关于高层建筑防排烟设计及计算

1、算关于离层建厂築龍網 '重庆市有防支队侯宝钧刘梅梅随着我国经济的发展，离层建筑越来越 多，火灾发生的几率也呈上升趋势。髙层邃筑 一昼发生火灾，在竖向管道井中，因热压作用而 形成的烟囱效应，使烟气的上升速度高达3 4»/»,加速了火势的蔓延和烟气的扩散，给 安全琉散和灭火扑救造成了相当犬的困难。据 大址的火灾实例考证，在高层建琉火灾伤亡人 数中，被烟所害耳接致死的人数占总数的"3 2/3 由此可见，高层建筑的防排烟设计在高 艮建筑防火设计中占启重要地位，应引起设计 人员和消防建审人员的高度重视。高规第71条明确了设置防排烟设施 的具体部位，但并未淡及应采用什

2、么防排烟方 武效果才比较好且实际意义比较强。笔者想就 这/卜问题谈谈自己的看法，有不对之处望同行 专家们给予指正。在防排烟工程中，防烟解决的主要问题足 如何使着火区中所产主的烟气尽可能少，并防 止烟气从有烟区向无烟区芟延扩散，而排烟解 决的是如何将烟区中的烟气尽快地排放到大气 中去，二者在整个设计过程中是矯密朕系；不 可分割的.連禎这项原则，在高层建筑防排烟 设计中大体有以下五种设计方案.第一种，自然排烟离层建筑所有房间、 走廊和疏散楼梯均采用开外窗进行自然排烟， 但要求，独用前室开窗面积弋2mS合用前 室开窗面积弋3m2,楼梯间毎五层开窗总面 房间（走廊）开窗面积耳房间（走廊） 面积的1/5

3、0。自然排烟虽有投资省、不需维护 管理的优点，但却存在排烟效果受风向影响而 不稳定的不足之处，当建筑物高度超过50m 时，就不宜采用自然排烟方式,当建筑物高度 超过100m时茂丄不能采用自然排烟方式。第二种：全血通凤排烟 对着火房间利 用排烟机进行排烟，对走廊、前室和楼梯间进 行加压送风。由于要把建筑物的全部房间作为 排烟対象加以防范,不但初投资高，管道繁多， 而且结构处理难，日常维护管理费用增大，加之 对走廊进行正压送风，在定性定量的计算中， 给设计人员造成计算复杂、难度增大。但此方 -案最大的恃点和优势就是徐房间以外，建筑物 其它部位全部是无烟安全区，这对安全疏散和 灭火扑救帶来了很大的好

4、处这是其它方案所 不能比拟的。第三种，对着火房间利用外窗自然排烟， 对走廊、前室和槎梯凤进行加压送凤。此方案 较第二种方案投资较省。第四种丁对着火房间利用外窗自然排烟， 对走廊利用排烟机机械排烟，前室和樓梯间利 用送风机加压送风。此方案克服了走郸正压送 凤H算的繁杂，节省了设计时间。第五种：对着火房间和走廊均采用外窗自 然排烟，对前室和樓梯间进行加压送风。此方 案只适合于无直接天然采光和自然通风且长度 V20m的内走道或有直接天然采光和自然通风且长度V60R的内走道。关F正压防烟楼梯间加压送风系统的设廿 计算，目前大体有四种计算方法，压差法； 门洞风建法，层均风量扶）综合计算 法。然而为确保髙

5、层建筑正压防烟楼梯间的工 作安全性，在发生火灾时，其加压送风系统应 同时满足以下两个指标：一、便所有关门的直接加压或间接加压的 楼拂间及其前室的正压值保持在一定范围内。二、便所有开启的直接通向或间接通向服 务间的门（简称二道门或一道门）洞处维持一 股与烟隹流向相反的具有一定流速的空气流。显然，要在同一时间、同一正压防烟楼梯间 内满足以上两项指标是不可能的。为解决这个 矛盾，在计算时可将压差法和门洞风速法有机 结合起来，建立风量平衡式联立求解，从而满足 正压防烟楼梯间的安全性指标。下面以一个工 程实例来淡谈此方法的计算步骤。重庆水产大厦主楼层数n = 31, 高度VMOm,设有三座防烟搂梯间 及

6、前室(其中一个防烟楼梯间含一 消防电梯合用舸室)，其两端头防烟 楼梯间及前室采用外窗自然排烟， 中间那座防烟楼梯间无外门，只有 一扇外窗LJC1515和一管道井门 FM厂0721,合用前室中电梯数N二 1,电梯井顶部排气孔面积Ap = 役计上选用单级正压送风 系统，采用双井分送，如图1所示。发生火灾时，取同府开门的楼 层数m = 3,开门门洞处维持的最 低风速Vmin = lm/fl9关门时，楼 梯间保持压力值AP产50P，前室 保持压力值AP1 = 25Pa ，各翔分气流流通面积：査表1、表2,并根据此表计算图1中防烟楼梯间门 (窗)类的漏风面积：一道门，关朗时A.严 绅篦厶Q X0.03=

7、-0.0324 (ml)开启时Fnh = i.8X2l = 378(m勺 二道门'.关用时 Aa= 2(1牛21) X0.0g0.0324 (m1) j .2开启时 Fax» j.8X2管井门，关闭时A叩=0.01(川)电梯门.关簡时ADn>HD06(Z) 窗，关用时A°=(3XI.5 + 2X 1.5；X l.OOX 10w<= 0.00075(m其它有关系数取K = 0827,0125(凤呈储备系数a = 0.6(开门门洞处的背压修正系数) 步骤1 t关门时系统的送风量计算： 当楼梯间及前室所有门关闭时，整个系统 流通路线如图2所示：1楼梯间的送风量

8、Q计算：(AP产50PQ Q=Pkn (Ae + Ama) v/A P, +Aqv/APl APJ各类的i风面积标 i门的类型尺寸RmX缝僚总长 度43)计算开向正圧区的单扇门2.0X0.85.60.01从正压区向外 开的单门2.OXO,85.60.02双剧门2.OX i.67.2O.OS电样门2.0X2.0810.I0.0«户单位长度st J*的计算爲凤面积标准« 2窗户类型动转窗1转动吒密0计算漏风面积Aj( mVm)2.55X3.61 X W1.00X107査表】注意事项：I.当实际尺寸小于表1中'列示的标准门尺寸时. 其at除的计算诵风面积取同类型门的标旌值

9、.S 12.当门的尖际尺寸大于狡1中列示的标瓶尺寸. 时.其縫隙的计算湘风面租应按门縫的实际总长皮在 标准健的基础上成比例放大.= 1.25x0,827x31 x(0.00075+(kOIR v/50 + 0.0324 v/5025)=1.26 x 0.827 x 31 x (0,07& + 0<162>室外管井楼梯间对前室而言，最不 利的开门工况是一道门 关二道门开的情况）对 楼梯间而言，最不利的 开门工况是一、二道门 .同时开启的情况。J 合用前室送风量QF计算：（AP1 = 25Pa）加压送风量QTNFAdoiAde7myAmt + NFA AAo7询室电梯二進门关闭

10、时，电梯井气流流通面积系数为,F+ A J) r 八«31xO.lx (3Px0.06 + 0<lJ>-19= 3lx(346 + 0.0l)7 z"67曲室总计算气流流通面积为;Aj = nA + NFAg= 31x0<0324 + 1 x 1.67 x 0.06知.1“刪当AP讦25P。时QIpkCAjv/A P十 nAmiV/AP73TP =1.25 x 0.827 x (1J x/亦-31XOM24KL50-25= 0.52Z/s沙 Z 发生火灾时，开门门洞处的分配风址 甘算发生关灾情况下，当m楼层（取m = 3）的门同时开启时.气流流通路线如图3

11、所示：*Q.二竽亠0.02mUV 1J 楼梯间jfi过一道门渗漏逬每个开门前室的 凤量QFQS严BkA®八运耳_=1.25 < O?27 x 0.0824 x /5丁=0<24m3/s 5 - m）个关门前室加压送风量分配到电梯 井后的再次分配风量Qf当m = 3时，电捞井气流流通面积系数为F(d m)(Ap+mADffl)C(DmyADm+(Ap+mAc(n)>)= (31 3)(0l+3X0.06)C(31-3)一道门关二道 门开时，每一个二道门前室电梯洞处的计算分配风量Q"来自三个方面:每个开门前室本身的X0.061 +(0.1+3X0.06yj-,

12、/>= 784X(282+OO784”i"*4.6i则，Q/J罟5-m八1X4,61 xq.06(31 3)X0.0324+ £x 4,1 X0.060.03_X 0.1 + 3X0.06一 0.62X 2820.27660.06n X- iA 亠二310.9072 + 0.27660.28«0.02mVs那么i Q九f+Q”"+QF"=0.02 + 0.24 + 0.02 = 028m，/82. 一、二道门同时开启时，通过每一个一 道门洞处的计算分配风凰Q“来自两个方面： 楼梯间送风址Q在皿个一道门洞处的分配 风凤我 3了8=0.67r

13、o8/s(n-m；个关门前室送风量流入楼梯间后的再分配风昼Q/ (q m) n(d m)ABB|(n m)(ABM + Aal)4-NFADB Fo|+»( Ae+ Amt)0.52U J31X(313)X(31-3)X003?4(31-3)(0.0324 + 0.0324) + 1 X4/61 X0.06x3783X3.78 + 31 X(0.00075 +0.01)匕 空?X2£X仝2Z?X31U8144 + 0.276611.34 + 0.330.07mf/a則:Q门二Q+ Qj = 0.67 + 6.07 = 0.74»78步殁3：发生火灾时毎一个开门门洞

14、处维持最 低风速Vm" = lm/6时所需的风呈计算；1-二道门洞处】Q込=Egi= 38j I u 63世8/80>62. 道门洞处：Qkl = 险仝竺=色叮=63m*/80.6步毀4：外加送凤量廿算：因为楼捞间Qkl>Qn，前室QkQ“， 儒补加送凤虽，确定在楼梯间和前室分别补加。1. 楼梯间补加送风量AQi计算AQi f m(Qkj - Qti)=3 X (6.3- 0.74) = 16.68m3/s2. 合用前室补加送风显AQr计算AQt = ®i<Qki - Qr x>=3X (6.3-0.28) = 18.06m8/8步骤5t总送风毘让算

15、：1. 楼梯间总送风最为：Qi =Q+AQ = 763 + 1668 = 24<31m%2前室总送风最为：Q产 Qj + AQ? = 0.52 + 18 06 = 18 58m “ 步骤6：送风井最小流通截面积计算，(取V混矶“吗皿力)1. 楼梯间送风井：V ® 01BX丄 D2. 合用前室送风井；陥=气啰=123m'' 混R.XD 1 5步骤7：单只送风口最小流通面积计算*(取 V送 wtx = 7ni/«)1. 搂梯间按三层设一个送风口原则布置那F 二§-2431 亠°7 3/3) 畑 J (31/3"一°砂2. 前室按每层设一个送风口原剋布置，则F,： =g = |?=0.09ml"送切31*7步骤8：走席排烟量及排烟口面积的计算1-按担负两个上防烟分区的排烟累计算匸 Q排=A走廊 X 120m/h m?=(35.7