高层民用建筑防烟楼梯间和消防电梯防排烟的方式.doc

高层民用建筑防烟楼梯间和消防电梯防排烟的方式作者：陆晶辉于春雨 2004-2-27 17:38:00摘要:对高层民用建筑设计中防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和合用前室的防排烟方式进行探讨，对有关设计的合理性做了介绍.关键词:高层建筑；楼梯间；防排烟；前室随着高层民用建筑的兴起，高层民用建筑的设计也越来越受到人们的关注.而高层建筑设计中的防排烟设计的合理与否，直接关系到整个建筑的安全，因此，防排烟的设计是高层民用建筑设计中十分重要的一部分.本文就高层民用建筑的防排烟设计进行了论述.高层建筑通常使用的垂直交通运输工具主要是电梯，当发生火灾时，除消防电梯设有事故备用电源仍能使用外，其余的载客、载货电梯为了防止火灾的垂直蔓延或因断电而停止使用，电梯厅用防火卷帘或防火门封隔起来，这时楼梯间就成为垂直安全疏散的主要通道.从高层建筑发生火灾的经验教训来看，敞开式楼梯间又是烟火垂直蔓延的主要通道.试验表明，如对烟气不加控制，烟气垂直扩散速度可达34m/s，100m的高层建筑，只需半分钟左右的时间，烟气就会从底层扩散到顶层.国内外的高层建筑火灾统计资料表明：在火灾死亡的人数中，大部分是被熏死的，这个比例最高达78.9%，因此排出火灾产生的烟气是防排烟设计的主要目的.这就要求高层建造的楼梯间既能防火又能防烟，才具有供人员安全疏散的功能；同时，消防电梯在火灾时是消防队员迅速到达火灾层和运送消防器材以及抢救人员等专用的垂直运输工具.所以，防烟楼梯间和消除电梯是高层建防排烟的重点部位，因此，搞好其防烟排烟设计，防止烟气侵入，对减少人员伤亡，进行灭火抢救和防止烟火垂直蔓延都是非常重要的.高层民用建筑采用的防排烟方式主要有自然防排烟和机械防排烟两种.1自然防排烟这种防排烟方式是利用自然条件在自然力的作用下，使火灾产生的烟气不能侵入到防烟楼梯间和消防电梯内.该方式没有机械通风设备，不受电源中断的影响，简单易行，造价较低.虽然其效果受室外风向、风速、气温和所在楼层的影响较大，但如果处理得当，还是能起到防排烟作用的，对于占数量较多的普通高层住宅，室内装修比较简单，房间小，围护结构耐火等级较高的建筑物，采用自然防排烟方式基本上能够达到保障安全、节省投资的目的，也符合我国目前高层建筑的实际情况.常用的自然防排烟方式有以下几种.(1)靠建筑物外墙建造的全敞开的室外防烟楼梯.(2)利用阳台或凹廊作为敞开前室的防烟楼梯间.(3)利用前室开窗排烟的防烟楼梯间.(4)不靠外墙的防烟楼梯间或虽靠外墙但不能开窗的前室的自然排烟，一般是设排烟竖井和过风竖井.但第四种方式中的自然排烟竖井与进风竖井需要占有很大的有效空间，布置起来也不方便，又降低了建筑的使用面积，所以，不易被设计人员所接受.2机械防排烟这种方式是利用通风机进行强制的防排烟，它不受室外气象条件影响，排烟效果稳定，但需要有专门的通风设备、可靠的事故用电源，自动控制装置、并需设专人维护管理.因此，造价和维护管理费较高，但由于烟风道所占有效空间小，特别是当楼梯间前室不靠外墙或虽靠外墙却不能开启时，这种方式易被采纳.但还需考虑以下几个方面的问题.2.1防烟楼梯间和消防电梯间前室的设置(1)发生火灾时，着火层以及上下层人员都奔向防烟楼梯间，造成楼梯间拥挤，这时前室就成为一个临时避难所.所以前室不仅要设量，而且面积又不能过小，我国现行规范规定前室面积不小于6m，全用前室面积不小于10m.(2)在防烟楼梯间设有前室，增加了一道走廊通往楼梯间的门，火灾发生时，能降低建筑物的烟囱效应，降低了烟气向上扩散的速度.(3)消防电梯前室(电梯厅、等候厅、过厅等统称为前室)是消防队员上楼后向火场进攻的出发点，一般在前室设有消防竖管、消火栓、消防水泵的启动按钮等消防设置.设有前室为消防队员迅速灭火和抢救伤员创造一定的有利条件.综上所述，前室的设置，不仅是保证防烟楼梯间和消防电梯无烟的需要，而且也是疏散、扑救和作为一个临时避难物所的需要，同时还能起到降低高层建筑物烟囱效应的作用.2.2机械防排烟的方式2.2.1机械排烟排烟是考虑人员进行疏散时带入前室的烟应及时排出，可当前室同时设有排烟系统和送风系统时，前室里的正压要由二者的风量比来保证，并要组织好前室内的气流，否则会因送风口与排烟口位置设置的不当而导致烟气不能顺利排出，而难以达到预期的排烟目的.2.2.2机械加压防烟机械加压防烟是在保持防烟楼梯间及其前室有足够的压力使火灾期间引起的烟气不能进入楼梯间及前室的基础上提出的.这样，在火灾期间，送入楼梯间及前室一定量的空气，就会将烟气排斥在楼梯间及前室之外.这种系统较简单，但有关风量、风速必须详细计算.2.3防烟楼梯间及其前室保持正压的方法2.3.1保持正压的部位从安全角度考虑，楼梯间及其前室都需要保持正压.但对靠外墙且有窗的楼梯间，当火灾发生后，因个别窗子开着或玻璃损坏，就难以保持所需要的正压值；当首层楼梯达不到封闭要求时也难以采用加压防烟的方法，这两种情况不宜采取保持正压方法.2.3.2保持的正压值通过国内外情况介绍和对其进行分析，认为为了防止烟气侵入和在火灾发生时妇女能够推拉开门，楼梯间应保持50Pa的压力；前室和消防电梯前室及合用前室保持25Pa左右正压较为合适.2.3.3门开启时通过门洞处的风速值对于门开启时通过门洞处的风速值，按我国高层民用建筑设计防火规范中推荐选取，该值为0.71.2m/s.2.3.4总风量的确定正压方式的送风量应分别按照门关闭时，保持给定的正压值(包括通过门窗缝隙和孔洞的漏风量)和门开启时，保持门洞处给定的风速值计算所需要的风量，取两者之中较大值.2.3.5送风系统和送风方式楼梯间及其前室、消防电梯前室和合用前室，正压送风系统应单独分开设置.为使楼梯间的压力分布均匀，从顶层开始每隔35层设一个送风口，一般多采用一台风机通过竖井，在竖井上开送风口或用分支管的集中送风方法.防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和合用前室的防排烟方式，很多国家都在研究、探讨，本文结合我国经济技术情况，提出一个粗线条的方法，供设计时参考.作者简介：