隔断示意图图19.5挡烟隔墙或挡烟垂壁在顶棚内隔断示意图第19章建筑防烟、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。防烟分区划分原则第19章建筑防烟、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：第19章建筑防烟、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500m2，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400m2。►设有机械排烟系统的汽车库，其每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000m2，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第19章建筑防烟、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设，并且房间与走道相通的门是防火门时，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。第19章建筑防烟、排烟设计隔烟设施：①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19章建筑防烟、排烟设计隔烟设施：②挡烟隔墙第19章建筑防烟、排烟设计隔烟设施：③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19章建筑防烟、排烟设计第19章建筑防烟、排烟设计※自然排烟防排烟系统分类※机械排烟※防烟加压送风※密闭防烟方式第19章建筑防烟、排烟设计※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。自然排烟方式示意第19章建筑防烟、排烟设计►分为局部排烟和集中排烟两种方式，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。※机械排烟第19章建筑防烟、排烟设计机械负压排烟方式示意第19章建筑防烟、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※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。加压防烟方式示意第19章建筑防烟、排烟设计序号防烟、排烟方式适用部位1自然排烟（开窗）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2机械排烟房间、走道、通行机动车的一～三类隧道3机械排烟、机械进风地下室及密闭场所4机械加压送风（设置竖井正压送风）防烟楼梯及其前室、消防电梯间前室、合用前室建筑防烟、排烟方式第19章建筑防烟、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800mm顶棚面排烟口设置的有效部分第19章建筑防烟、排烟设计►排烟口的平面位置应按以下两个规定：①每个防区面积按500m2划分；②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19章建筑防烟、排烟设计自然排烟设计条件►自然排烟是最简单、不消耗动力、无需连锁控制的排烟方式。无论是防烟还是排烟，采取可开启外窗的自然排烟方式，由于系统无复杂的控制及控制过程、操作简单，对于满足自然排烟条件的建筑，首先应考虑采取自然排烟方式。►根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，在防排烟系统中，对于建筑高度超过50m的一类公共建筑和超过100m的居住建筑以外的防烟楼梯间