中庭烟气控制及其防排烟措施(新)

1、中庭烟气控制及其防排烟措施中庭增加了建筑空间的魅力，却增大了火灾的危险与普通建筑相比，中庭建筑具有火灾荷载大、人员密集，内部功能复杂等持点，尤其是它具有一个或者多个竖直方向上连续贯通数层的封顶大型空间，有研究者对美国中庭建筑火灾调查时发现，即使中庭没有明显的火烟传播也会有高温有毒烟气迅速扩散，充满整个空间并且向整幢建筑物蔓延。近年来，很多学者和机构对中庭火灾的发展规律、烟气流动特性、防排烟设计等方面进行了积极的探索，取得大量有意义的成果。但由于中庭建筑结构的多样性和复杂的使用功能，使这些研究成果在实际的应用中遇到了很多值得探讨的问题。一、中庭建筑烟气控制方法1.中庭火灾烟气发展动力学过程中庭火

2、灾通常是由于某些可燃物质被点燃引起的，点燃后，在可燃物上方形成温度较高，不断上升的火羽流，羽流不断卷吸周围冷空气并与其发生强烈的参混。在浮力、膨胀力和烟囱效应的作用下上升到顶棚，上升到顶棚后，便在顶棚下方向四周扩散开来，形成了沿顶棚表面平行流动的较薄的热烟气层，称为顶棚射流。顶棚射流在向外扩展的过程中， 也要卷收其下方的空气。然而由于其温度高于冷空气的温度，容易浮在上部， 所以它对周围空气的卷吸能力比垂直上升的羽流小得多，这便使得顶棚射流的厚度增长缓慢。当顶棚射流受到周围墙壁的阻挡，便开始沿墙壁向下流动。但由于烟气温度仍较高，它将只下降较短的距离便转向上浮，这是一种反浮力壁面射流。重新上升的热

3、烟气先在墙壁附近积聚起来，达到了一定厚度时又会慢慢向室内中部扩展， 不久就会在顶棚下方形成逐渐增厚的热烟气层。一旦烟层介面下降到通向中庭的开口，便开始在邻室区域蔓延，进而在整个建筑内发展，影响建筑火灾发展过程的因素一般包括：火源功率的大小，建筑的几何特性和通风排烟条件。2.由于中庭火灾的显著特点： 具有较大的体积和高度，通常发生火灾后烟气的温升很小。 燃烧供氧充足，为燃料控制状态。在中庭这样的大空间内，一般轰燃很难发生，火灾烟气发展主要受建筑几何特性火源大小的影响，排烟条件下，还会受到气流组织运动以及外风的影响。二.中庭烟气控制分析中庭建筑的消防概念与传统建筑不一样，其防火分区被上下贯通的大空

4、间的破坏，因此，我们有必要将中庭建筑的烟气控制区别开来 ，即大空间及邻室区域。1、 大空间烟气控制大空间设置烟气控制传统的目标是：将烟气控制在大空间上空中防止烟气从空间向邻室区域蔓延。（1）火灾发生在中庭：A.如果烟气填充中庭的时间对于安全疏散足够的话，允许烟气在中庭内填充B.排除大空气内的烟气，控制烟气层累积厚度，保证烟层在设计高度之上C.以足够的速率排除大空间内的烟气，延迟烟气填充的时间。（2）火灾发生在邻室区域：A.排除任何进入大空间的烟气，限制烟气的累积或延迟烟气向中庭空间蔓延B.用反向气法阻止烟气进入大空间2、邻室区域烟气控制（1）火灾发生在大空间：A.排除大空间内的烟会控制烟气层厚

5、度的积累或延长烟气充满大空间的时间，保证烟气层介面高度高于开向大空间的最高层走道的开口高度；B.对大空间进行排烟，保证相对于邻室区域负压；C.用反向气流或挡烟设施阻止烟气蔓延，或两者都用。（2）火灾发生在邻室区域：A.允许烟气流入中庭，然后使用大空间烟气控制方法排烟B.对邻室区域产生的烟气封堵；C.以一定速率排除邻室区域内产生的烟气，以便在它和大空间形成一个最小流动气流阻止烟气流向大空间蔓延；D.使用挡烟设施分隔大空间和邻室区域。3、中庭建筑的分类及其防排烟措施中庭建筑的形式多种多样，其分类也有许多标准，从建筑防火、防排烟的角度，我们可以根据其室内建筑的关系，围封的形式，将中庭建筑划分为4种。

6、 长廊式中庭长廊式中庭实际上是一种加了盖的街道，有许多现代商业步行街采用的就是这种形式，我们也示称之为长廊道、连拱廊。图1长廊式防排烟措施：由于长廊式中庭是半室外的空间，因此它具有良好的自然通风，是个半室外化空间，而且与其它类型的中庭相比，它并不强调建筑物在垂直方向上的贯通，相反长廊式 中庭是线性通道 在水平方向上穿越一座建筑物，因此通道两侧的建筑可以看成是相对独立的建筑防烟分区,由于这类中庭实际上是建筑物内部人流通行的主通道，加上空间又浑然一体，为减少火灾造成的影响疏散和扑救的不利因素以及防止烟气在中庭内的积聚，应要求在相邻区域的室内设置自动喷淋灭火系统保护，中庭的屋顶材料应为不燃材料（一般

7、为防火玻璃），或在中庭顶部设置储烟仑，玻璃顶棚应按一定面积比例即可自动开放的排烟窗。（或高侧窗） 隔离式中庭图2隔离式这类中庭的首层与主体建筑连通外，建筑主体的其它楼层与中庭是具有外墙分隔的，甚至有的只是贴邻于建筑物的一侧，这类中庭的特点是，中庭与周围的建筑物之间相对独立，即使中庭发生火灾，火灾烟气也难以进入周围的邻室区域。见右图防排烟措施：这类中庭在划分防火分区时，常作为一个独立的防火空间，而且这类中庭与其周围的邻室区域设有相互独立的防排烟系统。当火灾发生在中庭内部时，可以充分利用流动的自然风，利用“烟囱效应”进行排烟；在自然排烟无法满足要求的情况下，可以采用机械排烟方式。当火灾发生与周围的

8、邻室区域时，由于周围的邻室区域与中庭相对独立，没有空气流动，此时的火灾防排烟措施就与普通建筑的火灾防排烟措施一致。 回廊式中庭。回廊式中庭是指中庭通过回廊与周围建筑物的使用区域发生空间上的联系，见下图，这种建筑特点决定了火灾情况下，竖向共享空间相对其周围区域的影响将大于隔离式中庭，因此回廊在这类中庭建筑中是十分敏感和重要的部位。在火灾情况下，如果回廊的防火墙分隔不合理或耐火极限达不到要求，就可能造成烟气和火焰蔓延到整个空间；同时，回廊就不可能起到有效疏散人群的作用，甚至影响消防队灭火战斗的展开。在回廊型中庭的消防设计中，应充分利用回廊这个重要的区域，在中庭与其周围建筑物的使用区域之间形成一道屏

9、障，使之成为烟气扩散和火焰蔓延的“缓冲区”。防排烟措施：回廊型中庭一般可设置集中排烟系统采用自然或机械排烟方式进行排烟，排烟机和排烟口由中央控制室集中控制，平时排烟机可用于中庭的通风换气。对于回廊这一重要的“缓冲区”，除了进行合理的防火分隔（防火区域之间应有防火墙或防火卷帘及水幕分隔），还应在各楼层的回廊边缘设由感烟探测器启动的活动挡烟垂壁或做成建筑内永久构件的固定式垂壁。图3回廊式当火灾发生在中庭时，可以通过中庭顶部的排烟口自然排烟或开放排烟风机进行强制排烟，同时，开放回廊内的排烟系统排除回廊区域的烟气，保证回廊区这一重要疏散通道的安全。火灾发生在中庭周围的邻室时，火灾生成的热烟气很难控制在

10、起火间这个小范围内，热烟气将向四周扩散，包括中庭。这种情况下，在开放相邻区域内排烟系统的同时应开放相连回廊内的排烟系统，这样既可以保证回廊的安全，又可以防止烟气进入中庭。当起火间或相连回廊的排烟系统不能阻止烟气向中庭扩散时，就需要开放中庭的排烟系统来排除进入中庭的烟气。 互通式中庭图4互通式中庭与其周围的楼层区域是互通的，整个建筑是一个统一的空间，中庭对楼层空间是敞开的，各层面通过中庭这一竖向空间发生直接关系。互通式中庭是所有中庭类型中火灾情况下最不利于烟气及火焰控制的一种，如图4，防排烟措施：首先，中庭与相邻区域之间必须有明确的防火防烟分隔，通常采用在中庭周围各层面设置防火卷帘（加自动喷淋系

11、统保护）。如果是中庭内着火，为防止火焰上窜蔓延应至少下落中庭10m下的防火卷帘，通常不少于二层（即二、三层）。但为了人员疏散和灭火活动的展开，在建筑物的首层一般不设防火卷帘，这样有利于空气流动和排烟，但可设挡烟垂壁，其次，在各层相邻区域内应设置有效的排烟系统，因为如果着火层的防火卷帘放下，则烟气难以侵入中庭，所以就对着火层进行集中排烟，而在其他层面加压送风防止烟气进入。且在使用区域内应设置自动喷淋系统。另外排烟量应根据计算确定（建筑根据BS5588或NFPA92B）（美国消防协会设计指南）一个优良的中庭烟气控制设计应考虑中庭及相邻区域的具体形式、功能、火灾危险程度，可燃物的布置，建筑通风空调系统的布置及造价等因素。中庭排烟的面积和体积分隔方式面积体积备注中庭与中庭回廊相通与周围房间不相通，回廊与中庭之间没有防火卷帘分隔中庭以及中庭相通的各楼层回廊的面积中庭以及与中庭相通的各楼