[文学研究]建筑防排烟系统设计杂谈

建筑防排烟系统设计杂谈,河南智博建筑设计有限公司 杨东辉,建筑防火系统构成,火灾前的预防 预防措施包括根据建筑火灾危险性类别、重要性、疏散与扑救难度等因素确定其耐火等级、耐火构造，划分防火分区，设置疏散路径与避难空间，确定防火间距，布置消防车道等。火灾时的措施 火灾时的措施包括火灾自动报警、自动灭火、防排烟系统、室内外消火栓、室内灭火器等。,建筑防排烟系统的任务,防排烟系统属于火灾时的措施首要任务保证人员疏散 火灾区域、水平疏散通道、垂直疏散通道、 避难区域其他任务 火灾救援、火灾扑救、 不破坏火灾预防系统完整性,建筑防排烟系统的任务,保障措施 产生烟气区域排烟 房间、水平疏散通道等 不产生烟气区域防烟 垂直疏散通道、避难区域保障条件 单点火灾、火灾初期、一定时间。,工程设计做法讨论,防烟分区的划分问题规范：每个防烟分区的面积不宜超过500问题：防烟分区面积划分得很小合理吗？错误做法：为了减小排烟系统风量，在设计大空间的排烟系统时，将排烟分区划分得很小，更为典型的是设计地下车库排烟系统时把突出楼板下高度超过500mm的结构梁当做挡烟垂壁，划分出数量众多的防烟分区。,工程设计做法讨论,防烟分区的划分问题错误原因： 烟气产生量与火灾热释放量有关，过小的防烟分区其储烟仓容积不能容纳火灾产生的烟气量，必然会产生烟气蔓延，挡烟垂壁已经失去了防烟分区的作用。 错误理解规范中“挡烟垂壁高度不得小于500毫米”的要求，仅为基本条件，挡烟垂壁不宜高于排烟系统排烟口。,工程设计做法讨论,防烟分区的划分问题建议做法： 按性能化设计方法计算排烟量。对于一定的使用功能房间，可以确定其火灾热释放量，根据建筑层高、清晰高度等条件可以计算烟气产生量和需要的排烟量。 从便于工程设计角度，可以按常规条件计算出常用功能区域排烟量，将其规定为最小排烟量，根据最小排烟量套用单位地板面积排烟量指标反过来确定最小排烟分区面积。,工程设计做法讨论,排烟风管穿越防火分区问题规范：通风、空调系统风管道穿越防火分区等处应设置防火阀。问题：排烟风管穿越防火分区如何处理？分析需求：风管道设置防火阀的目的是保证建筑被动防火系统完整有效。按目前国内执行的通风与空调工程施工及验收规范要求的排烟风管制作材料，排烟风管耐火时间不能满足要求，在管道穿越防火分区等处应采取措施。,工程设计做法讨论,排烟风管穿越防火分区问题方案一：设置防火阀， 但增设防火阀会增加其 误动作导致排烟系统故 障的风险。方案二：采用耐火极限 符合一定要求的排烟风 管,取代防火分区间的 防火阀。如图所示。,工程设计做法讨论,排烟风管穿越防火分区问题方案二中风管耐火时间： 穿越一般防火分区的，风管耐火时间1.5h。（与防火阀耐火时间相当） 穿越前室、楼梯间等重要场所的，风管耐火时间2h。,工程设计做法讨论,消防风机设置场所问题规范：高规：排烟风机应保证在280时能连续工作30min建规：排烟风机应能在280的环境条件下连续工作不少于30min问题：规定不清晰，280是指通过风机的烟气温度还是风机所处的环境温度？风机耐火极限：现行行业标准消防排烟风机耐高温试验方法GA211-2009进行风机内部耐受高温气流试验。说明风机不具备耐受外部烟火侵袭能力。,工程设计做法讨论,消防风机设置场所问题错误做法：排烟风机或汽车库排风兼排烟风机，为了不占用机房面积，直接吊装在未采取保护措施的室内空间内，排烟风机直接受烟火威胁。正确做法：设置排烟风机房；采取保护措施。 需注意一个是要能够打开围合空间以满足风机检修要求，一个是需要引入冷却风的风机要从室外或其他防烟分区引入冷却风。 消防有关的风机如加压送风机、排烟补风机等均应得到防护，保证发生火灾时正常运行。,工程设计做法讨论,地下室排烟问题规范：地下室不具备自然排烟条件房间总面积大于200m2的应设机械排烟问题：如何排烟？正确做法：在疏散走道和面积大于50m2的房间设置机械排烟口，其他房间不设置排烟口。排烟量应取最大面积房间按照火灾模型或按所有房间面积60m3/m2计算确定。,工程设计做法讨论,地下室排烟问题理由：面积小于50m2的房间人员疏散距离短、人员数量少、疏散速度快，在发生火灾时有充足的时间逃生，无须设置排烟口。不设置排烟口的房间，其烟气可通过房间门洞溢出到走道，由走道排烟口排出。,工程设计做法讨论,地下室排烟问题问题做法：房间与走廊隔墙上部设置花格墙，地下室上部形成连通空间，排烟口出排烟机房后就近设置，排烟量按地下室面积60m3/m2计算。原因：上部墙体连通后，地下室实际变成一个大空间，事实上等同于没有走廊，建筑专业疏散距离计算由从房间门至安全出口20m变成了地下室内最不利点至安全出口15m，而且计算时，还要考虑走廊下部隔墙对疏散的影响，因此在实际工程中很难做到。,工程设计做法讨论,排烟方式问题规范： 排烟口距防烟分区内最远点水平距离不应大于30m问题：部分区域排烟距离满足自然排烟要求的防烟分区怎么办？做法：重新划分防烟分区或全部机械排烟。 原则是保证同一防烟分区内采用相同的排烟方式。,工程设计做法讨论,排烟方式问题理由：规范中自然排烟一节中未明确规定排烟距离，但是从烟气流动角度而言，机械排烟强制流动通常比自然排烟效果好，可以理解为自然排烟距离不应该大于机械排烟距离。当自然排烟窗口距防烟分区内最远点30米时，已经不能保证排烟效果，必须采取措施。,工程设计做法讨论,排烟方式问题例一：长度超过30m且仅一端有可开启外窗的内走道。错误做法：不设置防烟分区，距外窗30m以内区域自然排烟，距外窗30m以外机械排烟。原因：当机械排烟系统启动时，自然排烟窗不能排烟，导致走道排烟量不足，不能保证人员疏散需要的清晰高度。建议做法：由于走道排烟量相对小，比较简单的做法是整个走道都采用机械排烟方式。,工程设计做法讨论,排烟方式问题例二：进深超过30m的大空间区域（例如商场）错误做法：同一防烟分区内，距外窗30m以内区域自然排烟，距外窗30m以外机械排烟。原因：当机械排烟系统启动时，自然排烟窗不能排烟，导致防烟分区排烟量不足，不能及时排除烟气。建议做法：由于全部采用机械排烟方式会大幅增加排烟量，宜按自然排烟区域和机械排烟区域划分防烟分区，并分别按要求设置排烟设施。,工程设计做法讨论,自然排烟外窗的面积计算规范：可开启外窗面积问题：如何计算可开启外窗面积？错误做法：直接把窗洞口面积作为可开启外窗面积。要求：暖通工程师要了解窗户开启方式及面积，要掌握各种类型排烟窗有效排烟面积计算方法。,工程设计做法讨论,自然排烟外窗的面积计算Fp=Fcsin旋窗按水平投影面积计算侧推窗按垂直投影面积计算顶升窗按一半周长乘顶升高度计算侧墙顶开窗按窗洞宽度乘顶出距离计算顶升窗、顶开窗计算排烟面积不得大于窗洞面积上旋窗不能作为排烟窗中旋窗转轴以下开口面积不计入有效排烟面积,工程设计做法讨论,自然排烟外窗的面积计算,工程设计做法讨论,压差控制规范：防烟楼梯间余压值为4050Pa，前室等为2530Pa。应对措施：（1）在前室通往室内走道隔墙上设置余压阀（2）监控前室与走道间压差，调节风机转速（3）监控送风总管压力，调节风机转速（4）监控送风总管压力，调节旁通阀开度,工程设计做法讨论,压差控制分析：（1）实施简便、响应迅速、可靠性高，推荐采用（2）（4）相对复杂、压力检测困难（尤其是检测前室与室内走道之间压差）、反应稍慢（尤其是采用旁通风阀调节），不建议采用。注意：选择风量压头曲线陡的风机，防止送风至近端前室且防火门开启时风量过大。,工程设计做法讨论,加压送风机及进风口位置规范：加压送风机新风入口不受烟、火威胁。工程做法：加压送风机设置于建筑屋顶的风机房内或设置于屋面上，新风入口位于建筑屋顶上。存在问题：有火灾案例表明，在建筑发生火灾时，烟气包围了整个建筑，自然浮升到屋顶，设置于屋顶的加压送风机进风口淹没在烟气之中，送往楼梯间、前室的是烟气。,工程设计做法讨论,加压送风机及进风口位置正确做法： 将加压送风机设于建筑底部。对于需要分段加压的建筑，也应将加压送风机或其取风口全部设于建筑下部，通过垂直风道送到相应位置。,工程设计做法讨论,排烟、加压送风机房防护规范：设于高层建筑内的通风、空调机房应采用耐火极限不小于2h的隔墙、1.5h的楼板和甲级防火门与其他部位隔开。问题：消防用风机房防护需要进一步加强吗？有些审图单位要求为消防用风机房设置防烟前室。答案：不需要进一步加强。,工程设计做法讨论,排烟、加压送风机房防护理由：消防用风机房的防护是保证消防风机在发生火灾后一定时间内能够正常工作的手段，按通风、空调机房隔墙、楼板和防火门的耐火极限要求完全能够满足工作要求。发生火灾时，人员不可能进入风机房进行操作或维修，因此没有必要设置防烟前室。,工程设计做法讨论,车库通风兼排烟系统风口的设置规范：排烟口距最不利点水平距离不应超过30m错误做法：按上述要求布置很少的风口，同时负担平时排风及火灾排烟。存在问题：风口的设置能够满足排烟要求，但是忽略了平时通风功能。平时通风系统要求气流组织均匀，避免通风死角，因此风口的布置应根据平时通风需要布置。,工程设计做法讨论,地下多层车库间坡道的排烟问题1：地下一层与地下二层的坡道一般设有防火卷帘，建筑专业对于卷帘的设置位置一般没有特殊要求，但考虑到排烟，卷帘不宜设置在坡道的上端，宜设置在坡道的下端，这样坡道划分到上层车库，烟气向上聚集后排出。问题2：坡道两侧一般为实墙到顶，坡道内的最不利点在坡道下端尽头，坡道长度一般会超过30m，应注意排烟口的布置，或者要求建筑专业将坡道两侧的实墙降低至合适的高度。,工程设计做法讨论,排烟风管的连接做法工程实际中排烟风管连接设