建筑防排烟系统设计研讨

1、建筑防排烟系统设计杂谈中国建筑设计研究院 徐稳龙2011年11月目录录建筑防火火系统简简述防排烟系系统的任任务工程设计计做法讨讨论 1建筑防火火系统简简述建筑防火火系统简简述基本概念念火灾危险险性类别别主要针对对厂（库库）房，分别分分为五类类，由生生产中使使用或产产生的物物质（储储存物品品）的性性质和数数量决定定建筑耐火火等级厂（库）房建筑筑耐火等等级分为为四级，民用建建筑耐火火等级也也分为四四级，两两者略有有不同。不同耐耐火等级级要求的的建筑构构件燃烧烧性能与与耐火极极限不同同高层建筑筑类别高层建筑筑根据使使用性质质、火灾灾危险性性、疏散散和扑救救难度分分为一类类和二类类高层建建筑,一类高层

2、层建筑耐耐火等级级为一级级，二类类高层建建筑耐火火等级不不低于二二级建筑防火火系统简简述基本概念念建筑构件件耐火极极限建筑构件件耐火极极限是指指在标准准耐火试试验条件件下，建建筑构件件从受到到火的作作用时起起到失去去稳定性性、完整整性或隔隔热性时时止的时时间长度度，用小小时表示示防火间距距防火间距距是指防防止发生生火灾建建筑的辐辐射热在在一定时时间内引引燃相邻邻建筑或或构筑物物，且便便于消防防扑救的的间隔距距离。防火墙防火墙应应为非燃燃烧体，能在火火灾初期期和火灾灾扑救过过程中将将火灾有有效阻隔隔在防火火墙一侧侧。建筑防火火系统简简述基本概念念防火门能共同为为开口部部位提供供一定程程度的防防火

3、保护护的门扇扇、门樘樘、五金金及其他他配件的的组合。防火门门用于需需要经常常开启的的具有一一定耐火火性能的的分隔体体上，如如防烟楼楼梯间、防烟前前室的人人员疏散散口，空空调机房房、锅炉炉房等火火灾危险险性大的的房间的的人员及及设备出出入口，管道竖竖井隔墙墙上的检检修口防火分区区建筑内部部采用防防火墙、耐火楼楼板及其其他防火火分隔设设施分隔隔而成，能在一一定时间间内防止止火灾向向建筑内内其余部部分蔓延延的局部部空间建筑防火火系统简简述基本概念念防烟分区区在建筑内内部屋顶顶、顶板板或吊顶顶下采用用具有挡挡烟功能能的构配配件进行行分隔而而形成的的，具有有一定蓄蓄烟能力力的空间间封闭楼梯梯间用建筑构构

4、配件分分隔，能能防止烟烟和热气气进入的的楼梯间间防烟楼梯梯间在楼梯间间入口处处设有防防烟前室室，或设设有专供供排烟用用的阳台台、凹廊廊等，且且通向前前室和楼楼梯间的的门均为为乙级防防火门的的楼梯间间建筑防火火系统简简述基本概念念储烟仓在排烟空空间的建建筑顶部部由挡烟烟垂壁、梁、隔隔墙等形形成的用用于积聚聚烟气的的空间清晰高度度设计烟层层底部至至室内地地平面的的高度，与层高高有关烟缕质量量流量设计烟层层底部至至室内地地平面的的高度，与火灾灾释热量量、建筑筑空间高高度、烟烟缕类型型有关临界排烟烟量每个排烟烟口允许许排出的的最大排排烟量，与风口口位置、烟层厚厚度、环环境温度度及烟气气温度与与环境温温

5、度的温温差有关关建筑防火火系统简简述建筑防火火系统构构成火灾前的的预防预防措施施包括根根据建筑筑火灾危危险性类类别、重重要性、疏散与与扑救难难度等因因素确定定其耐火火等级、耐火构构造，划划分防火火分区，设置疏疏散路径径与避难难空间，确定防防火间距距，布置置消防车车道等火灾时的的措施火灾时的的措施包包括火灾灾自动报报警、自自动灭火火、防排排烟、室室内外消消火栓、室内灭灭火器等等。 2防排烟系系统的任任务防排烟系系统的任任务防排烟系系统属于于火灾时时的措施施首要任务务保证人员员疏散火灾区域域水平疏散散通道垂直通道道避难区域域其他任务务火灾救援援火灾扑救救不破坏火火灾预防防系统完完整性防排烟系系统的

6、任任务保障措施施产生烟气气区域排烟房间、疏疏散通道道等不产生烟烟气区域域防烟防烟楼梯梯间及其其前室、消防电电梯前室室、避难难区等保障条件件单点火灾灾火灾初期期一定时间间 3工程设计计做法讨讨论工程设计计做法讨讨论防烟分区区划分问问题规范规定定：“每个防防烟分区区的建筑筑面积不不宜超过过500m2”问题：防烟分区区面积划划分得很很小合理理吗？错误做法法：有些工程程设计人人员为了了减小排排烟系统统风量，在设计计大空间间如大型型商场的的排烟系系统时，将排烟烟分区划划分得很很小，更更为典型型的是设设计地下下车库排排烟系统统时把突突出楼板板下高度度超过500mm的结构梁梁当做挡挡烟垂壁壁，划分分出数量量

7、众多的的防烟分分区。错误原因因：烟气产生生量与火火灾热释释放量有有关，过过小的防防烟分区区其储烟烟仓容积积不能容容纳火灾灾产生的的烟气量量，必然然会产生生烟气蔓蔓延，挡挡烟垂壁壁已经失失去了防防烟分区区的作用用。工程设计计做法讨讨论防烟分区区划分问问题建议做法法：按性能化化设计方方法计算算排烟量量。对于于一定的的使用功功能房间间，可以以确定其其火灾热热释放量量，根据据建筑层层高、清清晰高度度等条件件可以计计算烟气气产生量量和需要要的排烟烟量。从便于工工程设计计角度，可以按按常规条条件计算算出常用用功能区区域排烟烟量，将将其规定定为最小小排烟量量，根据据最小排排烟量套套用单位位地板面面积排烟烟量

8、指标标反过来来确定最最小排烟烟分区面面积。工程设计计做法讨讨论排烟风管管穿越防防火分区区问题规范规定定：“通风、空调系系统风管管道穿越越防火分分区等处处应设置置防火阀阀。”问题：排烟风管管穿越防防火分区区如何处处理分析需求求：风管道设设置防火火阀的目目的是保保证建筑筑被动防防火系统统完整有有效。按按目前国国内执行行的通风与空空调工程程施工及及验收规规范要求的排排烟风管管制作材材料，排排烟风管管耐火时时间不能能满足要要求，在在管道穿穿越防火火分区等等处应采采取措施施。解决方案案一：设置防火火阀，但但增设防防火阀会会增加其其误动作作导致排排烟系统统故障的的风险。工程设计计做法讨讨论排烟风管管穿越防

9、防火分区区问题解决方案案二：采用耐火火极限符符合一定定要求的的排烟风风管。如如右图所所示。风管耐火火时间：穿越一般般防火分分区的，风管耐耐火时间间1.5h。（与防防火阀耐耐火时间间相当）穿越前室室、楼梯梯间等重重要场所所的，风风管耐火火时间2h。工程设计计做法讨讨论排烟风机机设置场场所问题题规范规定定：高规“排排烟风机机应保证证在280时能连续续工作30min”低规“排排烟风机机应能在在280的环境条条件下连连续工作作不少于于30min”问题：规定不清清晰，280是指通过过风机的的烟气温温度还是是风机所所处的环环境温度度？风机耐火火极限：现行行业业标准消防排烟烟风机耐耐高温试试验方法法GA21

10、1-2009进行风机机内部耐耐受高温温气流试试验。说说明风机机不具备备耐受外外部烟火火侵袭能能力。常见错误误做法：大空间排排烟风机机、汽车车库排风风兼排烟烟风机等等，为了了不占用用机房面面积，直直接吊装装在未采采取保护护措施的的室内空空间内，排烟风风机直接接受烟火火威胁。工程设计计做法讨讨论排烟风机机设置场场所问题题正确做法法：方法一：设置排排烟风机机房方法二：对直接接设于室室内空间间内的排排烟风机机采取保保护措施施，将风风机设置置在用具具有一定定耐火时时间的材材料围合合的专用用空间内内。采用用此方法法时要考考虑两个个因素：一个是是要能够够打开围围合空间间以满足足风机检检修要求求，一个个是需要

11、要引入冷冷却风的的风机要要从室外外或其他他防烟分分区引入入冷却风风。与消防有有关的风风机如加加压送风风机、排排烟补风风机等均均应得到到防护，保证发发生火灾灾时在规规定时间间内正常常运行。工程设计计做法讨讨论地下室排排烟问题题规范规定定：“地下室室不具备备自然排排烟条件件房间总总面积大大于200m2的应设机机械排烟烟”问题：如何排烟烟做法：在疏散走走道和面面积大于于50m2的房间设设置机械械排烟口口，其他他房间不不设置排排烟口。排烟量量应取最最大面积积房间按按照火灾灾模型或或按所有有房间面面积60m3/m2计算确定定。理由：面积小于于50m2的房间人人员疏散散距离短短、人员员数量少少、疏散散速度

12、快快，在发发生火灾灾时有充充足的时时间逃生生，无须须设置排排烟口。不设置置排烟口口的房间间，其烟烟气可通通过房间间门洞溢溢出到走走道，由由走道排排烟口排排出。工程设计计做法讨讨论排烟方式式问题规范规定定：“排烟口口距防烟烟分区内内最远点点水平距距离不应应大于30m”问题：部分区域域排烟距距离满足足自然排排烟要求求的防烟分分区怎么办？做法：重新划分分防烟分分区或全部机械械排烟。理由：规范中自自然排烟烟一节未未明确规规定排烟烟距离，但是从从烟气流流动角度度而言，机械排排烟强制制流动通通常比自自然排烟烟效果好好，可以以理解为为自然排排烟距离离不应该该大于机机械排烟烟距离。当自然然排烟窗窗口距防防烟分

13、区区内最远远点30m时，已经经不能保保证排烟烟效果，必须采采取措施施。原则是保保证同一一防烟分分区内采采用相同同的排烟烟方式。工程设计计做法讨讨论排烟方式式问题例一：长度超过过30m且仅一端端有可开开启外窗窗的内走走道错误做法法：不设置防防烟分区区，距外窗窗30m以内区域域自然排排烟，距距外窗30m以外机械械排烟。原因：当机械排排烟系统统启动时时，自然然排烟窗窗不能排排烟，导导致走道道排烟量量不足，不能保保证人员员疏散需需要的清清晰高度度。建议做法法：由于走道道排烟量量相对小小，比较较简单的的做法是是整个走走道都采采用机械械排烟方方式。工程设计计做法讨讨论排烟方式式问题例二：进深超过过30m的

14、大空间间区域（例如商商场）错误做法法：同一防烟烟分区内内，距外外窗30m以内区域域自然排排烟，距距外窗30m以外机械械排烟。原因：当机械排排烟系统统启动时时，自然然排烟窗窗不能排排烟，导导致防烟烟分区排排烟量不不足，不不能及时时排除烟烟气。建议做法法：由于全部部采用机机械排烟烟方式会会大幅增增加排烟烟量，宜宜按自然然排烟区区域和机机械排烟烟区域划划分防烟烟分区，并分别别按要求求设置排排烟设施施。工程设计计做法讨讨论自然排烟烟外窗规范规定定：“可开启启外窗面面积”问题：如何计算算可开启启外窗面面积？错误做法法：直接把窗窗洞口面面积作为为可开启启外窗面面积。要求：暖通工程程师要了了解窗户户开启方方

15、式、开开口面积积，要掌掌握各种种类型排排烟窗有有效排烟烟面积计计算方法法。工程设计计做法讨讨论自然排烟烟外窗Fp=FcSin旋窗按水水平投影影面积计计算侧推窗按按垂直投投影面积积计算顶升窗按按一半周周长乘顶顶升高度度计算侧墙顶开开窗按窗窗洞宽度度乘顶出出距离计算顶升窗、顶开窗窗计算排排烟面积积不得大于窗洞洞面积上旋窗不不能作为为排烟窗窗中旋窗转转轴以下下开口面面积不计计入有效排烟烟面积工程设计计做法讨讨论加压送风风量计算算规范规定定：“按计算算确定并并不小于于规范规规定值”问题：如何计算算，应考考虑哪些些因素？思路：（1）基础计计算方法法：缝隙隙渗透风风量计算算和门洞洞风速风风量计算算（2）系

16、统风风量计算算：按楼楼梯间门门窗设置置情况、前室加加压系统统控制方方式进行行计算楼梯间加加压系统统，系统统总风量量是按规规定的开开启门数数量计算算的通过过门洞风风量与其其他门窗窗缝隙渗渗透风量量之和，特别注注意对有有可开启启窗户的的楼梯间间要计算算窗缝渗渗透风量量。前室加压压系统，系统总总风量是是按火灾灾时开启启一个防防火门计计算的通通过门洞洞风量与与其他常常闭风阀阀泄漏风风量之和和。工程设计计做法讨讨论加压送风风量计算算计算案例例：某商务大大厦防烟烟楼梯间间16层，每层层楼梯间间至合用用前室的的门为单单扇1.0m2.0m，楼梯间间送风口口为常开开风口；合用前前室至走走道的门门单扇1.0m2.

17、0m，合用前前室送风风口为常常闭风口口，火灾灾时开启启着火层层合用前前室的送送风口；消防电电梯的门门为1.2mX2.1m。火灾时时楼梯间间压力为为50Pa，合用前前室为25Pa。楼梯间机机械加压压送风量量计算1）通过开启启防火门门风量L1每层开启启门面积积Ak1.02.0=2.0 m2门洞断面面风速v取0.7m/s；开启门的的数量N=2；L1=2.00.72=2.8m3/s工程设计计做法讨讨论加压送风风量计算算计算案例例：2）通过其他他防火门门门缝泄泄漏风量量L2取门缝宽宽度为0.004m，则:每层疏散散门的有有效漏风风面积Af=（1.0+2.0)20.004=0.024m2楼梯间相相对于合合

18、用前室室的压力力差P=50-25=25Pa漏风门的的数量N=（16-2）=14L2=0.8270.024251/21.2514=1.74m3/s3）楼梯间间加压送送风系统统风量LL=1.15（L1+L2）= 5.22m3/s（18796m3/h）工程设计计做法讨讨论加压送风风量计算算计算案例例：合用前室室加压送送风量计计算1）保持开启防火火门门洞处风风速所需需的送风风量L1：每层开启启门的总总断面积积Ak1.02.0=2.0 m2；门洞断面面风速v取0.7m/s；开启门门的数量量N=1；L1=2.00.71=1.4m3/s2）送风阀阀门的总总漏风量量L2：漏风阀门门的数量量N15，每层送风风阀

19、门的的面积为为AF=0.9 m2则：L2=0.0830.915=1.12 m3/s3）前室加压送风系统统风量L：L=1.15（L1+L2）= 2.9m3/s（10433m3/h） 工程设计计做法讨讨论压差控制制规范规定定：“前室相相对于室室内走道道有一定定的压差差（2530Pa），且在在前室门门开启时时保持门门洞口风风速不小小于0.7m/s”问题：（1）开门与关关门时需需要的风风量相差差很大，如何同同时满足足开门时时的风量量要求和和关门时时的压差差要求？（2）送风位位置不同同造成管管道阻力力变化很很大,实际送风风量与设设计送风风量相差差很大,如何消除除不利影影响?工程设计计做法讨讨论压差控制制

20、案例分析析：以一个25层、层高高4米的建筑筑的前室室加压送送风系统统为例，防火门门为2mX1m，防火门门关闭时时保持25Pa压差需要要的送风风量约为为450m3/h，保持门门洞开启启时0.7m/s风速需要要的送风风量约为为5040m3/h；采用金金属风管管，风速速17.5m/s；送风机机设于首首层。为为简化分分析，不不考虑管管道、不不开启加加压送风风阀的漏漏风量。为了满足足25层防火门门开启时时门洞风风速要求求，风机机风量应应取5040m3/h；立管直直管段阻阻力500Pa，其他干干管、支支管阻力力112.5Pa，进风口口、出风风口、弯弯头、三三通、阀阀门等当当量总阻阻力系数数取2.0，局部阻

21、阻力为367.5Pa，风机计计算压头头应为980Pa。工程设计计做法讨讨论压差控制制案例分析析：选择4-72-4A离心风机机，转速速2340rpm，额定工工作点风风量5040m3/h、全压980Pa。（1）当送至至25层且防火火门开启启时，风风机工作作在额定定工况点点，风量量满足保保持门洞洞风速要要求。（2）当送至至25层且防火火门关闭闭时，风风量约2700m3/h，门两侧侧压差高高达1435Pa，显然不不符合要要求。工程设计计做法讨讨论压差控制制案例分析析：（3）当送至至首层且且防火门门开启时时，风机机风量大大于额定定风量，门洞风风速约0.9m/s，符合门门洞风速速要求。（4）当送至至首层且

22、且防火门门关闭时时，风量量及门两两侧压差差与送至至25层且门关关闭基本本相同，显然不不符合要要求。工程设计计做法讨讨论压差控制制案例分析析结论：（1）门关闭闭状态时时送风量量大大高高于要求求值。（2）门开启启状态送送风距离离远近对对送风量量有明显显影响。可选择的的应对措措施：（1）在前室室通往室室内走道道隔墙上上设置余余压阀（2）监控前前室与走走道间压压差，调调节风机机转速（3）监控送送风总管管压力，调节风风机转速速（4）监控送送风总管管压力，调节旁旁通阀开开度工程设计计做法讨讨论压差控制制第一项措措施实施施简便、响应迅迅速、可可靠性高高，推荐荐采用二、三、四项措措施相对对复杂、压力检检测困难

23、难（尤其其是检测测前室与与室内走走道之间间压差）、反应应稍慢（尤其是是采用旁旁通风阀阀调节），不建建议采用用还要注意意选择风风量压头曲线线陡的风风机，防防止送风风至近端端前室且且防火门门开启时时风量过过大，。工程设计计做法讨讨论加压送风风机及进进风口位位置规范规定定：“加压送送风机新新风入口口不受烟烟、火威威胁”实际工程程做法：将加压送送风机设设置于建建筑屋顶顶的风机机房内或或设置于于屋面上上，新风风入口位位于建筑筑屋顶上上。存在问题题：有火灾案案例表明明，在建建筑发生生火灾时时，烟气气包围了了整个建建筑，自自然浮升升到屋顶顶，设置置于屋顶顶的加压压送风机机进风口口淹没在在烟气之之中，送送往楼梯梯间、前前室的是是烟气。正确做法法：将加压送送风机设设于建筑筑底部。对于需需