民用建筑排烟设计.doc

民用建筑排烟设计一、民用建筑排烟目的：在火灾发生时对建筑物的火灾区域采用排烟技术措施，实行排烟控制，使火灾产生的烟气和热量能迅速排除是建筑排烟的宗旨。其目的是确保建筑物内人员顺利疏散并且改善扑救人员的工作环境，以利控制火势的蔓延。二、民用建筑排烟设计流程：三、民用建筑排烟部位：*建筑设计防火规范GB50016-2006规定：9.1.3下列场所应设置排烟设施：（是强制性条文）3公共建筑中经常有人停留或可燃物较多，且建筑面积大于300的地上房间；公共建筑中长度大于20m的内走道；4中庭；5设置在一、二、三层且房间建筑面积大于200或设置在四层及四层以上或地下、半地下的歌舞娱乐放映游乐场所；6总建筑面积大于200或一个房间建筑面积大于50且经常有人停留或可燃物较多的地下、半地下建筑或地下室、半地下室；7其他建筑中地上长度大于40m的疏散走道。*高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（2005年版）规定：8.1.3一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设排烟设施：8.1.3.1长度超过20m的内走道。8.1.3.2面积超过100，且经常有人停留或可燃物较多的房间。8.1.3.3高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。这几条规定适用一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑，前面“建规”规定了建筑高度低于24m的多层建筑中排烟设防的要求。对于低于32m的二类高层建筑即建筑高度为2432m的建筑为何掌握排烟设防的尺度呢？这个问题在消防规范宣贯时规范管理组曾作了说明：对于低于32m的二类高层建筑排烟设防标准应不低于“建规”规定的设防要求。因为“建规”中含盖了一些建筑高度为2432m的建筑，另外高层建筑与多层建筑相比，因其建筑高度高，在发生火灾时消防扑救的难度也更高些，所以对高层建筑来讲消防的设防要求不应低于 一般建筑，所以对于低于32m的二类高层建筑的消防设防按“建规”的要求作为底线是合理的。另外关于“经常有人停留或可燃物较多的房间”的定性和人员定量的问题如何掌握尺度，在“高规”8.1.3条的条文说明中指出：“考虑到建筑使用功能的复杂性等因素的限制，仍不宜按定量规定，只能列举一些例子供设计人员参考。例：多功能厅，餐厅、会议室、公共场所及书库、资料室、贵重物品另陈列室、商品库、计算机房、电讯机房等。”“高规”在2005年版修订时又补充了一些部位，这些部位不受一类高层建筑和超过32m的二类高层建筑的限制，使之与“建规”一致，这些部位有：4.1.5A条（强制性条文）高层建筑内的歌舞厅、卡拉OK厅（含具有卡拉OK功能的餐厅）、夜总会、录像厅、放映厅、桑拿浴室（除洗浴部分外）、游艺厅（含电子游艺厅）、网吧等歌舞娱乐放映游艺场所（以下简称歌舞娱乐放映游艺场所），应设在首层或二、三层；当必须设置在其他楼层时，尚应符合下列规定：4.1.5A.5 应设置防烟、排烟设施，并应符合本规范有关规定。4.1.5B 地下商店应符合下列规定：4.1.5.B.5 应设防烟、排烟设施，并应符合本规范有关规定。4.1.8 设在高层建筑内的汽车停车库，其设计应符合现行国家标准汽车库、修车库、停车场所设计防火规范GB50067的规范。四、民用建筑排烟设施“高规”和“建规”都在排烟的相关条文中明确了建筑中的排烟可采用机械排烟方式和自然排烟方式。并且在相关条文中规定了二种排烟方式的适用场所。1.自然排烟自然排烟设计中最关键的要控制二个要素：A.自然排烟口的开口面积要满足相关规定；B.自然排烟口的保护范围要做到全覆盖。*建筑设计防火规范对自然排烟作了明确规定：9.2.2条规定：设计自然排烟设施的场所，其自然排烟口的净面积应符合下列规定：3.中庭、剧场舞台，不应小于该中庭，剧场舞台楼地面面积的5%；（此条为强制性条文）4.其他场所，宜取该场所建筑面积的2%5%。9.2.4条规定：“作为自然排烟的窗口宜设置在房间的外墙上方或屋顶上，并应有方便开启的装置。自然排烟口距该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m。”*高层民用建筑设计防火规范对自然排烟也作了明确规定：8.2.2条 采用自然排烟的开窗面积应符合下列规定：8.2.2.3 长度不超过60m的内走道可开启外窗面积不应小于走道面积的2%。8.2.2.4需要排烟的房间可开启外窗面积不应小于该房间面积的2%。8.2.2.5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地面积的5%。8.2.4 排烟窗宜设置在上方，并应有方便开启的装置。“高规”中自然排烟的排烟口的保护范围的规定是隐含在机械排烟的排烟口规定（8.4.5条）中的，另外在“高规”中还规定了必须实施机械排烟的场所的条文（8.4.1条）。这些规定统盘思维的结论与“建规”中“自然排烟口距该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m”的规定是一致的。*在实施自然排烟设计过程中，大致可按下列步骤去操作：A.在建筑平面中明确实施自然排烟的区域（房间）；B图面测算自然排烟区域的建筑面积，并按设计建筑的不同类别决定自然排烟开口面积的比例（“建规”9.2.2条，“高规”8.2.2条）并计算自然排烟外围护上的开口面积。C.平面图上布置可开启外窗、可开启外门，落实自然排烟的开口面积（或复核已有建筑平面图上自然排烟的开口面积）D.以开口处为园心分别绘制保护半径（当自然排烟区域内无遮挡时为30m）的自然排烟保护覆盖园。使得自然排烟保护区全部覆盖需要实施自然排烟区域。*在实施自然排烟设计过程中，容易忽略需要注意的问题：A.烟气较热比空气轻为了保证排烟效果排烟开口应设置在存烟区，即在房间的上方，至少有1/2的开启面积布置在房间净空的1/2以上位置。在人民防空工程设计防火规范GB50098-2009第6.1.4条规定：设置自然排烟设施的场所，自然排烟口底部距室内地面不应小于2m，并应常开或发生火灾时能自动开启，面积应符合下列规定：中庭的自然排烟口净面积不应小于中庭地面面积的5%；其他场所的自然排烟口净面积不应小于该防烟分区面积的2%。这本防火规范发布最晚，也就是防火规范中的最近版本，对自然排烟口底部的高度要求也是第一个提出明确的。B.开口面积不等于可开启窗、门的洞口面积。应为实际流通面积。C.当自然排烟口的保护区不能做到全区域覆盖时，要移动开口位置直至全区域全部满足“自然排烟口距该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m”的规定。D.当自然排烟区域内有内档墙或其他遮挡物时覆盖园要分画（参见“高规”8.4.5条条文说明P208）出保护区范围，并做到全区域覆盖。2.机械排烟机械排烟场所：“建规”和“高规”都规定了应设置排烟设施的场所，“建规”9.4.1条（强制性条文）规定：“设置排烟设施的场所当其不具备自然排烟条件时，应设置机械排烟设施。”在“高规”中还专门条文规定了需设置机械排烟设施的场所：8.4.1一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，应设置机械排烟设施：8.4.1.1无直接自然通风，且长度超过20m的内走道或虽有自然通风，但长度超过60m的内走道。8.4.1.2面积超过100，且经常有人停留或可燃物较多的地上无窗房间或设固定窗的房间。8.4.1.3不具备自然排烟条件或净空高度超过12m的中庭。8.4.1.4除利用窗井等开窗进行自然排烟的房间外，各房间总面积超过200或一个房间面积超过50，且经常有人停留或可燃物较多的地下室。人民防空工程设计防火规范GB50098-2009在6.1.2条中规定应设置机械排烟设施的场所与“高规”的规定相仿。这些条款的总体精神是：凡需要设置排烟设施的场所当自然排烟无法完成排烟功能时要设机械排烟系统排除火灾时产生的烟气和热量。汽车库、修车库、停车场所设计防火规范GB50067-97第8.2.1条规定“面积超过2000的地下汽车库应设置机械排烟系统。机械排烟系统可与人防、卫生等排气、通风系统合用。”2006年浙江省消防工程技术专家组研讨会纪要第6条规定：“半地下汽车库参照建规半地下室的规定确定。半地下汽车库规范未明确的消防设计内容按地下汽车库的要求执行。”排烟量：“建规”9.4.5条（强制性条文）规定：机械排烟系统的排烟量不应小于表9.4.5的规定。“建规”表9.4.5机械排烟系统的最小排烟量条件和部位单位排烟量m3/（h.）换气次数（次/h）备注担负1个防烟分区60室内净高大于6m且不划分防烟分区的空间单台风机排烟量不应小于7200 m3/h担负2个及2个以上防烟分区120应按最大的防烟分区面积确定中庭体积小于等于17000m36体积大于17000 m34排烟量不应小于102000 m3/h(170006)“高规”8.4.2条规的排烟风机风量与“建规”的规定是一致的。汽车库、修车库、停车场设计防火规范第8.2.4条规定：“排烟风机的排烟量应按换气次数不小于6次/h计算确定”人民防空工程设计防规范第6.3.1条对机械排烟时，排烟风机和风管的风量计算规定与“建规”的规定有些差异：中庭和担负一个防烟分区排烟时风量计算的规定与“建规”表9.4.5是一致的。担负二个防烟分区排烟时风量计算规定与“建规”不同，人民防空工程设计防火规范对于担负二个防烟分区排烟时的风量是与担负一个防烟分区排烟时风量计算的规定是相同的，即单位排烟量为60m3/（h.）与面积相乘得到排烟量，但最小排烟量不小于7200 m3/h。担负三个或三个以上防烟分区排烟时，才与“建规”中担负二个或二个以上防烟分区排烟时相同，应按其中最大防烟分区面积每平方米不小于120 m3/h计算。规定的理由在条文说明中有解释。对于排烟量计算时，要注意以下几点：A.当机械排烟系统负担多个防烟分区时，应按其负担的区域内最大防烟分区面积每平方米不小于120 m3/h计算，这里是指风管计算风量和排烟风机的风量，并不是把防烟分区的排烟量加大一倍（对每个防烟分区的排烟量仍然按防烟分区的面积每平方米不小于60 m3/h计算，排烟口照此风量设计）这在“高规”P204计算例题中表达得很清楚了。B“高规”、“建规”中对于承担二个或二个以上防烟分区的机械排烟系统的风管计算风量和排烟风机的风量是将其中最大防烟分区的面积按120m3/（h.）这个单位面积排烟量来计算。这个值是负担一个防烟分区排烟单位面积排烟量的二倍。由此推广到一般情况，对于汽车库，中庭这些并非按单位面积排烟量为基点计算排烟量的场所承担多个防烟分区的机械排烟系统的风管计算风量和排烟风机风量应不小于这些防烟分区中最大排烟量的二倍。C.人民防空工程设计防火规范规定承担二个防烟分区的机械排烟系统的风管计算和排烟风机的风量计算仍执行60m3/（h.）这个单位面积排烟量指标，结合人民防空工程来讲是合适的，这在规范的条文说明中已叙述得很清楚了，但不能推广。因为规范执行是严肃的在“建规”和“高规”没有修改之前应该不折不扣地执行。系统构成： 排烟系统的组成在“高规”和“建规”中都有明确规定：“高规”8.4.6条：走道的机械排烟系统宜竖向设置；房间的机械排烟系统宜按防烟分区设置。“高规”8.5.2条：通风、空气调节系统，横向应按每个防火分区设置，“建规”9.4.3条：机械排烟系统的设置应符合下列规定：1横向宜按防火分区设置；2竖向穿越防火分区时，垂直排烟管道设置在管井内；3穿越防火分区的排烟管道应在穿越处设置排烟防火阀。排烟防火阀应符合现行国家标准排烟防火阀的试验方法GB15931的有关规定（此条为强制性条文）上述条文的精神是一致的，只是表达方式的差异，有些直接些有些表达得隐含些。归纳起来有以下几点：A走道和一些平面布置在竖向对齐的需要排烟的房间排烟系统可采用竖向布置的方式。其垂直排烟管道设置在管井内。这类系统安排得好可省去水平排烟管道。将排烟口直接安装在竖风管上。B.横向（平面）排烟系统按防火分区设置，一个系统不要串接二个不同防火分区内的排烟口（但风管可以穿越不同的防火分区），每个防烟分区（或自然隔断形成的排烟区域）内独立设置排烟口，在同一个防烟分区内的排烟口动作要做到统一，所有排烟口启闭控制要做到在火灾发生后排烟时要全部打开同一防烟分区内的排烟口，并且做到排烟均匀。C.穿越相邻防火分区的排烟管道应在穿越处设置排烟防火阀。例：走道排烟系统竖向房间（平面对齐）排烟系统竖向风管布置同上。平面竖风管和排烟风机的设计排烟量为所接排烟分区中最大排烟量的2倍加系统漏风量。平面布置三路接入同一个排烟竖井，在每路接口处串接排烟防火阀和逆止阀（或电动切断阀与排烟风机连锁）系统设计：系统由最末端的室内排烟口开始一直到系统通向室外的烟气排放口。设计方法依次叙述。A室内排烟口在“高规”的8.4.4条，8.4.5条，8.1.5.3条；“建规”的9.1.5条、9.4.6条；人民防空工程设计防规范的6.4节以及汽车库、修车库、停车场设计防火规范的8.2.3条，8.2.6条中对室内排烟口的设置都有明确的规定，其内容大致相同：1排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上，也就是要设在火灾发生时室内的储烟仓中；2排烟口与附近安全出口沿走道方向，相邻边缘的间距应大于1.5m，因为排烟口是烟气的排除口必然会吸引烟气向排烟口方向流动所以一般而言排烟口附近烟气的密集度较大。为了保证人员安全疏散所以要求与安全出口的距离不能小于1.5m；3顶棚上的排烟口距可燃构件的距离不应小于1.0m，这是因为烟气温度较高，排烟口附近由于烟气的集聚也会产生一定范围的高温区。防止可燃物的二次点燃，所以排烟口要远离可燃构件；4防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30m，这是为了保证排烟效果，使整个防烟分区内产生的烟气和热量都有效排出；5排烟口或串接排烟口的排烟支管上应设有当烟气温度超过280时能自动关闭的排烟防火阀，这条规定的目的是使得排烟系统本身在正常工作状态下能发挥应有的作用，火灾初期一直到爆燃发生之前，此时烟温不会高于280，这一时期大的有30分钟左右。也是人员疏散的最有利时期，为了保证人员疏散的顺利进行排除火灾产生的烟气和热量是十分必要的，也是排烟系统发挥应有作用的工作期。着火点发生爆燃之后产生的烟气急骤增加烟气温度猛升，此时不但排烟系统排烟量不够，而且由于排烟而引起的空气流动反而起到助燃作用。另外，此时烟气中已带火，若不及时切断反而会由排烟风管传播火种使火灾蔓延。因此要停止排烟口的抽吸排烟，故要设280能自动关闭的排烟防火阀；6排烟口排烟风速不宜大于10m/s，这是因为排烟风速大于10m/s之后，由于气流涡旋作用在排烟口处会产生空吸区域而达不到设计排烟面积乘风速的计算风量，也就是排烟量会有折减，因此设计计算排烟口面积时排烟风速不能大于10m/s；7排烟口应按防烟分区设置，保证着火区内同一防烟分区内的排烟口动作一致，协同排烟，各排烟口的排烟总量要大于该防烟分区规定的最小排烟量，而且要求均匀分布排烟量，当任何一个排烟口或排烟防火阀动作开启时，排烟风机能自动启动投入运行，这是为了确保排烟效果而规定的。设计流程：B连接排烟风管，布置控制阀：在“高规”的8.1.5条、8.4.2条、8.4.9条；“建规”的9.4.3条、9.4.5条、9.1.5条、9.1.6条；人民防空工程设计防火规范的6.5节以及汽车库、修车库、停车场设计防火规范的8.1.6条、8.2.6条中对机械排烟系统中管路设计都有明确规定，其中要求也大体相同：1排烟风管的风量当风管只承担一个防烟分区的排烟时，风管设计风量与该防烟分区的排烟量相等，当风管承担二个或二个以上防烟分区的排烟时，风管设计风量为所承担的防烟分区中排烟量最大的防烟分区的排烟量的二倍；2排烟风管必须采用不燃材料制作，排烟风管距可燃物距离小于0.15m时应采取隔热防火措施；3排烟风管采用金属风道时风速不应大于20m/s，当采用内表面光滑的混凝土等非金属材料时风速不应大于15m/s；4垂直排烟管道宜设置在管井内，若不设置在管井内垂直排烟管道应作防火处理，并在穿越防火分区时要设排烟防火阀；5.排烟风管上设置排烟防火阀(280动作)位置的规定：排烟口或串接排烟口的支管上（以防烟分区为单位）；排烟风管穿越防火分区处；排烟风管总管与排烟风机连接处；排烟风管穿越排烟机房的隔墙处（可与合用）；多个排烟系统合用一个竖井排烟时，每个排烟系统接入口处（此处还应有防串风措施）。设计流程：系统的漏风量主要是计算从排烟口到风机这一段负压管段的漏风量，其中包括风管的漏风量（按GB50243-2002第4.2.5条规定计算）和关闭的排烟口的漏风量。据有关资料：排烟防火阀P=20Pa时 漏风量5m3/.min=300 m3/.h P=250Pa时 漏风量18m3/.min=1080 m3/.h多叶排烟口（280关阀）P=250Pa时 漏风量1090 m3/.h板式排烟口（无280关阀功能）P=250Pa时 漏风量730m3/.hC排烟风机在“建规”第9.4.8条；“高规”第8.4.7条、8.4.12条；汽车库、修车库、停车场设计防火规范第8.2.4条、8.2.5条以及人民防空工程设计防火规范第6.6节对排烟风机的设置都有明确规定：1排烟风机的全压应满足排烟系统最不利环路的要求，排烟风机的排烟量应加入系统的漏风量，一般系统的漏风量约为10-20%的计量排烟量；2排烟风机可采用离心风机或排烟专用轴流风机；3排烟风机应能在280的环境条件下连续工作不少于30分钟；4排烟风机入口处得总管上应设置当烟气温度超过280时能自动关闭的排烟防火阀，该阀应与排烟风机连锁，当该阀关闭时，排烟风机立即停止运转。浙江省2006年浙江省消防工程技术专家组研讨会纪要还规定：“公共建筑（含汽车库）内排烟机房和正压送风机房应与其它部位进行防火分隔（风机设置在室外的除外）。”这对排烟机房的设置提出了明