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防排烟系统四川消防教育培训中心王錫川2012.07本课程授课提纲引言一、防烟排烟系统的组成二、防烟排烟系统的主要组件三、防烟排烟系统的安装四、防烟排烟系统的验收与管理引言近年来,特大建筑火灾事故时有发生,所造成的人员伤亡和财产损失惨重。其中,有毒烟气是致命的重要因素:高聚物产生多于木材燃烧10倍的大量烟气;烟气水平、垂直流动速度很快(水平:1m/s;垂直:3~4m/s);高温烟气的作用是造成火灾死亡的重要原因。2000年洛阳12.25火灾吞没309人的现场2009年2月9日,央视配楼火灾为提高建筑物抗御火灾的能力,确保建筑物使用中的消防安全,在发生火灾时,为安全疏散和消防扑救创造条件,就必须按照现行国家工程建设消防技术标准设置防排烟系统,并搞好其维护管理,使其处于准工作状态。火灾发生时,会产生含有大量有毒气体的烟气,如果不对烟气进行有效地控制,任其肆意产生和四处传播,必将给建筑物内的人员带来巨大的生命威胁。防排烟系统是设置在建筑物内用于有效地控制火灾烟气,为安全疏散、消防扑救创造有利条件,并且可有效控制火势蔓延扩大的消防设施。防排烟系统能否在火灾时充分发挥其功能,与建筑设计、防排烟设施的安装、检测、维护保养有着直接关系。防排烟设施涉及的学科门类多,而且新技术、新产品不断出现,加之国家工程建设消防技术标准不断在修订和颁布,因此,在学习和今后的工作中,应随时注意加强对最新知识的学习和掌握。一、防烟排烟系统的组成(一)防烟分区的划分从安全的角度来看,防烟分区面积越小,防排烟效果越好,安全性越高。但防烟分区过小,使排烟管道增多,占用较多的有效空间,造价也提高,而防烟分区面积过大,会使高温烟气波及范围大,使受灾面积增大,不利于安全疏散和扑救。此外防烟分区划分时还应考虑建筑物不同部位的用途、不同的楼层数等因素。根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045—95)的规定,每个防烟分区的建筑面积不宜超过500m2,且防烟分区不应跨越防火分区。人防工程中,每个防烟分区的使用面积也不应大于500m2。对于汽车库,其每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000m2。划分防烟分区还应满足以下要求:1、疏散楼梯间及其前室和消防电梯间及其前室作为疏散和扑救的主要通道,应单独划分为防烟分区并设独立的防烟设施,这对保证安全疏散,防止烟气扩散和火灾垂直蔓延以及迅速扑救都是非常重要的。2、对于一些重要的、大型综合性高层建筑,尤其是超高层建筑,为保证建筑物内所有的人员在发生火灾时能安全疏散脱险,需要设置专门的避难层或避难间。这种避难层或避难间,不论面积多大,都应单独划为防烟分区。3、走道和房间都需要设置排烟设施时,一般情况下应分别设置。4、净高大于6m的房间,一般说来是使用面积较大的房间,如会议厅、观众厅等,根据高大空间火灾烟气流动的特性,烟气通常不会在很短时间内达到危及人员生命危险的烟层高度和烟气浓度,一般意义上的防烟设施无法阻止烟气越过边界蔓延,故不划分防烟分区,但仍要设排烟设施。(二)防烟方式1、不燃化防烟方式在建筑设计中;尽可能地采用不燃烧的室内装修材料、家具、各种管道及其保温绝热材料,产生烟气量大大减少,烟气浓度大大降低。2、密闭防烟方式当发生火灾时将着火房间密闭起来。这种方式多用于较小的房间,因密闭性能好时,也能达到防止烟气扩散的目的。3、阻碍防烟方式在区域边界上设置隔烟和阻烟设施而实现的,这些设施包括防烟垂壁和挡烟梁两大类。4、机械加压防烟方式在建筑物发生火灾时,对着火区以外的有关区域进行送风加压,使其保持一定的正压,以防止烟气侵入的防烟方式。(三)排烟方式1、自然排烟方式利用火灾时产生的热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。2、机械排烟方式用机械设备强制送风或排烟的手段来排除烟气的方式。机械送风正压排烟方式自然排烟方式(四)机械加压送风防烟系统1、组成由风机、送风管道、送风口、风机控制柜等组成。2、工作原理为保证疏散通道不受烟气侵害使人员安全疏散,发生火灾时,从安全角度出发,高层建筑内可分为四个安全区:第一类安全区为防烟楼梯间、避难层;第二类安全区为防烟楼梯间前室、消防电梯间前室或合用前室;第三类安全区为走道;第四类安全区为房间。依据上述原则,加压送风时应使防烟楼梯间压力﹥前室压力﹥走道压力﹥房间压力,同时还要保证楼梯间与非加压区的压差不要过大,造成开门困难影响疏散。我国现行规范规定,防烟楼梯间与非加压区的设计压差为40Pa至50Pa,防烟楼梯间前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层(间)为25Pa至30Pa。一般来说,机械加压送风防烟是向防烟楼梯间及其前室加压送风,造成与走道之间一定的压力差,防止烟气入侵。机械加压送风机加压送风口3.机械加压送风防烟系统的工作原理(a)走道排烟、前室加压送风、楼梯间加压送风;(b)走道排烟、前室加压送风、楼梯间自然排烟(楼梯间靠外墙)4.机械加压送风防烟系统的适用范围根据相关国家标准规定,下列部位应设置独立的机械加压送风的防烟设施:•不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室。•采用自然排烟措施的防烟楼梯间,其不具备自然排烟条件的前室。•封闭避难层(间)。•避难走道的前室。5.机械加压送风防烟系统的组成与设置•一般由新风口、加压送风口、风道及风机等组成。(1)加压送风口为保证机械加压送风系统的新风安全可靠(发生火灾时无烟雾混入),新风口应低于排烟口,与排烟口的水平距离应大于20m。因此,新风口(和加压风机)一般应设在建筑物的底部,例如,把加压送风机设置在靠近建筑物底部的设备层。设置要求:•前室、合用前室应每层设置送风口,风口形式通采用常闭型电动式多叶调节阀加上百叶风口组成,或者选用某些排烟口作为加压送风口。•常闭型加压风口应同时具有手动和自动开启功能,并与加压风机连锁,手动开启装置宜设置在距地面0.8~1.5m处。•也可采用专用加压送风口,火灾时,接受消防控制中心DV24V电讯号开启,也可远距离手动开启,280℃重新关闭,并反馈启闭信号。•机械加压送风口的设置高度为:送风口底边离地300~600mm。•机械加压送风口的风速不宜大于7m/s。(2)加压送风管道设置要求:•加压送风管道宜采用金属管道,也可以采用钢筋混凝土风道,但要注意内表面应平整光滑,无突出物或构件;不采用砖砌土建风道,以避免漏风,影响加压效果。•金属风道的风速不应大于20m/s,采用内表面光滑的混凝土风道时,风速不应大于15m/s;风道的漏风量应小于10%左右。•在机械加压送风系统的管道上不应设置防火阀。(3)机械加压送风机•机械加压送风机可采用轴流风机或中、低压普通离心式风机。•加压送风机应设置在不受建筑物内火灾影响的送风机房内。机房的位置可根据供电条件,风量分配均衡和新风入口不受火、烟威胁等因素确定。•机械加压送风机的全压,除计算最不利环路管路的压头损失外,尚应留有余压;当所有门均关闭时,余压值应符合下列要求:防烟楼梯间为40Pa至50Pa,前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层(间)余压值为25Pa至30Pa。6.机械加压送风系统的运行方式与压力控制•一段式运转•只在发生火灾时投入运行,而在平时则停止运行•二段式运转•平时可作为建筑物内调节空气的需要,以较低空气压力连续的送风换气,当发生火灾时,能立即投入增加空气压力的运转。需要强调说明:•相对而言,两段式运转比较理想,因为机械加压送风系统一直在运转,在火灾的初起阶段,就可以起到加压防烟的作用,而且加压系统的设备在经常使用的条件下,可保持良好的工作状态。•加压送风系统的部位与室外空间保持的设计压差,当平时运行时为8~12Pa,当发生火灾运行时为25~50Pa。•加压送风设备启动除设置手动装置外,还必须设有与火灾自动报警联动装置,当建筑物内任一火灾自动报警装置确定有火灾发生而报警时,加压送风设备同时投入运行。(五)机械排烟系统1.机械排烟系统作用机械排烟方式一般都是利用排风机把着火区域中产生的高温烟气通过排烟口强制排至室外。机械排烟的根本作用在于能及时而有效地排除着火层或着火区域的烟气,为受灾人员的疏散和物资财产的转移在时间上和空间上创造条件。据有关资料介绍,一个设计优良的机械排烟系统在火灾中能排出80%的热量,使火灾温度大大降低,因此对人员安全疏散和灭火起到重要作用。2.机械排烟方式和系统组成机械排烟方式分类机械排烟可分为局部排烟和集中排烟两种方式。·局部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。局部排烟方式投资大,而且排烟风机分散,维修管理麻烦,所以很少采用。如采用时,一般与通风换气要求相结合,即平时可兼作通风排风使用。·集中排烟方式集中排烟方式是将建筑物划分为若干个区,在每个区设置排烟风机,通过排烟风道排烟。根据补风形式的不同,机械排烟又可分为两种方式:机械排烟-自然进风与机械排烟-机械进风,图(a)及(b)分别表示了这两种方式。•1—排烟风机;2—通风机;3—排烟口;•4—进(送)风口;5—门;6—走廊;7—火源;8—火灾室•机械排烟系统是由挡烟壁(活动式或固定式挡烟垂壁,或挡烟隔墙、挡烟梁)、排烟口(或带有排烟阀的排烟口)排烟防火阀、排烟道、排烟风机和排烟出口组成。(1)排烟口•发生火灾时,建筑物内所产生的烟气排向室外或烟道的出口称为排烟口。•排烟口装于烟气吸入口处,平时处于关闭状态,只有在发生火灾时才根据火灾烟气扩散蔓延情况予以开启。开启动作可手动或自动,手动又分为就地操作和远距离操作两种。温度熔断动作温度通常为280℃。排烟口动作后,可通过手动复位装置或更换温度熔断器予以复位,以便重复使用。排烟口有板式和多叶式两种①板式排烟口。如图所示,板式排烟口的开关形式为单横轴旋转式,其手动方式为远距离操作装置。②多叶式排烟口。如图所示,多叶式排烟口的开关形式为多横轴旋转式,其手动方式为就地操作和远距离操作两种。(2)排烟防火阀•排烟防火阀是与感烟火灾探测器联锁的阀门,即通过能够探知火灾初期发生的烟气的感烟火灾探测器来开启阀门,是由电动机或电磁机构驱动的自动阀门,在这种阀门上加易熔合金的温度熔断器,利用重力作用和弹簧机构的作用关闭,可起到防火作用的自动阀门。排烟防火阀设置要求•排烟防火阀一般安装在排烟支管上,平时关闭,发生火灾时,烟感探头发出火警信号,控制中心通过DC24V电压将阀门迅速打开排烟;也可手动使阀门打开,手动复位。•当烟道内烟气温度达到280℃时,温度熔断器动作,排烟防火阀自动关闭;温度熔断器更换后,可手动复位。阀门开启后,可发出电讯号至消防控制中心。根据要求,还可以与其他设备联锁。(3)排烟风机•用于排烟的风机主要有离心风机和轴流风机,并应在其机房入口处设有当烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀。另外,还有自带电源的专用排烟风机。•排烟风机应有备用电源,并应有能自动切换装置,排烟风机应耐热,变形小,使其在排出280℃烟气时连续工作30min仍能达到设计要求。排烟风机可采用普通钢制离心通风机。•消防排烟轴流风机在烟气温度280℃时,可连续运行30min以上,≤150℃可长时间连续运行。可配单速或双速电机,满足平时排风和消防时高温排烟的目的。3.机械排烟系统控制程序(1)不设消防控制室的机械排烟控制程序•图(a)中,排烟口和排烟风机联锁,属基本的控制程序图;•图(b)中,当火灾报警器动作后,活动挡烟垂壁动作,并有信号到值班室,同时排烟口和排烟风机启动。(2)设有消防控制室的机械排烟控制程序•图(a)中,火灾报警器动作后,排烟口、排烟风机、通风及空气调节系统的通风机均由消防控制室集中控制;•图(b)中,火灾报警器动作后,消防控制室仅控制排烟口,由排烟口联动排烟风机、通风机及空气调节系统的通风机。二、防烟排烟系统的主要组件一个完整的送风、排烟系统包括风机、管道、阀门、送风口、排烟口以及风机、阀门与送风口或排烟口的联动装置等,其中,风机是主要设备,其余称为附属设备或附件。隔烟装置是通风、排烟系统不可缺少的附件。(一)、隔烟设施防烟分区是在区域边界上设置隔烟和阻烟设施而
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