防排烟系统工程基础

1、第一章 防排烟系统工程基础 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 主要内容 o 烟气扩散与控制区域划分 o 防排烟的方式 o 自然排烟 o 负压机械排烟 o 正压送风排烟 o 全面通风排烟 o 排烟口 o 送风口与进风口 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 烟气扩散与控制区域划分 o 烟气的扩散 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 烟气扩散与控制区域划分 o 发生火灾时的首要任务是把烟气控制在一定 区域并迅速排出室外，以防止烟气蔓延到其 它区域尤其是疏散通道中。 o 排烟区：把火灾烟气控制在某特定区域并进 行排烟的区域。如起火区域。 o 防烟区：防止烟气的侵入。如非着火区，疏 散通道。 烟

2、气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 烟气扩散与控制区域划分 o 防火分区：指采用具有一定耐火能力的分隔 设施(如楼梯、墙体等)在一定时间内将火灾 控制在一定范围内的单元空间。 o 为控制烟气在建筑物内任意流动，需要利用 一些设备把防火分区划分为若干个防烟空间， 利用区内的排烟口把烟排除。 o 防烟分区：以屋顶挡烟隔板，挡烟垂壁或从 顶棚向下突出500mm的梁为界，从地板到 屋顶或吊顶之间的空间。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 防烟分区的划分原则 o 凡需要设置排烟设施的走道、房间(不包括 净空高度超过m的房间)、应采用挡烟垂壁、 隔墙或从顶棚下突出不小于50cm的梁划分 防烟分区。 o

3、 每个防烟分区的面积不宜超过500m2，且防 烟分区不应跨越防火分区。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 防烟分区的划分原则 o 防烟分区面积的计算 n 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 n 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。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 防烟分区的划分原则 o

4、 防烟分区面积的计算 n 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。 n 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， 不仅排烟效果好，而且经济。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 防烟分区的划分方法 o 按面积划分：在建筑物内按面积将其划分为若干个 基准防烟分区,这些防烟分区在各个楼层,大小,形状 各不相同。每个楼层的防排烟分区可采用同一套防 烟设施。排烟风机的容量应按最大防烟分区的面积 计算。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全

5、疏散 防烟分区的划分方法 o 按用途：如按建筑物的各个部位进行划分，厨房、 楼梯、办公用房,但此种方法划分防烟分区时,应注 意对通风空调管道、电器配管、给排水及采暖管道 等穿墙和楼板处,采用不燃烧材料填实密闭。 o 按楼层划分：高层建筑底层多用于厨房、餐厅、多 功能厅、接待室等。上层多用于客房，上下用途不 同。而且底部发生火灾的几率大，易着火，上层相 对较小；所以应尽可能根据房间的不同用途垂直方 向按楼层划分防烟分区。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 挡烟垂壁的设置 o 用不燃烧材料制成，从顶棚下垂不小于 500mm固定或活动挡烟设施。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 挡烟垂壁的设

6、置 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 防排烟的方式 o 防烟方式 o 排烟方式 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 防烟方式 o 非燃化防烟 n防烟的基本作法首先是非燃化。非燃化防烟是从根本上 杜绝烟源的一种防烟方式。关于非燃化的问题，各国都 制定了专门的法规或规范，对包括建筑材料，室内家具 材料以及各种管道及其保温绝热材料在内的各种材料的 燃化都作了明确的规定，特别是对那些特殊建筑、大型 建筑、地下建筑等许多场所，要求是非常严格的。 n非燃烧材料的特点是不容易发烟，即不燃烧且发烟量很 少，所以非燃材料可使火灾时产生的烟气量化大大减少， 烟气光学浓度大大降低。 烟气控制与安全疏散烟气控制

7、与安全疏散 防烟方式 o 密闭防烟方式 n对发生火灾的房间实行密闭防烟也是防烟的一种基本方 式，其原理是采用密封性能很好的墙壁等将房间封闭起 来，并对进出房间的气流加以控制。当房间一旦起火时， 一般可杜绝新鲜的空气流入，使着火房间内的燃烧因缺 氧而自行熄灭，从而达到防烟灭火的目的。 n这种方式一般适用于防火分区容易分得很细的住宅、公 寓、旅馆等，并优先采用容易发生火灾的房间，如灶房 等。这种方式的优点是不需要动力，而且效果很好。缺 点是门窗等经常处于关闭状态使用不方便，而且发生火 灾时，如果房间内友人需要疏散，仍将引起漏烟。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 防烟方式 o 阻碍防烟方式 n

8、 在烟气扩散流动的路线上设置各种阻碍以防止 烟气继续扩散的方式称为阻碍防烟方式。这种 方式常常用在烟气控制区域的交界处，有时在 同一区域内也采用。防烟卷帘、防火门、防火 阀、防烟垂壁等都是这种阻碍结构。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 防烟方式 o 阻碍防烟方式 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 防烟方式 o 阻碍防烟方式 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 防烟方式 o 加压防烟方式 n在建筑物发生火灾时，对着火区以外的区域进行加压送 风，使其保持一定的正压，以防止烟气侵入的防烟方式 称为加压防烟。因为加压区域和非加压区域之间有若干 常规的挡烟物，如墙壁、楼板及门窗等，挡烟物两侧

9、的 压力差可有效地防止烟气通过门窗周围的缝隙和围护结 构缝隙渗漏过来。 n加压防烟方式的优点是能有效地防止烟气侵入所控制的 区域，而且由于送入大量的新鲜空气，特别适合于作为 疏散通道的楼梯间，电梯间及前室的防烟。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 防烟方式 o 加压防烟方式 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 防烟方式 o 加压防烟方式 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟方式 o 自然排烟 o 机械排烟 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 机械排烟 o 用机械设备强制送风或排烟的手段来排除烟 气的方式 n 全面排烟方式 n 负压机械排烟 n 正压送风排烟 烟气控制与安全疏散烟气

10、控制与安全疏散 机械排烟 o 全面排烟方式：对着火房间进行机械排烟, 同时对走廊、楼梯(电梯)前室和楼梯间等进 行机械送风,控制送风量略小排烟量,让房间 保持负压,以防止烟气从着火房间漏出。 n 优点：防烟排烟效果好，而且稳定，不受任何 气象条件的影响从而确保控制区域的安全。 n 缺点：需要送、排风两套机械设备。投资较高。 耗电量也较大。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 机械排烟 o 正压送风排烟：用送风机给走廊、楼梯间前 室和楼梯间等送新鲜空气,使这些部位的压 力比着火房间略大些,烟气经过专门设计的 排烟口或外窗以自然排烟的方式排出。 n 由于走廊、楼梯间前室和楼梯间等室内压力教 着火

11、房间高，新鲜空气会漏入着火房间，将助 长火灾发展。应保证过剩空气通过排气口排至 室外。 n 严格控制加压区域的室内压力，是保证这种排 烟方式效果的关键。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 机械排烟 o 负压机械排烟：用排烟机把着火房间内的烟气通过 排烟口排至室外的排烟方式称为机械负压排烟方式。 n在火灾发展初期，这种排烟方式能使着火房间内压力下 降，造成负压，烟气不会像其它区域扩散。 n火灾猛烈发展阶段，由于烟气大量产生，排烟机如来不 及把其完全排除，烟气就可能扩散到其它区域中去。另 外排烟机要求能承受高温烟气，而且还需要设防火阀， 排烟温度可达280后,排烟防火阀自动关闭,排烟系统停 止

12、工作。 n不仅初投资高，而且日常维护管理费用也高。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 自然排烟 o 基本概念 o 有关自然排烟的相关规定 o 自然排烟设计应注意的问题 o 影响自然排烟的因素 o 自然排烟的优缺点 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 基本概念 o 自然排烟：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。在自然排烟设 计中,必须有冷空气进口和热烟气的排烟口, 排烟口可以是建筑物的窗，亦可以是专门设 在侧墙上的排烟口。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 基本概念 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 基本概念 o 自然排烟

13、的方式 n 利用可开启的外窗进行自然排烟 n 利用室外阳台或走廊进行自然排烟 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 有关自然排烟的相关规定 o 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，靠外墙的防烟楼梯间及其 前室、消防电梯间前室和合用前室，宜采用自然排 烟方式。 o 采用自然排烟的开窗面积应符合下列相关规定： n防烟楼梯间前室、消防电梯间前室可开启外窗面积不应 小于2.00m2，合用前室不应小于3.00m2。 n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2.00m2。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 有关自然排烟的相关规定 o 采用自然排烟的

14、开窗面积应符合下列相关规 定： n 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%。 n 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%。 n 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%。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 有关自然排烟的相关规定 o 采用自然排烟的开窗面积应符合下列相关规 定： n 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。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 自然排烟设计应注意的问题 o 尽可能利用不同朝向开启外窗来排除前室的 烟气 o 可

15、开启的天窗，应尽量设置在上方，并有能 方便开启的装置。 o 为了减少室外风压对自然排烟的影响，排烟 口部位宜尽量设置与建筑物型体一致的挡风 措施。 o 内走道与房间的排烟窗，应尽量设置两个或 两个以上，并且不同朝向。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 自然排烟设计应注意的问题 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 影响自然排烟的因素 o 烟气与空气的温度差 o 排风口与进风口的高度差 o 室外风力的影响 o 高层建筑的热压作用 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 影响自然排烟的因素 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 自然排烟的优缺点 o 优点：构造简单、经济，不需要专门的排烟 设备及

16、动力设施；运行维修费用低；排烟口 可以兼做平时通风换气用。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。 o 也存在一些问题。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 自然排烟的缺点 o 自然排烟效果不稳定 n 排烟量及烟气温度随火灾的发展而变化； n 高层建筑的热压作用随季节发生变化 n 室外风速、风向随气象情况变化 o 对建筑设计有一定的制约 n 房间必须至少有一面墙壁是外墙； n 房间进深不宜过大，否则不利于自然排烟； n 排烟口的有效面积与地面面积之比不小于1/50。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 自然排烟的缺点 o 存在火灾通过外窗向 上蔓延的危险性 n

17、 在排烟口或外窗的上方 升出足够长的遮檐 n 相邻两楼层的上下窗口 或排烟口之间的外墙应 有足够的距离 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 自然排烟的排烟口 o 自然排烟口的面积，一般可取地板面积的150。 o 排烟口应该设置在距顶棚800mm以内。不管窗的 高度有多高，起排烟作用的有效高度是顶棚以下的 800mm 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 自然排烟的排烟口 o 防烟分区内的任何地点至排烟口的水平距离 应在30m以内 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 自然排烟设计 o 当利用防烟楼梯间前室、消防电梯前室和合 用前室直接对外开启的窗自然排烟时，应符 合下表的规定 烟气控制与安全

18、疏散烟气控制与安全疏散 自然排烟设计 o 不靠外墙的防烟楼梯间前室、消防电梯前室和合用 前室活虽靠外墙但不能开窗者，可采用竖井进行自 然排烟，应符合下列要求： n排烟风道、进风风道要求，见表。 n排烟口宜设置在前室内走道与前室相同门的上部，排烟 口宽度与门宽相同。当排烟口不能设在门上部时，可以 设在前室入口门附近净高1/2以上的墙面上，进风口设置 在前室净高1/2以下墙面上。 n自然排烟竖井顶部应高出屋面，出口应装金属百叶窗， 其下缘距屋面不宜小于1m。自然进风竖井的室外空气吸 入口，宜设在建筑物的下部。 n排烟竖井要求严密防止渗漏；排烟口与进风口关闭时应 保持严密。 烟气控制与安全疏散烟气控

19、制与安全疏散 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 机械排烟 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 机械排烟部位的确定 o 长度超过20 m，且无直接天然采光或设固定宙的内 走道。 o 虽有直接采光和自然通风，但长度超过60 m的内走 道。 o 面积超过100 m2，且经常有人停留或可燃物较多的 无窗房间或设固定窗的房间。 o 净空高度超过12m及12m以下，且不具备自然排烟 条件的室内中庭。 o 地下室各房间总面积超过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房间(没 有宙井等采用可开宙自然

20、排烟措施的房间除外)。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 机械排烟量的计算 o 当排烟风机负担一个防烟分区时(包括不划 分防烟分区的大房间)，应按该防烟分区面 积每平方米不小于60 m3/h计算；当负担两 个或两个以上防烟分区时，应按最大防烟分 区面积每平方米不小于120m3h计算。 一个排烟系统可以担负几个防烟分区，其 最大排烟量为60000 m3h ，最小排烟量为 7200 m3h 。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 机械排烟量的计算 o 室内中庭的排烟量以其体积大小按46次/h 换气计算。当室内中庭体积17000m3时，其 徘烟量按其体积的4次/h换气计算；当室内 中庭体积小于

21、17000 m3时，其排烟量按其体 积的6次/h换气计算。但必须注意，按规定 计算出来的总风量，不应小于102000m3h。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 机械排烟量的计算 o 选择排烟风机，应增加漏风系致，一般采用 10一30。排烟系统的管道，应按系统最 不利条件考虑也就是按最远两个排烟口同时 开启计算。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 机械排烟量的计算 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 机械排烟量的计算 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟系统的布置 o 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。 o 排烟气流应与

22、机械加压送风的气流合理组织， 并尽量考虑与疏散人流方向相反。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟系统的布置 o机械排烟系统与通风和空气调节系统分开独立设置，当有条件 利用通风和空气调节系统进行排烟时，必须采取可靠的防火安 全措施，如设有在火灾时能将通风和空气调节自动切换为排烟 系统的装置。系统应符合排烟系统的要求。 o为防止风机超负荷运转，排烟系统竖直方向可分成数个系统， 不过不能采用将上层烟气引向下层的风道的布置方式。 o每个排烟系统设有排烟口的数量不宜超过30个。 o独立设置的机械排烟系统可兼作平时通风排气使用。 o需要排烟的地下室房间，应同时没有进风系统(机械进风或自然 进风)，

23、进风量不宜小于排烟量的50并应组织合理的气流使烟 气顺利诽出。 o净空高度超过12m的室内中庭，竖向的排烟口应按2至3层设一 排烟口或者分段设置 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟口 o 划分防烟分区时，每个分区应设置排烟口 o 排烟口应尽量设置在防烟分区的中心部位， 排烟口到该防烟分区最远点的水平距离不应 超过30m 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟口 o 排烟口必须设置在距顶棚800mm以内的高 度上。对于顶棚局度超过3m的建筑韧，排 烟口可设在距地面21m的高度上，或者设 置在地面与顶棚之间12以上高度的墙面上 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟口 o 为防止顶

24、部排烟口处的烟气外溢，可在排烟 口侧的上部装设防烟幕墙。 o 排烟口的尺寸，可根据烟气通过排烟口有效 断面时的速度不大于10m/s进行计算。排烟 口的最小面积一般不宜小于0.04m2。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟口 o 同一分区设置数个排烟口时，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。 o 在排烟通道中，条缝形排烟口对于整个通道 都是有效的，而方形排烟口则不容易排掉通 道两侧的烟气。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟口 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟口 o 在防烟分区内含有几个单独分隔的房间，或 同一用途的小房间作为单独的防烟分

25、区时， 将其统一于一个防烟分区，可达到安全可靠 的排烟效果： n 在隔墙上部设排烟洞口，使上部烟气能流通而 在该防烟分区只设置一个排烟口； n 在分隔的各房间各设一个排烟口，与排烟风机 采用联动的方式； n 在分隔的各房间顶棚上各设一个排烟口(平时开 启的形式)，在管道内用一个排烟阀门进行操作。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟口 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟口 o 排烟口均应设有手动开启装置或与感烟器连 锁的自动开启装置或消防控制中心远距离控 制的开启装置等。除开启装置将其打开外， 平时一直保持闭锁状态。 手动开启装置宜设置在墙面上，距地板面 0.81.5m处；或者从

26、顶棚下垂时，距地板 面宜为1.8m处。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟风道 o 排烟风道不应穿越防火分区。竖直穿越各层 的竖风道应用耐火材料制成，并宜设在管道 井内或采用混凝土风道。 o 排烟风道因排出火灾烟气时温度较高，除应 采用金属板、混凝土等金属非燃材料制作外， 还应安装牢固，排烟时温度升高不致变形， 不脱落，并应具有良好的气密性。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟风道 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟风道 o 排烟风道风量的确定。 n 风道内通过的风量，应按该排烟系统各分支风 管所有排烟口中最大排烟口的两倍计算。 n

27、 排烟风速：当采用金属风管时，不应超过 20m/s；当采用混凝土砌块、石板等其他非金 属材料风道时，不应超过15m/s。 n 当某个排烟系统各个排烟口风量都小于 3600m3/h，其排烟总管可按7200m3/h计算， 其余各支管的风量均按各自担负的风量计算确 定。 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟风道 o 排烟道构造和施工要求 n混凝土砌块等非金属材料排烟道，灰缝必须饱满，防止 漏烟。通过闷顶(吊顶与屋面板或吊顶与上部楼板之间的 空间)的部分，必须勾缝或抹水泥砂浆。 n排烟风道外表面与木质等可燃构件的距离不应小于 15cm或在排烟道外表面包有厚度不小于10 cm的保温 材料进行隔热。 n排烟风道穿过挡烟墙时，风道与挡烟隔墙之间的空隙， 应用水泥砂浆等非燃材料严密填塞。 n排烟风道与排烟风机的连接，宜采用法兰连接，或采用 非燃烧的软性连接。 n需要隔热的金属排烟道，必须采用非燃保温材料，如矿 棉、玻璃棉、岩相、硅酸铝等材 烟气控制与安全疏散烟气控制与安全疏散 排烟风道 o 烟气排出口 n 烟气排出口的材料，可采用