第7章 防烟排烟通风.ppt

第七章 防烟排烟通风,7.1 概述,7.2 防烟通风设计,7.3 排烟通风设计,7.4 防排烟系统设施与控制,7.5 人防地下室通风设计,知识点: 控制烟气的各种方法；防火防烟分区的划分原则；防烟(正压送风)、机械排烟的设计要求；防排烟系统的设施及控制方法；人防地下室通风设计 学习目标 了解防火防烟分区的划分原则；了解控制烟气的各种办法；了解人防地下室通风设计；熟悉防排烟系统的设施及控制方法；掌握防排烟设计方法 重点及难点 重点：防火防烟分区的划分原则；防排烟设计 难点：人防地下室通风设计原则,7.1.1 作用与功能 7.1.2 防排烟设计依据及适用范围 7.1.3 防火和防烟分区 7.1.4 安全疏散 7.1.5 建筑物烟气流动特性 7.1.6 防排烟设计程序,7.1 概 述,7.1.1 作用与功能,烟气能致命,现代化的高层民用建筑，装修、家具、陈设等采用可燃物较多。 火灾时产生的烟气的主要成分为一氧化碳，人在这种气体的窒息作用下，死亡率很高。此外烟气遮挡人的视线，使人们在疏散时难以辨别方向。 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；而被人烧死的人当中，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。,烟气控制的目的: 保证人所在空间的烟气浓度在允许浓度之前,防止烟气可 能产生的危害,确保人们的安全疏散,为消防扑救创造条件. 基于以上目的, 采用2种途径对烟气进行控制,即防烟和排 烟. 防排烟系统的作用: （1）便于安全疏散 （2）便于灭火 （3）可控制火势蔓延扩大,尤其是高层建筑，因其自身的“烟囱效应”，使烟上升速率极快，如不及时排除，很快会垂直扩散到各处。因此，当发生火灾后，应立即使防排烟系统投入工作，将烟气迅速排出，并防止烟气窜入防烟楼梯、消防电梯及非火灾区内。,我国现行的建筑设计防火规范、人民防空工程设计防火规范、高层民用建筑设计防火规范、汽车库、修车库、停车场设计防火规范等是进行防排烟设计的依据，在设计、审核和检查时，必须结合工程实际，严格执行。 1.建筑设计防火规范使用于下列新建、扩建和改建的建筑： 1）9层及9层以下的居住建筑（包括设置商业服务网点居住建筑）； 2）建筑高度小于等于24.0m的公共建筑； 3）建筑高度大于24.0m的单层公共建筑； 4）地下、半地下建筑（包括建筑附属的地下、半地下室）； 5）厂房； 6）仓库； 7）甲、乙、丙类液体储罐（区）； 8）可燃、助燃气体储罐（区）；,7.1.2.1 防排烟设计依据,9）可燃材料堆场； 10）城市交通隧道。 不适用于炸药厂（库）、花炮厂（库）、人民防空工程、地下铁道、炼油厂和石油化工企业的生产区。 2.人民防空工程设计防火规范适用于下列新建、扩建和改建的人防工程： 1）商场、医院、旅馆、餐厅、展览厅、公共娱乐场所、小型体育场所和其他使用的民用场所等； 2）按火灾危险性分类属于丙、丁、戊类的生产车间和物品库房等。 3.高层民用建筑设计防火规范适用于下列新建、扩建和改建的高层建筑及其裙房： 1）10层及10层以上的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）；,2）建筑高度超过24m的公共建筑。 不适用于单层主体建筑超过24m的体育馆、会堂、剧院等公共建筑以及高层建筑中的人民防空地下室。 4.汽车库、修车库、停车场设计防火规范适用于新建、扩建、改建的汽车库、修车库、停车场的防火设计，不适用于消防站的车库防火设计。 当设计条件无法满足防火设计规范、或高层建筑高度超过250m时，采用特殊的防火措施或进行消防性能化设计，应提交国家消防主管部门组织专题研究及论证。,7.1.2.2 防排烟系统适用范围,自然排烟是利用房间或走道对外开启的窗或专为排烟而设置的排烟口进行排烟。 除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外，对靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和防烟楼梯间合用前室，有条件时应尽量采用自然排烟。,1 排烟设施的形式及设置要求,（1） 自然排烟,建筑分类,(1). 防烟楼梯间前室、消防电梯间前室可开启面积不应小于2m2, 合用前室不应小于3m2; (2). 靠外墙的防烟楼梯间,每五层内可开启外窗总面积之和不应小于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%; (4). 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%。 (5). 防烟楼梯间前室或合用前室，利用敞开的阳台，凹廊或前室内有不同朝向的可开启外窗自然排烟时，该楼梯间可不设防烟设施。,自然排烟的条件要求,图7-2 有不同朝向的可开启外窗防烟楼梯间合用前室,优点：构造简单、经济，不需要专门的排烟设备及动力设施；运行维修费用低；排烟口可以兼作平时通风换气用。对于顶棚高大的房间(中庭)，若在顶棚上开设排烟口，自然排烟效果好。 问题：排烟效果不稳定；对建筑设计有一定的制约；存在火灾通过排烟口向上层蔓延的危险性。,自然排烟的优缺点,根据高规的规定，对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： （1）无直接自然通风，长度超过20m的内走道或虽有直接自然通风，但长度超过60m的内走道； （2）面积超过100m2，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； （3）不具备自然排烟条件或净高度超过12m的中庭； （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200m2或一个房间面积超过50m2，且经常有人停留或可燃物较多的地下室。,（2） 机械排烟,排烟设计目的：为人们提供安全疏散通道，保证人的生命安全，为消防人员的扑救创造必要条件，并控制和减少火势蔓延，减少生命和财产的损失。,根据人民防空工程设计防火规范的规定，人防工程中要求在下列部位设置机械排烟设施： （1）建筑面积超过50m2，且经常有人停留或可燃物较多的地下各种房间、大厅或丙丁类生产车间； （2）总长度超过20m的疏散走道； （3）电影放映厅、舞台等。,高层建筑的下列部位要求设置独立的机械加压送风的防烟设施： （1）不具备自然排烟条件的防烟楼梯间，消防电梯前室或合用前室； （2）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； （3）封闭避难层（间）。 人防工程要求设机械加压送风防烟设施的部位有： （1）防烟楼梯间及其前室（或合用前室）； （2）避难走道及其前室。 设在高层建筑内的汽车停车库，其防排烟设计应符合国家汽车库、修车库、停车场设计防火规范的规定。 歌舞娱乐放映游艺场所应设置防烟、排烟设施。对于地下房间、无窗房间或有固定窗扇的地上房间，以及超过20m且无自然排烟的疏散走道或有直接自然通风、但长度超过40m的疏散内走道，应设机械排烟设施。,2 防烟设施的设置,机械防烟的设置,不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯前室或合用前室。,图7-4 不具备自然排烟条件的防烟楼梯间及其前室示意图,垂直疏散通道防烟部位设置,对于面积小，且其墙体、楼体耐火性能较好、密闭性好并采用防火门的房间，可以采取关闭房门使火灾房间与周围隔绝，让火势由于缺氧而熄灭的防烟方式。,3 密闭防烟,防排烟方式的主要差别(以前室为例): 自然排烟和机械排烟:将进入前室的烟气及时排出, 以此来保护楼梯间; 加压送风方式:拒烟气于前室之外，以此来保护楼梯间.,在建筑设计中，利用各种防火分隔设施，将建筑物的平面和空间分成若干个分区，称为防火分区。 当设有自动灭火系统时，上述面积可增加1倍。,7.1.3 防火和防烟分区,1 防火分区,竖向防火分隔设施主要有楼板、避难层、防火挑檐、功能转换层等，对于建筑物中的电缆井、管道井等竖向管井，除井壁材料和检查门有防火要求外，对于建筑高度不超过100m的高层建筑，其井内每隔23层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔；建筑高度超过100m的高层建筑，应在每层楼板处作相应的防火分隔。 水平防火分隔设施主要有防火墙、防火门、防火窗、防火卷帘、防火幕和防火水幕等，建筑墙体客观上发挥防火分隔作用。,防火分区划分原则 建筑设计划分防火分区时，每个防火分区之间可用建筑构件或防火分隔物隔断。防火分隔物可以是防火墙、耐火楼板、防火门、防火窗、防火卷帘、防火阀、排烟防火阀等。防火分区划分得越小，越有利于保证建筑物的防火安全。但如果划分得过小，则势必会影响建筑物的使用功能，这样显然是不可行的。防火分区面积大小的确定应考虑建筑物的使用功能及性质、重要性、火灾危险性、建筑物高度、消防扑救能力以及火灾蔓延的速度等因素。,为了将烟气控制在一定的范围内，利用防烟隔断将一个防火分区划分成多个小区，称为防烟分区。防烟分区是对防火分区的细分，防烟分区的作用是有效的控制火灾产生的烟气流动，它无法防止火灾的扩散。 根据高规的规定，设置排烟设施的走道及净高不超过6m的房间，要求划分防烟分区。不设排烟设施的房间（包括地下室）和走道，不划分防烟分区。防烟分区可通过挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下突出不小于0.5m的梁来划分。挡烟垂壁是用不燃材料制成，从顶棚下垂不小于0.5m的固定或活动挡烟设施。活动挡烟垂壁在火灾时因感温、感烟或其他控制设备的作用，能自动下垂。 一般每个防烟分区采用独立的排烟系统或垂直排烟道（竖井）进行排烟。每个防烟分区的建筑面积不宜超过500m2，且不应跨越防火分区。,2 防烟分区,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，如图7-5（a）所示；当建筑物净空较低时，宜采用活动式的挡烟垂壁，如图7-5（b）所示。,图7-5 挡烟垂壁示意图,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7-6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7-7所示。,图7-6 挡烟隔墙示意图,图7-7 挡烟梁示意图,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7-8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7-9所示。,图7-8 挡烟隔墙或挡烟垂壁 在顶棚内不隔断示意图,图7-9 挡烟隔墙或挡烟垂壁 在顶棚内隔断示意图,防烟分区划分原则 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。 设置防烟分区是，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。防烟分区一般应遵守以下原则设置：,1）不设排烟设施的房间（包括地下室）和走道，不划分防烟分区；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。 2）防烟分区不应跨越防火分区设施。 3）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。 4）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。,5）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500 m2，当顶棚高度在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400 m2。 6）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2000 m2，且防烟分区不应跨越防火分区。 7）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。 3.划分防烟分区的注意事项： 1）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。,2）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。 3）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。 4）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。 5）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。,7.1.4 安全疏散,建筑物发生火灾后，受灾人员需及时疏散到安全区域。疏散路线一般分为4个阶段：第1阶段为室内任一点到房间门口；第2阶段为从房间门口至进入楼梯间的路程，即走廊内的疏散；第3阶段为楼梯间内疏散；第4阶段为出楼梯间进入安全区。沿着疏散路线，各个阶段的安全性应当依次提高。,楼梯是建筑物中的主要垂直交通通道，根据防火要求可分为敞开楼梯间、封闭楼梯间、防烟楼梯间及室外楼梯等几种型式。, 房间门口 楼梯间 安全区,7.1.5 建筑物烟气流动特性,1、烟气流动的基本规律,1)、流体运动方程式与连续方程式,2)、压力差和中性面,假设相邻的充满静止空气的两个房间(如图所示),在两个房间内高度为z处的室内压力p1、p2由公式如下：,两房间的压力差为：,在两个压力相同（ ）之高度所在的水平面，称为中性面，则中性面的高度为：,在开口处的两侧有压力差时，会发生气流流动。与开口壁的厚度相比，开口面积很大的孔洞的气流流动，叫孔口流动。如图所示：,流量为：,根据伯努利方程：,因为开口内外压力之差：,则开口处流量：,流量系数，,称为有效面积；对门、窗洞口，一般,左右。,3)、开口处的烟气流动,在门洞等纵长开口处，当两个房间有温差时，其压力差是不同的，烟气流动随着高度不同而不同。 以中性面为基准面，测定高度h处的压差 为：,当开口宽为b， 时，中性面以上的h范围内房间2向房间1的流量m，取微小区间dh的积分：,4)、门口处的烟气流动,物质燃烧产生烟气，同时受热作用产生浮力，向上升起。升到平顶后转变方向，向水平方向扩散。这时，烟气的温度如果不下降，高温烟气与周围空气就明显地形成分离的层流，即形成两个层流流动。一般情况下，烟气与周围壁接触而冷却，加上冷空气的混入，促成烟气温度下降和扩散而使其稀释，同时向水平方向移动。 特别是在建筑物内，设有空调和机械通风，或由于室外风力引起的种种气流时，就使火灾中产生的烟气，随着建筑物内的这些气流进行流动。,2、烟气的扩散机理,烟气的扩散与周围条件有关，其扩散速度大致如下： （1）水平方向扩散速度 火灾初期，熏烧阶段为自然扩散，速度为0.1m/s左右。起火阶段为对流扩散，速度为0.3m/s左右。 火灾中期，高温火灾为对流扩散，速度为0.50.8m/s。 （2）楼梯等垂直部分流动速度：34m/s。意味着只需半分钟左右,烟气就可以从大楼的底层扩散到一栋超高层建筑的楼顶。可见,火灾时,大楼内烟气的扩散速度是非常之快的。,图7-13 在走廊流动过程中烟气的下降状态,烟气在走廊或细长通道中流动时，可以看到，从火源附近的顶棚面附近流动的烟气速度逐步下降的现象。这是由于烟气接触顶棚面和墙面被冷却后逐渐失去浮力所致。失去浮力的烟气首先沿周壁开始下降，最后在走廊断面的中部留下一个圆形的空间（参见下图）,3、烟气速度在走廊流动过程中的下降,烟气流动是因烟气受热引起的，即由火灾发生的高温烟气，由于浮力而上升，进而传送到上一层楼内。此时烟气的流动情况，很大程度上受建筑物的平面组成和开口状态（门窗），以及室外的气象条件等的影响。在确定烟气的流动状态时，从火灾房间流出的烟气可以看作为同温度的空气，即通过分析建筑物内的空气流动，即可大致掌握烟气的流动现象。,4、建筑物内烟气的流动状态与压力分布,在进行气流分布分析时，需考虑以下各部分的气流状态。 （1）通过窗户的气流； （2）各室之间的气流； （3）火灾层及其上下层的气流； （4）楼梯、电梯等竖井的气流。,图7-14 建筑物内的烟气流动 图7-15 建筑物内的气流,图7-14、图7-15是冬季室内气流分布的典型例子。建筑物有外墙面开口，地面开口，以及竖井与房间的开口等，通过这些开口而产生气流。,图7-16 建筑物内压力分布,首先分析建筑物的类型、功能特性和防火要求，了解建筑物的防火分区，并会同建筑设计专业共同研究合理的防排烟方案，确定防烟分区。 设计程序步骤如下： （1）分析建筑方案，了解防火分区 （2）确定防排烟对象场所 （3）研究确定防排烟方式 （4）划分防烟分区，计算防烟区面积 （5）确定补风方式，计算补风量 对自然排烟方式，需要校核有效排烟孔口面积；对机械排烟，需完成以下步骤： （1）计算排烟量 （2）布置管道、排烟口 （3）选定管道、排烟口尺寸 （4）绘制管道系统布置图 （5）计算管路阻力，选择排烟风机,7.1.6 防排烟设计程序,复习与讨论 防排烟通风的目的及主要的方式. 什么是防火分区和防烟分区?两者的区别如何? 安全疏散的路线如何?,设置楼梯间防烟加压系统的目的在于保持疏散通路安全无烟，特别是防烟楼梯间及其前室。在设计中给楼梯间（或楼梯间及其前室）加压送风，使得楼梯间的压力大于或等于前室的压力，前室的压力又大于走道的压力，并且在着火层的人员打开通往前室及楼梯间的防火门时，在门洞断面上保持足够大的气流速度，以便能有效地阻止烟气进入前室和楼梯间，保证人员通往安全通路进行疏散。,7.2 防烟通风设计,采用机械加压送风的防烟楼梯间及其前室，消防电梯前室和合用前室，应保持正压。且楼梯间的压力应等于或略高于前室，如图7-17所示。 设计时，应进行机械加压送风防烟方案分析及选择，结合建筑设计选择防烟效果好的布置方式。,图7-17 防烟楼梯间保持正压，走道排烟（机械或自然排）,防烟楼梯间及前室或合用前室要求具有一定的正压值，以防止烟气的扩散。这些部位的压差值需要控制在一定范围内。具体指标为： (1)防烟楼梯间为40-50pa； (2)前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层（间）为25-30pa。 在疏散过程中，当着火层前室或楼梯间的防火门打开时，为了能有效地阻止烟气进入前室和楼梯间，在该门洞断面处应该形成一股与烟气扩散方向相反，且有足够大流速的气流。为保证防烟效果，门的开启风速不应小于0.7m/s。,1 加压送风系统压力的确定,防烟加压系统送风量组成： （1）对加压空间的送风 通常是依靠风机通过风道分配给加压空间中必要的地方。这种空气必须吸自室外，并不应受到烟气污染。加压送风的空气不需作过滤、消声或加热等处理。 （2）加压空间的漏风 任何建筑空间的围护物，都不可避免地存在着不严密的漏风途径，如门缝、窗缝等。因此，加压空间和相邻空间之间的压力差必然会造成从高压侧到低压侧的渗漏。加压空间与相邻空间之间的严密程度将决定渗漏风量的大小。 （3）非正压部分的排风 空气由加压空间渗入相邻的非加压部分后，必须使空气与烟气顺利地流至建筑物外。如没有设置必要的渗漏出路，则加空间和相邻部分之间将难以建立正常的压力差。,2 加压送风量的确定,送风量是综合考虑维持楼梯间及前室等要求的正压值、维持门的开启风速不小于0.7m/s以及门缝漏风量等因素确定的。送风量通过计算或按高规中给出的值确定。计算通常采用压差法或流速法。 压差法是当防烟楼梯间及前室等疏散通道门关闭时，按保持疏散通道合理的正压值来确定加压送风量，计算式如下：,式中 ly保持正压要求所需加压送风量（m3/h）； p门、窗两侧的压差值（pa）； m指数，对于门缝及较大漏风面积取2，对于窗缝取1.6； f门窗缝隙的计算漏风总面积（m2），见下表7-4；,1、压差法,表7-4 四种类型标准门的漏风面积,风速法是按开启着火层疏散门时应保持该门洞处一定的风速来计算加压送风量。计算式如下：,当计算值与规范中值不一致时，应取其中较大值。 当剪刀楼梯间合用一个风道时，风量按2个楼梯间风量计算，送风口分别设置。封闭避难层（间）的机械加压送风量按避难层净面积每m2不小于30m3/h计算。层数超过32层的高层建筑，其送风系统和送风量应分段设计。,2、流速法,f每个门的开启面积（m2）; 开启门洞处的平均风速，取0.71.2（m/s）； a背压系数，根据加压间密封程度取0.61.0； b漏风附加率，取0.10.2； n同时开启门的计算数量。20层以下建筑物取2，20层及以上时取3。,式中,1）高层建筑防烟楼梯间及其前室、合用前室和消防电梯间前室的机械加压送风量应由计算确定或按表7-58 的规定确定。当计算值和本表不一致时，应按计算值与表值中的较大值确定。 2）高层厂房和甲、乙、丙类多层厂房，建筑高度大于32m且任一层人数超过10人的高层厂房的地下商店和设置歌舞娱乐放映游艺场所的地下建筑等的防烟楼梯间当不能天然采光和自然通风时机械加压送风量详见表7-9。 3）人民防空工程的防烟楼梯间的机械加压送风量不应小于25000 m3/h。当防烟楼梯间与前室或合用前室分别送风时，防烟楼梯间的送风量不应小于16000 m3/h，前室或合用前室的送风量不应小于12000 m3/h。,3.加压送风量控制标准,防烟楼梯间、前室或合用前室的最小机械加压送风量 表7-9,防烟楼梯间的加压送风口每隔23层设一个，风口应采用自垂式百叶风口或常开百叶式风口；采用后者时，加压风机的压出管上应设置止回阀。 前室的送风口应每层设置。每个风口的有效面积按1/3系统总风量确定。当设计为常闭型时，发生火灾时开启着火层及相邻层的风口。风口应设手动和自动开启装置，并应与加压送风机的启动装置联锁。每层风口也可用常开百叶式风口，此时应在加压送风机的压出管上设置止回阀。,3 加压送风口的设置,机械加压送风系统因不是常开，对噪声影响可不予考虑，故允许比一般通风的风速稍大些。对于金属风道，风速不大于20m/s，一般控制在14m/s左右；对于内表面光滑的混凝土等非金属材料风道，风速不大于15m/s，一般建筑风道风速控制在12m/s左右。 加压送风口的风速不宜大于7m/s。,4 加压送风系统的风速,（1）机械加压送风的防烟楼梯间、前室及其与消防电梯合用的前室，宜分别独立设置送风系统。在同一个防火分区内，所有前室允许设计一个送风系统。 当防烟楼梯间、前室及其与消防电梯合用的前室的送风系统必须共用一个系统时，应在通向前室或合用前室的支风管上设置压差自动调节装置。 （2）剪刀楼梯间加压送风系统可合用一个风道，其风量应按两个楼梯间风量计算，送风口应分别设置。 （3）超过32层的高层建筑，其送风系统及送风量应分段设计。 （4）防烟楼梯间的加压送风口，宜每隔2-3层设一个，地下部分宜每层设一个。 风口宜采用直垂百叶或常开百叶式风口，当采用常开百叶式风口时，应在加压送风机的压出管上设置止回阀。设有带自垂百叶的送风口时，加压送风系统可不设止回装置。,5 防烟设计注意事项,（5）前室的送风口应每层设置一个。每个送风口的有效面积，应按系统总风量除以火灾时的开启门的数量，并按风口风速7m/s确定，火灾时门开启数量，20层次下为两个；20层次以上为三个（火灾层及上、下层）。 前室宜设置常闭型加压送风口，才容易保证前室的正压值，常闭型加压风口应设置手动和在消防控制室遥控的自动开启装置，并与加压送风机的启动装置联锁，前室与走道之间应设限压装置，手动开启装置宜设在距地面0.8-1.5m处。 （6）设有带自垂百叶的送风口时，加压送风系统可不设单向装置。 （7）加压送风系统的管道上不应装设防火阀。,（8）加压送风系统应采用金属风道，不应采用砖砌土建风道，以避免漏风。有条件时可采用钢筋混凝土风道，内表面应平整光滑，无突出物或构件。 （9）金属风道风速不应大于20m/s；当采用风表面光滑的风道时，风速不应大于15m/s，漏风量应小于10%左右，金属风道应设在土建管道井内。 （10）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。,(11)机械加压送风机的全压，除计算最不利环路管道压力损失外，尚应有余压。规范中规定的余压值应符合下列要求: 前室、合用前室、消防电梯前室、封闭避难层（间）为2530pa； 防烟楼梯间为4050 pa。 （12）当加压送风系统的余压超过规范规定的余压值较多时，宜设泄（限）压装置，可采用如下方法： 可设置泄压阀； 可通过在楼梯间或前室适宜位置的压力传感器，控制加压送风机出口的旁通阀，旁通多余压力。,7.3 排烟通风设计,机械排烟是使用排烟风机进行强制排烟。它由挡烟壁、排烟口、防火排烟阀门、排烟风机和排烟出口组成。,7.3.1 机械排烟系统的组成,图7-18 排烟系统组成图,据有关资料介绍，一个设计优良的机械排烟系统在火灾时能排出80%的热量，使火灾温度和有害烟气大大降低、并提高了火场的能见距离，从而对人员安全疏散和扑救起着重要的作用。为了确保机械排烟系统在火灾时能有效地发挥作用，应对机械排烟部位的确定、防烟分区的划分、排烟口的位置、风道等的设计，进行认真地考虑与分析。,机械排烟可分为局部排烟和集中排烟两种。局部排烟方式是在每个房间内设置风机直接进行排烟，集中排烟方式是将建筑物划分为若干个区，在每个区内设置排烟风机，通过风道排出各房间的烟气。 机械排烟系统的排烟量按建筑防烟分区面积进行计算，而建筑中庭的机械排烟量则按中庭体积进行计算。 选择排烟风机，应附加漏风系数，一般采用10%30%。排烟风机的全压按排烟系统最不利管道进行计算。,1、排烟方式,2.机械排烟的排烟量,7.3.2 排烟系统的设计,对于系统担负一个防烟分区排烟或净空高度大于6m的不划分防烟分区的房间排烟时，机械排烟量应按每m2不小于60m3/h计算，且单台风机最小排烟量不应小于7200m3/h；当系统担负两个或两个以上防烟分区排烟时，机械排烟系统的排烟量应按最大防烟分区面积每m2不小于120m3/h计算（对每个防烟分区的排烟量仍然按防烟分区面积每平方米面积不小于60m3/h计算）。 车库的排烟量按汽车库、修车库、停车场设计防火规范的规定，换气次数取不小于6次/h计算。,当补风通路阻力不大于50pa时，可自然补风；当补风通路的空气阻力大于50pa时，应设置火灾时可转换成补风的机械送风系统或单独的机械补风系统，补风量不宜小于排烟量的50%。地下室一定要设置补风系统。,3.机械排烟系统的补风,4.机械排烟系统的布置,1.排烟系统的布置 1）机械排烟系统的设置原则： (1）横向宜按防火分区设置； (2）竖向穿越防火分区时，垂直排烟管道宜设置在管井内； (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）的规定。 2）走道与房间的排烟系统宜分开设置，走道的排烟系统宜竖向布置，房间的排烟系统宜按防烟分区布置。 3）排烟气流、排烟所需的补风气流及机械加压送风的气流应合理组织，应尽量考虑火灾时的烟气流动方向与疏散人流方向相反。,4）机械排烟系统与通风、空气调节系统宜分开独立设置。若合用时，必须采取可靠的防火安全措施，并应符合排烟系统要求。如设有在火灾时能将通风和空气调节系统自动切换为排烟系统的装置。 5）为防止风机超负荷运转，排烟系统竖直方向可分成多个系统，但是不能采用将上层烟气引向下层风道的布置方式。 6）每个排烟系统设有排烟口的数量不宜超过30个。 7）排烟风机和用于排烟补风的送风风机，宜设置在通风机房内。为确保防排烟系统在火灾时的安全运行，本防烟分区内的排烟系统和用于排烟的补风系统不宜设置在该防烟分区内 8）机械加压送风防烟系统和排烟补风系统的室外进风口宜布置在室外排烟口的下方，且高差不宜小于3.0m；当水平布置时，水平距离不宜小于10.0m。,2.排烟口 1）排烟口或排烟阀应按防烟分区设置。 2）排烟口应尽量设在防烟分区的中心部位，排烟口至该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m，如图7-19所示。 3）在排烟支管上应设有当烟气超过280c时能自行关闭的排烟防火阀。 4）排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上，且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小水平距离不应小于1.50m；设在顶棚上的排烟口，距可燃构件或可燃物的距离不应小于1.00m。 5）为防止顶部排烟口处的烟气外溢，可在靠近排烟口的来烟气流的另一侧装设防烟幕墙，起到排烟口蓄烟和防止向别处扩散的作用，如图7-20所示。 6）排烟口的风速不宜大于10.0m/s。,图7-19 排烟口距最远点的水平距离,图7-20 防烟幕墙与排烟口位置,7）排烟口或排烟阀应与排烟风机连锁，当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能自行启动。 8）排烟口的尺寸，可根据烟气通过排烟口有效断面时的速度不宜大于10m/s进行计算确定。排风速度愈高，排出气体中空气所占的比率愈大，排烟口的最小面积一般不应小于0.04m2。 9）同一防烟分区内设置数个排烟口时，要求做到所有排烟口能同时开启，排烟量应等于各排烟口排烟量的总和。 10）排烟口平时关闭时，应设置有手动和自动开启的装置。,(1) 风道不应穿越防火分区。垂直穿越各层的竖风道应用耐火材料构成的专用或合用管道井或采用混凝土风道。 (2) 在排烟时，风道不应变形或脱落。风道材料宜采用镀锌钢板或冷轧钢板，也可采用混凝土制品，风道应具有良好的气密性。其配件应采用钢板制作。 (3) 当采用钢板风道时，风速不应大于20m/s；采用内表面光滑的建筑风道（宜采用混凝土风道）时，不应大于15m/s。 (4) 与防火阀门连接的排烟风道，穿过防火楼板或防火墙时，风道厚度应采用不小于1.5mm的钢板制作。 (5) 排烟风道应采用非燃材料进行保温，采用玻璃纤维材料时，保温层厚度不应小于25mm。 当排烟风机的设置地点为耐火构造，且其热量向周围传递，不致于发生事故时，机壳外可不保温。,3.排烟风道,(6) 排烟风道在穿越排烟机房楼板或防火墙处，应设置温度达到280时即关闭的防火阀门，在便于检查阀门的部位，应设置检查口，应符合防火阀门的动作，宜通过烟感器，温感器或温度熔断器来控制，其中以熔断器最为可靠。 (7) 烟气排出口的设置，应根据建筑物所在处的条件（风向，风速，周围的建筑物以及道路状况等）来考虑，既不能将排出的烟气直接吹在其他建筑上，也不能妨碍人员避难和灭火活动的进行，也不能让排出烟气再被通风或空调设备吸入，此外，必须避开有燃烧危险的部位。 当烟气排出口设在室外时，应考虑有防止雨水、虫鸟等侵入的措施，并要求在排烟时坚固而不脱落。,高规与新汽车库防火规范中关于车库的排烟设置：,（1）应划好防火分区与防烟分区，这是地下汽车库机械排烟系统设计的依据条件。排烟量的计算、系统的配备大小及风机的选择与此有关，防烟分区的划分原则，是要使系统的配备和烟量计算合理。 （2）要处理好防烟分区的面积和机械排烟量的关系。 （3）系统布置既要满足机械排风功能又要满足机械排烟功能，同时后者更为重要。 （4）在能满足排烟控制的条件下，系统防火阀的设置越少越好。 （5）系统风机的选择以优先选用变速风机为好。 （6）要特别注意地下车库内气流的组织：既要满足机械通风，又要满足机械排烟的要求。,5、地下汽车库设计注意事项,7.3.3 通风空调系统的防火及火灾时的一般处置方法,1、通风空调系统设计时，应注意以下几个方面： （1）空气中含有易燃、易爆物质的房间,其送、排风系统应采用相应的防爆型通风设备;当送风机设在单独隔开的通风机房内且送风干管上设有止回阀时,可采用普通型通风设备,其空气不应循环使用。 （2）通风、空调系统,横向应按每个防火分区设置,竖向不宜超过五层,当排风管道设有防止回流设施且各层设有自动喷水灭火系统时,其进风和排风管道可不受此限制。垂直风管应设在管井内。,（3）下列情况之一的通风、空调系统的通风管道应设防火阀： 管道穿越防火分区； 穿越通风、空气调节机房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处； 垂直风管与每层水平风管交接处水平管段上； 穿越变形缝处的两侧。,（4）防火阀的动作温度宜为70。 （5）厨房、浴室、厕所等的垂直排风管道，应采用防止回流的措施，或在支管上设置防火阀。 （6）通风、空气调节系统的管道等，应采用不燃材料制作，但接触腐蚀性介质的风管和柔性接头，可采用难燃材料制作。,（7）管道和设备的保温材料、消声材料和粘结剂应为不燃烧材料或难燃材料。 （8）风管内设有电加热器时，风机应与电加热器连锁。 （9）排烟道、排风道、管道井应分别独立设置。 （10）建筑高度不超过100m的高层建筑管道井应每隔23层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作为防火分隔。 （11）管道井与房间、走道相通的孔洞，其空隙处应用不燃材料填塞密实。,2、火灾时通风空调系统的一般处置方法 火灾时，为了保证火势和烟气不致蔓延，火灾尽快扑灭，烟气顺利排走，通风空调系统一般都停止运行。特别是空调系统停止运行后，才不致使烟气温度过快降低而沉降到工作区。通风空调系统停止运行后，管道上的防火阀自动关闭，就可以切断火势和烟气到处蔓延。,7.3.5 通风空调系统与防排烟系统的兼用,1、兼用的优点 1）兼用将提高建筑物的有效利用率和提高空间净高。 兼用可充分利用通风空调系统的管道和设备，节省建设费用，减少占用空间。 2）兼用可提高系统的可靠性 兼用系统平时按空调通风工况运行，在火灾发生时，通过必要的切换装置转换为排烟工况。除必要的检修外，系统始终处于运行状态,提高了系统的可靠性。,2、兼用的可能性 1）几种典型空调系统实现兼用的可能性 （1）单风道系统 （2）风机盘管系统 （3）变风量系统,2）通风系统实现兼用的可能性 通风系统换气次数一般均较空调系统大。卫生间等的换气仅为自身空间的小风量换气，用于排烟的价值不大。可是厨房（30-60次）、车库换气等输送的风量相当大，用于排烟的价值就比较大。 通风系统简单，大多为排风系统，这与排烟系统是类似的，仅在耐热性能上差异大。如果均按排烟要求采用耐热材料与耐热措施，则排烟系统与排风系统完全可以兼用。,3、兼用的方式 兼用主要指将平时的通风空调系统在火灾时用于防排烟。其方式可分为积极地将烟排除的方式以及建立一定压力差以阻止烟气流入安区区的方式。 前者称为排烟，后者称为防烟。两者均是利用压力差来控制烟的流动。,图7-21 厨房排风系统与排烟系统兼用,（1）利用送风系统加压防烟 该兼用系统能够用于加压的风量与通常的空调送风量相等，因此,该方式的加压是不充分的。该方式适用于单风道系统，同时加压防烟的效果还取决于建筑物的气密性，对于诸如百货商场等存在大开口的场合,不宜采用该方式。,图7-23 送风系统加压,利用空调系统向楼梯间等必要的最小空间加压的方式。,图7-24 空调系统兼楼梯间加压送风,（2）利用楼梯间加压系统送风方式 考虑到建筑物地下室的内区部分不便加设送风机以建立独立的送风系统，而该区又往往有配备加压送风系统的防烟楼梯间。加压系统长期处于运行状态，提高了系统的可靠性。,图7-25 利用楼梯间加压送风系统送风,4、兼用的形式 一种是部分兼用（仅是管道兼用），风机单独设置,一种是全兼用形式，管道和风机均兼用。,部分兼用形式没有充分利用通风空调系统资源，投资较高。全兼用形式充分利用通风空调系统资源，投资节省，但必须解决通风量和排烟量不一致的阻力问题。,图7-26 部分兼用形式,图7-27 全兼用形式,思考题 1）加压送风量的计算方法及思路； 2）机械排烟量确定方法及排烟口设置的原则； 3）地下车库排风排烟量的计算及排风排烟形式； 4）通风空调系统与防排烟系统兼用的优点及形式。,多叶排烟口（送风口）外形示意图及电源图如图7-28所示，排烟口安装示意如图7-29所示。其内部为阀门，外部为百叶窗。,7.4 防排烟系统设施与控制,7.4.1 防排烟设施,图7-28 多叶排烟口（多叶送风口）,图7-29 排烟口安装示意图,1 送风口（排烟口）,平时是关闭的，火灾时，自动开启，装置接到感烟（温）探测器通过控制盘或远距离操纵系统输入的电气信号（dc24v）后，电磁铁线圈通电，多叶排烟口（送风口）打开；手动开启为就地手动拉绳使阀门开启。阀门打开的后，其联动开关接通信号回路，可向控制室返回阀门已开启的信号或联动控制其他装置。在执行机构的电路中，当烟气温度达280时，熔断器动作，排烟口（送风口）立即关闭。当温度熔断器更换后，阀门可手动复位。,工作原理：,目前已有防烟防火阀、防烟防火调节阀、排烟防火阀、防火调节阀、排烟阀、防烟阀等，常用的有排烟防火阀和防烟防火阀。,2 排烟防火阀与防烟防火阀,图7-30 排烟防火阀(一),图7-31 排烟防火阀(二),(1) 排烟防火阀的构造 排烟防火阀由阀体和操作机构组成，如图7-30和图7-31所示。,1.排烟防火阀,1）自动开启：当联动的烟（温）探测器将火灾信号输送到消防控制中心的控制盘上后，由控制盘再将火灾信号输入到自动开启装置的a线端cd（24v），当a线端接受火灾信号后，电磁铁线圈通电，动铁芯吸合，使动铁芯挂钩与阀门叶片旋转轴挂钩脱开，阀门叶片受弹簧力作用迅速开启同时微动开关动作，切断电磁铁电源，并接通阀门关闭显示线接点，将阀门开启信号返回控制盘；连动通风，空调机停止运行，排烟风机启动。 2）手动控制；手动操作装置上的拉绳使阀门叶片开启。控制操作装置上的复位把手可使阀门叶片手动复位。,(2) 工作原理,3）温度熔断器的关闭动作：温度熔断器安装在阀体的另一侧，溶断片设在阀门叶片的迎风侧，当管道内空气温度上升到280时，温度熔断片熔断，阀门叶片受弹簧力作用而迅速关闭，同时微动开关动作，显示线同样发生关闭信号，可联动通风，空调风机关闭。 (3)适用场所及作用 用于排烟系统的管道上和排烟风机的吸入口，平时处于常闭状态，发生火灾时，自动或手动开启，进行排烟，当排烟温度达280时，温度熔断器动作，再将阀门关闭，隔断气流。,(1) 防烟防火阀构造 一般有两种类型，一种为矩形，一种为圆形，其内部由阀体和操作装置组成，如图7-32为矩形阀门，图7-33为圆形阀门。,图7-32 矩形防烟防火阀构造,图7-33 圆形防烟防火阀构造,2.防烟防火阀,(2) 工作原理 1）自动关闭：当发生火灾时，由探测器向消防中心发出火警信号，控制中心将信号送至自动开启装置dc24，阀门关闭； 2）手动半闭：就地操作拉绳使阀门关闭； 3）温度熔断器动作自动关闭：当温度达到703时,熔断器动作，使阀门关闭。 阀门可通过手柄调节开启程度，以调节风量，阀门关闭后其联动接点闭合，接通信号电路，可向控制室返回阀门已关闭的信号或对其他装置进行联动控制。 4）手动复位：在执行电路中，熔断器更换后，阀门可手动复位。 (3) 适用范围及作用 用于有防烟防火要求的通风，空调系统的风管上，平时处于开启状态，当火灾时，通过探测器向消防中心发出信号，接通阀门上dc24v电源或温度熔断阀门关闭，或人工将阀门关闭，切断火焰和烟气沿管道蔓延。,(1) 构造 防烟垂壁由铅丝玻璃、铝合金、薄不锈钢板等配以电控装置组合而成，其外形如图7-34所示。挡烟垂壁下垂不小于50cm。 (2) 工作原理 自动控制时，从感烟探测器或联动控制盘发来指令信号，电磁线圈通电把弹簧锁的销子拉进去，开锁后防烟垂壁由于重力的作用靠滚珠的滑动而落下，下垂到90，手动控制时操作手动杆也可使弹簧锁的销子拉回开锁，防烟垂壁落下。把防烟垂壁升回原来的位置即可复原，将防烟垂壁固定住。 (3) 适用场所及作用 用于高层建筑防火分区的走道（包括地下建筑）和净高不超过6m的公共活动用房等，起隔烟作用。,3 防烟垂壁（或称挡烟垂壁）,图7-34 挡烟垂壁活动示意图,(1) 防火门的构造及原理 防火门由防火门锁、手动及自动环节组成，如图7-34所示。 防火门锁按门的固定方式可分为两种：一种是防火门被永久磁铁吸住处于开启状态，当发生火灾时通过自动控制或手动关闭防火门。另一种是防火门被电磁锁的固定销扣住呈开启状态。发生火灾时，由感烟探测器或联动控制盘发出指令信号使电磁锁动作，或用手拉防火门使固定销掉下，门关闭。,图7-35 防火门示意图,4 防火门,(2) 电动防火门的控制要求 1）重点保护建筑中的电动防火门应在现场自动关闭，不宜在消防控制室集中控制（包括手动或自动控制）。 2）防火门两侧应设专用感烟探测器组成控制电路。 3）防火门关闭后，应有关闭信号反馈到区控盘或消防中心控制室。 防火门设置实例如图7-36所示。图中s1s4为感烟探测器，fm1fm3为防火门。当s1动作后，fm1应自动关闭；当s1或s3联动后，fm2应自动关闭，当s4动作后fm3应自动关闭。,图7-36 防火门设置示意图,如图7-37所示。电动安全门平时关闭，发生火灾后可以通过自动或手动控制将门打开。 自动控制：当火灾时，由感烟探测器或联动控制盘发来指令信号，接通电磁线圈使其动作，弹簧锁的固定锁离开，弹簧锁可以自由旋转将门打开。 手动控制：转动附在门上弹簧锁按钮，可将门打开。,图7-37 防烟、防火门锁电路,5 电动安全门,如图7-38所示。排烟窗平时关闭，并用排烟窗锁（也可用于排烟门）锁住。当发生火灾时可自动或手动将窗打开。 自动控制：火灾时，感烟探测器或联动控制盘发来的指令信号将电磁线圈接通，弹簧锁的锁头偏移，利用排烟窗的重力（或排烟门的回转力）打开排烟窗（或排烟门）。 手动控制：火灾时，将操作手柄扳倒，弹簧锁的锁头偏移而打开排烟窗。,图7-38 排烟窗示意图,6 排烟窗,排烟窗安装在高层建筑靠外墙的防烟楼梯间前室、消防电梯前室和二者的合用前室。 排烟方式为自然排烟，排烟面积不小于2m2，公用前室不小于3m2。,防火卷帘设置在建筑物中防火分区通道口处，可形成门帘或防火分隔。当发生火灾时，可根据消防控制室、探测器的指令或就地手动操作使卷帘下降至一定位置，水幕同步供水（复合型卷帘可不设水幕），接受降落信号后先一步下放，经延时后再第二步落地，以达到人员紧急疏散、灾区隔烟、隔火、控制火灾蔓延的目的。卷帘电动机的规格一般为三相380v, 0.551.5kw,视门体大小而定。控制电路为直流24v。 防火卷帘分为中心控制方式和模块控制方式两种，感烟探测器报警控制模块动作电控箱发出卷门降一半信号感温探测器报警监视模块动作通过电控箱发出卷帘二步降到底信号。,7 防火卷帘门,排烟机、送风机一般由三相异步电动机控制。其电气控制应按防排烟系统的要求进行设计，通常由消防控制中心、排烟口及就地控制组成。高层建筑中的送风机一般装在设备房或屋顶，排烟机构装在设备房或顶层。 排烟系统的控制，由任一个排烟口的排烟阀开启后