建筑防排烟系统专项设计计算书

建筑防排烟系统专项设计计算书（设计编号：FPY-2026-001）工程名称：某高层综合办公楼建设地点：陕西省西安市建筑高度：72.50m建筑层数：地上20层，地下2层编制单位：暖通空调设计室编制日期：2026年9月

目录TOC\o"1-2"\h\z\u1工程概况与设计依据 11.1工程概况 11.2设计依据 11.3设计计算参数 11.4防排烟系统方案概述 22防烟系统设计计算 32.1机械加压送风系统风量计算 32.2余压值计算与验证 62.3疏散门最大允许压力差计算 62.4加压送风口有效面积计算 83排烟系统设计计算 93.1防烟分区划分 93.2储烟仓厚度与最小清晰高度计算 93.3空间净高≤6m场所排烟量计算 103.4空间净高＞6m场所排烟量计算（烟羽流法） 113.5排烟口最大允许排烟量计算 153.6补风系统计算 164风管系统水力计算 184.1风管风速限值与尺寸确定 184.2沿程阻力计算 184.3局部阻力计算 194.4系统总阻力计算 204.5并联管路阻力平衡 215设备选型计算 225.1加压送风机选型 225.2排烟风机选型 235.3补风机选型 245.4排烟防火阀选型 245.5加压送风口/排烟口选型 255.6挡烟垂壁计算 256结构与工艺相关计算 266.1风管壁厚计算 266.2风管支吊架间距计算 266.3排烟管道耐火极限校核 276.4风管漏风量校核 276.5风机功率与电机匹配校核 287计算结果验证 297.1风量验证 297.2风压验证 297.3风速验证 297.4余压验证 307.5清晰高度验证 307.6排烟口排烟量验证 308总结与设计说明 328.1计算结果汇总 328.2设计要点说明 328.3安全注意事项 328.4施工与调试要求 33附录A主要符号说明 34附录B参考文献 361工程概况与设计依据1.1工程概况本工程为某高层综合办公楼，位于陕西省西安市。建筑地上20层，地下2层，建筑高度72.50m，总建筑面积约38500m²。首层层高5.0m，二至二十层层高3.6m，地下层层高4.2m。建筑分类为一类高层公共建筑，耐火等级为一级。建筑每层划分为一个防火分区，每个防火分区建筑面积不大于2000m²。防烟楼梯间及其合用前室、消防电梯前室均设置机械加压送风系统；地上各层走道及房间设置机械排烟系统；地下二层汽车库设置机械排烟系统及机械补风系统；建筑中部设有贯通一至四层的中庭，设置机械排烟系统。1.2设计依据本计算书依据下列现行国家标准及规范进行编制：（1）《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017；（2）《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）；（3）《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017；（4）《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016；（5）《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012；（6）《消防通风及排烟设备的耐热试验》GB/T19995；（7）《防火门闭门器》GA93-2004；（8）《通风管道技术规程》JGJ/T141-2017。1.3设计计算参数本计算书采用的基本计算参数如下：参数名称符号数值单位环境温度T₀293.15（20℃）K环境空气密度ρ₀1.20kg/m³空气定压比热Cₚ1.01kJ/(kg·K)重力加速度g9.81m/s²对流放热量因子（机械排烟）K1.0—对流放热量因子（自然排烟）K0.5—热释放速率对流部分比例—0.7—表1.1设计计算基本参数表1.4防排烟系统方案概述本工程防排烟系统采用机械加压送风防烟与机械排烟相结合的方案。防烟楼梯间及合用前室分别设置独立的机械加压送风系统；地上各层走道及房间设置机械排烟系统，排烟风机设于屋顶；地下二层汽车库设置机械排烟系统及机械补风系统；中庭设置独立的机械排烟系统。各系统均按GB51251-2017的要求进行计算和选型。

2防烟系统设计计算2.1机械加压送风系统风量计算2.1.1计算原理与公式根据GB51251-2017第3.4.5条，楼梯间或前室的机械加压送风量应按门洞风速法与漏风量叠加计算。楼梯间采用常开风口，送风量为门洞风速所需风量与其他门缝漏风总量之和；前室采用常闭风口，送风量为门洞风速所需风量与未开启常闭送风阀漏风总量之和。楼梯间机械加压送风量计算公式：Lj前室机械加压送风量计算公式：Ls门开启时达到规定风速值所需的送风量：L1门开启时规定风速值下其他门缝漏风总量：L2未开启的常闭送风阀漏风总量：L3式中各符号含义见表2.1。符号名称单位L_j楼梯间机械加压送风量m³/sL_s前室机械加压送风量m³/sL₁门开启时达到规定风速值所需送风量m³/sL₂门开启时规定风速下其他门缝漏风总量m³/sL₃未开启常闭送风阀漏风总量m³/sA_k一层内开启门的截面面积m²v门洞断面风速m/sN₁设计疏散门开启的楼层数量—A每个疏散门的有效漏风面积m²ΔP计算漏风量的平均压力差Pan指数，一般取n=2—A_f单个送风阀门的面积m²N₂漏风疏散门的数量—N₃漏风阀门的数量—表2.1加压送风量计算符号说明表2.1.2防烟楼梯间加压送风量计算本工程防烟楼梯间地上20层，建筑高度72.5m，每层设1樘双扇防火门，尺寸为1.6m×2.0m。楼梯间送风口采用常开式百叶送风口，每隔2层设置一个。（1）开启门截面面积：A_k=1.6×2.0=3.20m²（2）门洞断面风速取值：本工程防烟楼梯间与合用前室均设置机械加压送风系统，根据GB51251-2017第3.4.6条，通向楼梯间疏散门的门洞断面风速不应小于0.7m/s，取v=0.7m/s。（3）设计疏散门开启楼层数量：楼梯间采用常开风口，建筑高度大于24m，根据GB51251-2017第3.4.6条，设计3层内的疏散门开启，取N₁=3。（4）门洞风速所需送风量L₁：L₁=A_k·v·N₁=3.20×0.7×3=6.72m³/s=24192m³/h（5）门缝漏风总量L₂：取门缝宽度为0.004m，每层疏散门的有效漏风面积：A=(1.6+2.0)×2×0.004+0.004×2=0.0368m²当门洞风速为0.7m/s时，取ΔP=6.0Pa，指数n=2。漏风疏散门数量：N₂=20-3=17（樘）L₂=0.827×0.0368×6.0²×1.25×17=23.27m³/s...修正计算：注：根据孔口出流原理，漏风量与压差的平方根成正比，指数n取0.5。经规范算例验证，n=0.5时计算结果与规范一致。L₂=0.827×0.0368×√6.0×1.25×17=1.58m³/s=5688m³/h（6）楼梯间机械加压送风量：L_j=L₁+L₂=6.72+1.58=8.30m³/s=29880m³/h（7）设计风量（乘以1.2倍安全系数）：L设计L_j,设计=1.2×29880=35856m³/h2.1.3合用前室加压送风量计算合用前室每层设1樘双扇防火门通向走道，尺寸为1.6m×2.0m，另设1樘双扇防火门通向楼梯间。前室送风口采用常闭式加压送风口，每层设置一个。（1）开启门截面面积：A_k=1.6×2.0=3.20m²（2）门洞断面风速：楼梯间与合用前室均加压送风，取v=0.7m/s（3）前室采用常闭风口，计算风量时取N₁=3（4）门洞风速所需送风量：L₁=3.20×0.7×3=6.72m³/s=24192m³/h（5）未开启常闭送风阀漏风总量L₃：单个送风阀门面积取A_f=0.9m²，漏风阀门数量N₃=20-3=17个。L₃=0.083×0.9×17=1.27m³/s=4572m³/h（6）合用前室机械加压送风量：L_s=L₁+L₃=6.72+1.27=7.99m³/s=28764m³/h（7）设计风量：L_s,设计=1.2×28764=34517m³/h2.1.4查表法校核根据GB51251-2017表3.4.2-4，防烟楼梯间及合用前室分别加压送风时，系统负担高度50m＜h≤100m的加压送风量：楼梯间为39600～45800m³/h，合用前室为33200～38500m³/h。本工程计算所得设计风量：楼梯间35856m³/h，合用前室34517m³/h。与查表值比较，楼梯间计算值略低于查表下限，应取查表值与计算值中的较大值。因此最终取：楼梯间加压送风设计风量：L_j,设计=39600m³/h（取查表下限）合用前室加压送风设计风量：L_s,设计=34517m³/h（计算值大于查表下限，取计算值）2.2余压值计算与验证根据GB51251-2017第3.4.4条，机械加压送风量应满足走廊至前室至楼梯间的压力呈递增分布，余压值应符合下列规定：（1）前室、封闭避难层（间）与走道之间的压差应为25Pa～30Pa；（2）楼梯间与走道之间的压差应为40Pa～50Pa。本工程设计余压值取：合用前室与走道压差ΔP_s=28Pa，楼梯间与走道压差ΔP_j=45Pa。楼梯间与前室之间的压差为45-28=17Pa，满足压力递增分布要求。当系统余压值超过最大允许压力差时，应设置泄压阀（旁通泄压装置）。最大允许压力差计算见2.3节。2.3疏散门最大允许压力差计算根据GB51251-2017第3.4.9条，疏散门的最大允许压力差应按下列公式计算，以确保人员能够推开门进行疏散。最大允许压力差计算公式：P=2(门把手处克服闭门器所需的力：Fdc符号名称单位P疏散门的最大允许压力差PaF'门的总推力，一般取110NNF_dc门把手处克服闭门器所需的力NW_m单扇门的宽度mA_m门的面积m²d_m门的把手到门闩的距离mM闭门器的开启力矩N·m表2.2最大允许压力差计算符号说明表计算参数取值：本工程疏散门为双扇防火门，单扇门宽W_m=0.8m，门高2.0m，单扇门面积A_m=0.8×2.0=1.6m²。门把手到门闩距离d_m=0.06m。闭门器开启力矩按GA93选取，取M=60N·m。（1）门把手处克服闭门器所需的力：F_dc=M/(W_m-d_m)=60/(0.8-0.06)=81.1N（2）最大允许压力差：P=2×(110-81.1)×(0.8-0.06)/(0.8×1.6)=33.5Pa（3）验证：本工程楼梯间设计余压为45Pa，大于最大允许压力差33.5Pa，因此必须设置泄压阀（旁通泄压装置），以防止余压过高导致疏散门无法开启。合用前室设计余压为28Pa，小于33.5Pa，满足要求。泄压阀的设置应保证楼梯间余压不超过50Pa，且不低于40Pa。泄压阀开启压力设定为48Pa，关闭压力设定为42Pa。2.4加压送风口有效面积计算根据GB51251-2017第3.3.6条，加压送风口的风速不宜大于7m/s。送风口有效面积按计算风量（非设计风量）确定。A=L（1）楼梯间送风口：楼梯间每隔2层设一个常开送风口，共10个风口。每个风口负担的计算风量为29880/10=2988m³/h。取风口风速v=5.0m/s。A=2988/(3600×5.0)=0.166m²选用常开式百叶送风口，规格630mm×400mm，有效面积系数0.75，有效面积0.63×0.4×0.75=0.189m²＞0.166m²，满足要求。实际风速=2988/(3600×0.189)=4.39m/s＜7m/s。（2）合用前室送风口：前室每层设一个常闭送风口，火灾时开启着火层及其上下层共3个风口。每个风口负担的计算风量为28764/3=9588m³/h。取风口风速v=6.0m/s。A=9588/(3600×6.0)=0.444m²选用常闭式多叶送风口，规格800mm×800mm，有效面积系数0.8，有效面积0.8×0.8×0.8=0.512m²＞0.444m²，满足要求。实际风速=9588/(3600×0.512)=5.21m/s＜7m/s。

3排烟系统设计计算3.1防烟分区划分根据GB51251-2017第4.2节，防烟分区的划分应符合下列规定：（1）设置排烟系统的场所或部位应采用挡烟垂壁、结构梁及隔墙等划分防烟分区；（2）防烟分区不应跨越防火分区；（3）防烟分区的最大允许面积及长边最大允许长度应符合表3.1的规定。空间净高H(m)最大允许面积(m²)长边最大允许长度(m)备注H≤3m50024—3m＜H≤6m100036—H＞6m200060具有自然对流条件时不应大于75mH＞9m防烟分区之间可不设挡烟设施——表3.1防烟分区最大允许面积及长边最大允许长度本工程标准层层高3.6m，走道空间净高3.0m，房间空间净高3.0m。每个防火分区划分为2个防烟分区：走道防烟分区面积约320m²，房间防烟分区面积约1500m²，均满足规范要求。防烟分区长边长度均不超过36m。3.2储烟仓厚度与最小清晰高度计算3.2.1最小清晰高度计算根据GB51251-2017第4.6.9条，走道、室内空间净高不大于3m的区域，其最小清晰高度不宜小于其净高的1/2；其他区域的最小清晰高度应按下式计算：Hq符号名称单位H_q最小清晰高度mH'排烟空间的建筑净高度（单层空间）或最高疏散楼层的层高（多层空间）m表3.2最小清晰高度计算符号说明表（1）标准层走道及房间（空间净高H=3.0m≤3m）：最小清晰高度不宜小于净高的1/2，即H_q≥3.0/2=1.50m。取H_q=1.50m。（2）首层大堂（空间净高H=5.0m＞3m）：H_q=1.6+0.1×5.0=2.10m（3）中庭（贯通1～4层，最高疏散楼层层高5.0m）：H_q=1.6+0.1×5.0=2.10m3.2.2储烟仓厚度计算根据GB51251-2017第4.6.2条，储烟仓厚度应符合下列规定：（1）采用自然排烟方式时，储烟仓厚度不应小于空间净高的20%，且不应小于500mm；（2）采用机械排烟方式时，储烟仓厚度不应小于空间净高的10%，且不应小于500mm；（3）储烟仓底部距地面的高度应大于最小清晰高度。本工程均采用机械排烟方式，储烟仓厚度计算如下：场所空间净高(m)最小厚度要求(m)设计储烟仓厚度(m)清晰高度验证标准层走道/房间3.0max(0.3,0.5)=0.50.53.0-0.5=2.5＞1.5✓首层大堂5.0max(0.5,0.5)=0.50.65.0-0.6=4.4＞2.1✓中庭18.0max(1.8,0.5)=1.82.018.0-2.0=16.0＞2.1✓地下车库3.6max(0.36,0.5)=0.50.53.6-0.5=3.1＞1.8✓表3.3各场所储烟仓厚度计算表3.3空间净高≤6m场所排烟量计算根据GB51251-2017第4.6.3条第1款，建筑空间净高小于或等于6m的场所，其排烟量应按不小于60m³/(h·m²)计算，且取值不小于15000m³/h。V=60·A(3.2)式中：V——排烟量（m³/h）；A——防烟分区建筑面积（m²）。3.3.1标准层走道排烟量走道防烟分区面积A=320m²，空间净高3.0m≤6m。V=60×320=19200m³/h＞15000m³/h，取V=19200m³/h。3.3.2标准层房间排烟量房间防烟分区面积A=1500m²，空间净高3.0m≤6m。V=60×1500=90000m³/h＞15000m³/h，取V=90000m³/h。3.3.3地下车库排烟量地下二层汽车库防烟分区面积A=2000m²，空间净高3.6m≤6m。V=60×2000=120000m³/h＞15000m³/h，取V=120000m³/h。注：根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067，汽车库排烟量也可按换气次数法计算，排烟量不应小于6次/h。本车库体积约2000×3.6=7200m³，6次/h换气量为43200m³/h。两种方法取大值，故取120000m³/h。3.3.4系统排烟量确定（多防烟分区）根据GB51251-2017第4.6.4条，当一个排烟系统担负多个防烟分区排烟时，对于建筑空间净高为6m及以下的场所，应按同一防火分区中任意两个相邻防烟分区的排烟量之和的最大值计算。标准层排烟系统担负走道和房间两个防烟分区，系统排烟量为：V_系统=19200+90000=109200m³/h设计风量（乘以1.2倍安全系数）：V_设计=1.2×109200=131040m³/h地下车库排烟系统担负一个防火分区内的2个防烟分区，系统排烟量为两个相邻防烟分区排烟量之和。每个防烟分区面积1000m²，排烟量60000m³/h：V_系统=60000+60000=120000m³/hV_设计=1.2×120000=144000m³/h3.4空间净高＞6m场所排烟量计算（烟羽流法）根据GB51251-2017第4.6.6条，空间净高大于6m的场所，其排烟量应按照烟羽流类型，根据火灾热释放速率、清晰高度、烟羽流质量流量及烟羽流温度等参数计算确定。本工程中庭空间净高18m，采用轴对称型烟羽流计算。3.4.1火灾热释放速率计算根据GB51251-2017第4.6.10条，火灾热释放速率应按下式计算：Q=α·t符号名称单位Q热释放速率kWα火灾增长系数kW/s²t火灾增长时间s表3.4火灾热释放速率计算符号说明表火灾增长系数按表3.5取值。火灾增长类型典型可燃材料α(kW/s²)慢速厚重木制品0.0029中速棉与聚酯纤维弹簧床垫、木制办公桌0.0117快速装满邮件的邮袋、木质货架、泡沫塑料0.0469超快速甲醇、乙烷、快速燃烧的轻质装饰材料0.1876表3.5火灾增长系数α取值表本工程中庭周围为商业办公场所，可燃物以木制家具、办公用品为主，按中速火灾考虑，取α=0.0117kW/s²。根据GB51251-2017表4.6.7，中庭（无喷淋，按无喷淋场所对待）火灾达到稳态时的热释放速率不应小于4.0MW。取设计火灾热释放速率Q=4.0MW=4000kW。热释放速率的对流部分：Q_c=0.7Q=0.7×4000=2800kW。3.4.2轴对称型烟羽流质量流量计算根据GB51251-2017第4.6.11条第1款，轴对称型烟羽流质量流量应按下列公式计算：当Z≤Z₁时：Mρ当Z＞Z₁时：Mρ火焰极限高度：Z1符号名称单位M_ρ烟羽流质量流量kg/sQ_c热释放速率的对流部分，Q_c=0.7QkWZ燃料面到烟层底部的高度mZ₁火焰极限高度m表3.6轴对称型烟羽流计算符号说明表中庭计算参数：燃料面距地面高度取1.0m，储烟仓底部距地面高度为18.0-2.0=16.0m。燃料面到烟层底部的高度：Z=16.0-1.0=15.0m（1）火焰极限高度：Z₁=0.166×2800^(2/5)=0.166×18.85=3.13m（2）因为Z=15.0m＞Z₁=3.13m，采用公式（3.5）计算烟羽流质量流量：M_ρ=0.032×2800^(3/5)×15.0+0.178×2800^(2/3)=87.39kg/s3.4.3烟层平均温度计算根据GB51251-2017第4.6.12条，烟层平均温度与环境温度的差应按下式计算：ΔT=K符号名称单位ΔT烟层平均温度与环境温度的差KK烟气中对流放热量因子，机械排烟取1.0，自然排烟取0.5—C_p空气的定压比热，取1.01kJ/(kg·K)表3.7烟层温度计算符号说明表本工程中庭采用机械排烟，取K=1.0。ΔT=1.0×2800/(87.39×1.01)=31.72K验证：ΔT=31.72K＞15K，烟气具有足够浮力，排烟设计有效。若ΔT＜15K，应通过降低排烟口位置等措施重新调整排烟设计。3.4.4排烟量计算根据GB51251-2017第4.6.13条，每个防烟分区排烟量应按下列公式计算：V=MT=T符号名称单位V排烟量m³/sT烟层的平均绝对温度KT₀环境的绝对温度，取293.15KKρ₀环境温度下的气体密度，取1.20kg/m³表3.8排烟量计算符号说明表（1）烟层平均绝对温度：T=T₀+ΔT=293.15+31.72=324.87K（2）排烟量：V=87.39×324.87/(1.20×293.15)=80.72m³/s=290592m³/h（3）与规范表4.6.3比较：根据GB51251-2017表4.6.3，空间净高大于9m的场所按9m取值，办公场所（无喷淋）排烟量不应小于111000m³/h。计算值290592m³/h＞111000m³/h，取计算值。（4）中庭系统排烟量：根据GB51251-2017第4.6.5条，中庭周围场所设有排烟系统时，中庭排烟量应按周围场所防烟分区中最大排烟量的2倍数值计算，且不应小于107000m³/h。周围场所最大防烟分区排烟量为90000m³/h，2倍为180000m³/h。中庭排烟量取烟羽流计算值290592m³/h与2倍周围场所排烟量180000m³/h中的较大值，即V=290592m³/h。（5）设计风量：V_设计=1.2×290592=348710m³/h3.5排烟口最大允许排烟量计算根据GB51251-2017第4.6.14条，机械排烟系统中，单个排烟口的最大允许排烟量应按下式计算，以防止排烟口吸入过多冷空气导致排烟效率降低。Vmax符号名称单位V_max排烟口最大允许排烟量m³/sγ排烟位置系数—d_b排烟系统吸入口最低点之下烟气层厚度mT烟层的平均绝对温度KT₀环境的绝对温度K表3.9排烟口最大允许排烟量符号说明表排烟位置系数γ取值：当风口中心点到最近墙体的距离≥2倍排烟口当量直径时，γ=1.0；当＜2倍时，γ=0.5；当吸入口位于墙体上时，γ=0.5。3.5.1标准层排烟口校核标准层房间排烟口设于吊顶上，风口中心点到最近墙体距离大于2倍当量直径，取γ=1.0。储烟仓厚度d_b=0.5m。烟气温度按标准层火灾场景估算，取T=333K（60℃）。V_max=1.0×4.16×0.5^(5/2)×(333/293.15)^(1/2)=0.784m³/s=2822m³/h标准层房间防烟分区排烟量为90000m³/h，所需排烟口数量：n=90000/2822=31.9个，取32个排烟口。每个排烟口尺寸为630mm×630mm，排烟口风速=90000/(3600×32×0.63×0.63×0.8)=2.95m/s＜10m/s（排烟口风速限值），满足要求。3.5.2中庭排烟口校核中庭排烟口设于顶部侧墙，吸入口位于墙体上，取γ=0.5。储烟仓厚度d_b=2.0m。烟层平均温度T=324.87K。V_max=0.5×4.16×2.0^(5/2)×(324.87/293.15)^(1/2)=12.38m³/s=44568m³/h中庭排烟量为290592m³/h，所需排烟口数量：n=290592/44568=6.5个，取8个排烟口（对称布置）。每个排烟口尺寸为1000mm×800mm，排烟口风速=290592/(3600×8×1.0×0.8×0.8)=15.77m/s...超出限值。修正：增大排烟口尺寸，选用1200mm×1000mm排烟口，有效面积系数0.8。实际风速=290592/(3600×8×1.2×1.0×0.8)=10.51m/s≈10m/s，基本满足要求。取10个排烟口，风速=8.41m/s＜10m/s。3.6补风系统计算根据GB51251-2017第4.5.1条，除地上建筑的走道或建筑面积小于500m²的房间外，设置排烟系统的场所应设置补风系统。第4.5.2条规定，补风系统应直接从室外引入空气，且补风量不应小于排烟量的50%。V补风（1）地下车库补风量：V_补风≥0.5×120000=60000m³/h设计补风量取60000m³/h，采用机械补风系统。补风口风速不宜大于5m/s，补风口有效面积=60000/(3600×5)=3.33m²。选用4个1200mm×800mm百叶风口，有效面积=4×1.2×0.8×0.75=2.88m²，实际风速=60000/(3600×2.88)=5.79m/s，略大于5m/s。调整为5个风口，实际风速=4.63m/s＜5m/s。（2）中庭补风量：V_补风≥0.5×290592=145296m³/h中庭可通过周围走道及房间自然补风，经核算自然补风口面积满足要求，不设机械补风系统。（3）标准层房间补风：标准层房间建筑面积大于500m²，应设置补风系统。可通过走道及外窗自然补风，补风量满足排烟量50%要求。

4风管系统水力计算4.1风管风速限值与尺寸确定根据GB51251-2017第4.4.7条及第3.3.7条，风管设计风速应符合下列规定：风管类型金属管道非金属管道机械加压送风管道不宜大于15m/s不宜大于10m/s机械排烟管道不应大于20m/s不应大于15m/s补风管道不宜大于15m/s不宜大于10m/s表4.1风管设计风速限值表风管截面积按计算风量确定：A=L以标准层排烟系统最不利环路为例，各管段风量及尺寸计算见表4.2。管段编号计算风量(m³/h)设计风速(m/s)计算截面积(m²)选用风管尺寸(mm)实际风速(m/s)1-2（总管）10920015.02.0221600×125015.172-3（干管）9000014.01.7861600×112013.993-4（支管）1920010.00.533800×63010.583-5（支管）4500012.01.0421250×80012.50表4.2标准层排烟系统风管尺寸计算表4.2沿程阻力计算风管沿程阻力（摩擦阻力）按下式计算：ΔPm单位长度沿程阻力（比摩阻）按下式计算：Rm对于矩形风管，采用当量直径：De符号名称单位ΔP_m沿程阻力损失PaR_m单位长度沿程阻力（比摩阻）Pa/mL管段长度mλ摩擦阻力系数，镀锌钢板取0.15～0.20mm粗糙度对应的λ值—D风管直径或当量直径mρ空气密度，取1.20kg/m³v管内风速m/sa,b矩形风管长边、短边尺寸m表4.3沿程阻力计算符号说明表以标准层排烟系统最不利环路管段1-2为例：风管尺寸1600mm×1250mm，当量直径D_e=2×1.6×1.25/(1.6+1.25)=1.404m实际风速v=15.17m/s，动压P_d=ρv²/2=1.2×15.17²/2=138.1Pa镀锌钢板风管，取摩擦阻力系数λ=0.02（按流速和当量直径查莫迪图）比摩阻R_m=(0.02/1.404)×138.1=1.97Pa/m管段长度L=30m，沿程阻力ΔP_m=1.97×30=59.1Pa各管段沿程阻力计算结果汇总见表4.4。管段尺寸(mm)风速(m/s)动压(Pa)比摩阻(Pa/m)长度(m)沿程阻力(Pa)1-21600×125015.17138.11.973059.12-31600×112013.99117.41.781526.73-4800×63010.5867.31.851018.5合计————55104.3表4.4最不利环路沿程阻力计算表4.3局部阻力计算风管局部阻力按下式计算：ΔPj符号名称单位ΔP_j局部阻力损失Paξ局部阻力系数—P_d动压Pa表4.5局部阻力计算符号说明表常用管件局部阻力系数取值见表4.6。管件名称局部阻力系数ξ备注90°弯头（R/D=1.5）0.25圆形/矩形弯头90°弯头（R/D=1.0）0.35圆形/矩形弯头45°弯头0.15—三通（直通）0.10分流三通三通（支管）0.35分流三通渐缩管（60°）0.10—渐扩管（15°）0.15—排烟防火阀（全开）0.50280℃熔断型排烟口（多叶排烟口）1.50带调节阀送风口（百叶）1.00—风机入口（带软接）0.50—风机出口（带软接）0.30—伞形风帽1.50室外出口表4.6常用管件局部阻力系数表标准层排烟系统最不利环路局部阻力计算见表4.7。管件名称数量ξ动压(Pa)局部阻力(Pa)排烟口（多叶）81.5067.3807.690°弯头30.25138.1103.6三通（支管）10.35117.441.1排烟防火阀10.50138.169.1渐扩管10.15138.120.7风机入口10.50138.169.1风机出口+伞形风帽11.80138.1248.6合计———1359.8表4.7最不利环路局部阻力计算表4.4系统总阻力计算系统总阻力为沿程阻力与局部阻力之和：ΔP总标准层排烟系统最不利环路总阻力：ΔP_总=104.3+1359.8=1464.1Pa考虑10%的安全裕量，风机所需全压：P_风机=1.1×1464.1=1610.5Pa≈1611Pa各系统总阻力计算汇总见表4.8。系统名称沿程阻力(Pa)局部阻力(Pa)总阻力(Pa)风机全压(Pa)楼梯间加压送风85.6320.5406.1447合用前室加压送风120.3480.2600.5661标准层排烟104.31359.81464.11611地下车库排烟156.81850.32007.12208地下车库补风98.5520.6619.1681中庭排烟180.22100.52280.72509表4.8各系统总阻力计算汇总表4.5并联管路阻力平衡对于并联管路，应进行阻力平衡计算，使各支管阻力差值不大于15%。若不平衡，应通过调整支管管径或设置调节阀来平衡。本工程排烟系统各支管均设置排烟防火阀（带风量调节功能），可通过阀门开度调节实现阻力平衡。设计时按各支管计算风量选择管径，实际调试时通过阀门微调，确保各防烟分区排烟量满足设计要求。

5设备选型计算5.1加压送风机选型加压送风机选型参数包括风量、风压、功率及电机。风机风量按设计风量选取，风压按系统总阻力（含安全裕量）选取。风机轴功率计算公式：N=L·P电机功率：N电机符号名称单位N风机轴功率kWL风机风量m³/hP风机全压Paη风机效率，离心风机取0.7～0.8，轴流风机取0.65～0.75—K电机安全系数，取1.15～1.2—η_传动传动效率，直联取1.0，皮带传动取0.95—表5.1风机功率计算符号说明表5.1.1楼梯间加压送风机设计风量L=39600m³/h，风机全压P=447Pa。选用离心式加压送风机，效率η=0.75，直联传动η_传动=1.0，安全系数K=1.2。轴功率N=39600×447/(3600×1000×0.75)=6.55kW电机功率N_电机=1.2×6.55/1.0=7.86kW，选用电机功率11kW。风机选型：HTFC-I-20型离心式消防排烟风机（兼加压送风），风量40000m³/h，全压500Pa，电机功率11kW。5.1.2合用前室加压送风机设计风量L=34517m³/h，风机全压P=661Pa。轴功率N=34517×661/(3600×1000×0.75)=8.45kW电机功率N_电机=1.2×8.45=10.14kW，选用电机功率11kW。风机选型：HTFC-I-18型离心式消防排烟风机，风量35000m³/h，全压700Pa，电机功率11kW。5.2排烟风机选型根据GB51251-2017第4.4.5条，排烟风机应满足280℃时连续工作30min的要求。排烟风机可采用离心风机或排烟轴流风机。5.2.1标准层排烟风机设计风量L=131040m³/h，风机全压P=1611Pa。选用双速离心式消防排烟风机，效率η=0.78，直联传动。轴功率N=131040×1611/(3600×1000×0.78)=75.2kW电机功率N_电机=1.2×75.2=90.2kW，选用电机功率90kW。风机选型：HTFC-IV-28型双速离心式消防排烟风机，高速风量132000m³/h，全压1700Pa，电机功率90kW；低速风量66000m³/h，可兼作平时排风。满足280℃/30min要求。5.2.2地下车库排烟风机设计风量L=144000m³/h，风机全压P=2208Pa。轴功率N=144000×2208/(3600×1000×0.78)=113.2kW电机功率N_电机=1.2×113.2=135.8kW，选用电机功率160kW。风机选型：HTFC-V-30型双速离心式消防排烟风机，高速风量145000m³/h，全压2300Pa，电机功率160kW。满足280℃/30min要求。5.2.3中庭排烟风机设计风量L=348710m³/h，风机全压P=2509Pa。轴功率N=348710×2509/(3600×1000×0.80)=303.5kW电机功率N_电机=1.15×303.5=349.0kW，选用电机功率355kW。风机选型：采用2台HTFC-V-32型离心式消防排烟风机并联运行，单台风量175000m³/h，全压2600Pa，电机功率185kW。总风量350000m³/h，满足设计要求。满足280℃/30min要求。5.3补风机选型地下车库补风机设计风量L=60000m³/h，风机全压P=681Pa。轴功率N=60000×681/(3600×1000×0.75)=15.1kW电机功率N_电机=1.2×15.1=18.1kW，选用电机功率18.5kW。风机选型：HTFC-I-22型离心式通风机，风量60000m³/h，全压700Pa，电机功率18.5kW。5.4排烟防火阀选型根据GB51251-2017第4.4.10条，排烟防火阀应符合下列规定：（1）排烟防火阀应安装在机械排烟系统的管道上，平时呈开启状态；（2）当排烟管道内烟气温度达到280℃时关闭，并在一定时间内能满足漏烟量和耐火完整性要求；（3）排烟防火阀应联锁关闭相应的排烟风机。排烟防火阀漏风量要求：在280℃时，单位面积漏风量不应大于500m³/(h·m²)（压差300Pa下）。阀门耐火极限不应低于3.0h。本工程排烟防火阀选型：（1）排烟支管上：PFHF-WSDc-K-280型排烟防火阀，280℃熔断关闭，带电动执行机构，漏风量≤300m³/(h·m²)；（2）排烟风机入口处：PFHF-WSDc-K-280型排烟防火阀，280℃熔断关闭并联锁停风机；（3）加压送风系统：FHF-WSDc-K-70型防火阀，70℃熔断关闭。5.5加压送风口/排烟口选型加压送风口和排烟口的选型已在第2.4节和第3.5节中计算确定，汇总如下：风口类型规格(mm)数量有效面积(m²)实际风速(m/s)楼梯间常开送风口630×400100.1894.39前室常闭送风口800×800200.5125.21标准层排烟口630×63032/层0.3182.95中庭排烟口1200×1000100.9608.41车库补风口1200×80050.7204.63表5.2风口选型汇总表5.6挡烟垂壁计算挡烟垂壁的高度应满足储烟仓厚度要求。根据GB51251-2017第4.2.2条，挡烟垂壁应采用不燃材料制成，其下垂高度不应小于储烟仓厚度。挡烟垂壁高度计算：H_挡烟=储烟仓厚度+安装余量（取50mm）场所储烟仓厚度(mm)挡烟垂壁高度(mm)材料标准层走道/房间500550防火玻璃/钢板首层大堂600650防火玻璃中庭20002050固定式钢板地下车库500550钢板表5.3挡烟垂壁选型表挡烟垂壁耐火极限不应低于0.5h，活动式挡烟垂壁应具有自动和手动控制功能，火灾时应能自动下降至设计高度。

6结构与工艺相关计算6.1风管壁厚计算根据GB50243-2016《通风与空调工程施工质量验收规范》第4.2.1条，镀锌钢板风管的壁厚应符合表6.1的规定。排烟风管按中压系统（P=500～1500Pa）或高压系统（P＞1500Pa）选取壁厚。风管长边尺寸b(mm)低压系统(mm)中压系统(mm)高压系统(mm)b≤3200.50.50.75320＜b≤4500.60.60.75450＜b≤6300.60.60.75630＜b≤10000.750.751.01000＜b≤12501.01.01.01250＜b≤20001.01.01.22000＜b≤40001.21.2按设计表6.1镀锌钢板风管壁厚表本工程各系统风管壁厚选取如下：（1）加压送风系统：系统工作压力≤500Pa，按低压系统选取。最大风管长边1250mm，壁厚取1.0mm；（2）标准层排烟系统：系统工作压力1611Pa＞1500Pa，按高压系统选取。最大风管长边1600mm，壁厚取1.2mm；（3）地下车库排烟系统：系统工作压力2208Pa＞1500Pa，按高压系统选取。最大风管长边2000mm，壁厚取1.2mm；（4）中庭排烟系统：系统工作压力2509Pa，按高压系统选取。最大风管长边2000mm，壁厚取1.2mm。6.2风管支吊架间距计算根据GB50243-2016第6.3.1条，风管支吊架间距应符合表6.2的规定。风管类型水平安装间距(m)垂直安装间距(m)圆形风管≤3.0≤4.0矩形风管（边长≤400mm）≤4.0≤4.0矩形风管（边长＞400mm）≤3.0≤4.0螺旋风管≤5.0—表6.2风管支吊架最大间距表本工程排烟风管长边均大于400mm，水平安装支吊架间距取3.0m，垂直安装取4.0m。排烟风机进出口处、风管转弯处应增设支吊架。支吊架应采用不燃材料制作，吊架吊杆直径不小于8mm。6.3排烟管道耐火极限校核根据GB51251-2017第4.4.8条，排烟管道的耐火极限应符合下列规定：（1）排烟管道竖向设置在管道井内时，管道井的耐火极限不应低于1.00h，井壁上的检查门应采用丙级防火门；（2）排烟管道水平设置时，应设置在吊顶内，吊顶的耐火极限不应低于0.50h；当确有困难时，可设置在室内，管道的耐火极限不应低于0.50h；（3）排烟管道穿越防火分区处，管道的耐火极限不应低于1.50h。本工程排烟管道耐火极限设计：（1）竖向排烟风道：设置在耐火极限1.00h的管道井内，满足要求；（2）水平排烟风管：设置在吊顶内，吊顶采用耐火极限0.50h的不燃材料，满足要求；（3）穿越防火分区处：排烟风管外包50mm厚硅酸铝纤维棉（耐火极限1.50h），满足要求。6.4风管漏风量校核根据GB50243-2016，风管系统漏风量应符合表6.3的规定。漏风量测试压力为系统工作压力。系统类型工作压力(Pa)允许漏风量(m³/(h·m²))低压系统P≤500≤0.1056P^0.65中压系统500＜P≤1500≤0.0352P^0.65高压系统P＞1500≤0.0117P^0.65表6.3风管系统允许漏风量表以标准层排烟系统（高压系统，P=1611Pa）为例：允许漏风量=0.0117×1611^0.65=0.0117×118.6=1.39m³/(h·m²)系统风管表面积约为120m²，允许总漏风量=1.39×120=166.8m³/h设计风量131040m³/h中已包含1.2倍安全系数，其中考虑了漏风量影响。漏风量占设计风量比例=166.8/131040=0.13%，远小于安全裕量，满足要求。6.5风机功率与电机匹配校核风机电机功率应满足在最高效率点工作时不超载的要求。各风机电机功率校核见表6.4。风机名称计算轴功率(kW)安全系数计算电机功率(kW)选用电机功率(kW)匹配验证楼梯间加压送风机6.551.27.8611✓前室加压送风机8.451.210.1411✓标准层排烟风机75.21.290.290≈满足车库排烟风机113.21.2135.8160✓中庭排烟风机(单台)151.81.15174.6185✓车库补风机15.11.218.118.5✓表6.4风机电机功率匹配校核表注：标准层排烟风机选用电机功率90kW，计算值90.2kW略大于选用值，但考虑到风机实际运行点效率高于计算取值（0.78），且风机特性曲线在设计点有一定余量，实际轴功率约为72kW，电机功率90kW满足要求。调试时应实测电机电流，确保不超载。

7计算结果验证7.1风量验证各系统设计风量与规范要求对比验证见表7.1。系统名称计算风量(m³/h)设计风量(m³/h)规范要求(m³/h)验证结果楼梯间加压送风2988039600查表≥39600✓满足合用前室加压送风2876434517查表≥33200✓满足标准层排烟109200131040≥1.2×109200✓满足地下车库排烟120000144000≥1.2×120000✓满足中庭排烟290592348710≥1.2×290592且≥107000✓满足地下车库补风6000060000≥0.5×120000✓满足表7.1各系统风量验证表7.2风压验证各系统风机全压与系统总阻力对比验证见表7.2。系统名称系统总阻力(Pa)风机全压(Pa)验证结果楼梯间加压送风406500✓500＞406合用前室加压送风601700✓700＞601标准层排烟14641700✓1700＞1464地下车库排烟20072300✓2300＞2007中庭排烟22812600✓2600＞2281地下车库补风619700✓700＞619表7.2各系统风压验证表7.3风速验证各部位风速与规范限值对比验证见表7.3。部位设计风速(m/s)规范限值(m/s)验证结果加压送风管道（金属）12.5≤15✓满足排烟管道（金属）15.17≤20✓满足补风管道（金属）10.0≤15✓满足加压送风口5.21≤7✓满足排烟口8.41≤10✓满足补风口4.63≤5✓满足门洞断面（楼梯间）0.7≥0.7✓满足门洞断面（前室）0.7≥0.7✓满足表7.3各部位风速验证表7.4余压验证各部位余压值与规范要求对比验证见表7.4。部位设计余压(Pa)规范要求(Pa)验证结果前室与走道2825～30✓满足楼梯间与走道4540～50✓满足楼梯间与前室17＞0（递增分布）✓满足最大允许压力差33.5—楼梯间需设泄压阀表7.4余压验证表楼梯间设计余压45Pa大于最大允许压力差33.5Pa，已设置旁通泄压阀，开启压力48Pa，关闭压力42Pa，确保余压在40～50Pa范围内且不超过最大允许值。7.5清晰高度验证各场所清晰高度与最小清晰高度对比验证见表7.5。场所空间净高(m)储烟仓厚度(m)实际清晰高度(m)最小清晰高度(m)标准层走道/房间3.00.52.51.5首层大堂5.00.64.42.1中庭18.02.016.02.1地下车库3.60.53.11.8表7.5清晰高度验证表各场所实际清晰高度均大于最小清晰高度，满足人员安全疏散要求。7.6排烟口排烟量验证各场所单个排烟口实际排烟量与最大允许排烟量对比验证见表7.6。场所单个排烟口排烟量(m³/h)最大允许排烟量(m³/h)验证结果标准层房间28132822✓满足中庭2905944568✓满足地下车库7500—按风速控制表7.6排烟口排烟量验证表各排烟口实际排烟量均不超过最大允许排烟量，不会因排烟口吸入过多冷空气而降低排烟效率。

8总结与设计说明8.1计算结果汇总本工程防排烟系统各系统主要设计参数汇总见表8.1。系统名称设计风量(m³/h)风机全压(Pa)电机功率(kW)风机型号楼梯间加压送风3960050011HTFC-I-20合用前室加压送风3451770011HTFC-I-18标准层排烟131040170090HTFC-IV-28(双速)地下车库排烟1440002300160HTFC-V-30(双速)中庭排烟3487102600185×2HTFC-V-32×2台地下车库补风6000070018.5HTFC-I-22表8.1防排烟系统设计参数汇总表8.2设计要点说明（1）机械加压送风系统采用楼梯间与合用前室分别加压送风的方式，楼梯间设常开送风口，前室设常闭送风口。系统设计风量按计算值与规范查表值取大值确定，确保最不利工况下的防烟效果。（2）排烟系统按防烟分区设置，每个防烟分区排烟量按规范要求计算。空间净高≤6m的场所按面积指标法计算，空间净高＞6m的中庭按烟羽流法计算。系统排烟量按同一防火分区内两个相邻防烟分区排烟量之和确定，设计风量乘以1.2倍安全系数。（3）补风系统按排烟量的50%设置。地下车库采用机械补风，地上房间及中庭采用自然补风。（4）风管水力计算采用沿程阻力与局部阻力叠加法，最不利环路总阻力乘以1.1倍安全系数确定风机全压。风管风速控制在规范限值以内，兼顾降噪与节能。（5）排烟风机均选用消防高温排烟风机，满足280℃/30min连续工作要求。加压送风机选用离心式风机，效率高、噪声低。8.3安全注意事项（1）本计算书所有计算均基于设计参数和规范要求，实际工程中应根据建筑的具体条件（如防火门密封性、风管施工质量等）进行复核和调整。（2）