论文部分内容阅读
摘要：建筑排烟系统是针对火灾时烟气流动的特点，采取的可靠的排烟措施，及时排出烟气，控制建筑火灾的烟气流动，利于人员的安全疏散和消防救援的展开，防止和减少火灾的危害，保障社会的公共安全重要安全设施。下面就常见建筑排烟系统设计问题与大家一起探讨。
关键词：排烟系统机械排烟自然排烟
中图分类号：U260.4+3文献标识码：A文章编号：
1.排烟系统设计
民用建筑排烟分为可开启外窗的自然排烟系统和机械排烟系统。
2.自然排烟系统
2.1适用范围及设计指标
⑴高层建筑中净高小于12m和多层建筑中的中庭、剧场舞台有效自然排烟口的总面积不应小于其地面面积的5%；
⑵高层建筑长度大于20m且小于60m的疏散走道，非高层建筑中公共建筑长度大于20m的疏散走道、公寓、通廊式居住建筑长度大于40m的地上疏散走道，有效自然排烟口的总面积不应小于其地面面积的2%；
⑶高层建筑中面积超过100m2、非高层公共建筑中经常有人停留或可燃物较多，且建筑面积大于300m2 的地上房间有效自然排烟口的总面积不应小于其地面面积的2%，当建筑面积大于500m2且净空高度大于6m的大空间场所，不应小于该场所地面面积的5%；
⑷总建筑面积大于200m2或一个房间建筑面积大于50m2且经常有人停留或可燃物较多的地下、半地下建筑有效自然排烟口的总面积不应小于其地面面积的2%；
⑸多层建筑设置在一、二、三层且房间建筑面积大于200m2或设置在四层及四层以上或地下、半地下歌舞娱乐放映游艺场所，高层建筑内设置在一、二、三层以及地下、半地下歌舞娱乐放映游艺场所，有效自然排烟口的总面积不应小于其地面面积的2%；
⑹建筑面积小于2000m2的地下汽车库，有效自然排烟口的总面积不应小于其地面面积的2%。
2.2设计常见问题
⑴外门作为排烟口。外门一般高度2m，且位于房间底部不能有效排出上部烟气，此外很多外门在夜间由于管理需要上锁，如果发生火灾很难快速打开，所以外门不能作为排烟口使用。
⑵高窗没有设便于开启的装置，火灾时不能方便开启，所以高窗应设自动或手动开启装置，便于火灾时快速打开。
⑶同一个空间部分采用自然排烟、部分采用机械排烟。比如一层走道自然排烟、与之相通的中庭机械排烟，这是不对的，假如走道、中庭同时需要排烟时，一层走道的烟气是很难通过自然排烟口排出的。
（4）设置排烟设施的建筑内,敞开楼梯和自动扶梯穿越楼板的口部应设置挡烟垂壁等设施。本人认为走道不可利用开敞楼梯等外窗排烟，应分开考虑排烟措施。
⑸电动控制自动排烟窗应采用消防电源，保证火灾时不断电，能顺利开启。
3.机械排烟系统
应设排烟设施，但是规范不允许采用自然排烟（如高层建筑长度大于60m的疏散走道，建筑面积大2000m2的地下汽车库等）或者不具备自然排烟条件的房间，均应设置机械排烟系统。
3.1排烟量计算
担负一个防烟分区排烟或净空高度大于6.00m的不划防烟分区的房间时，应按每平方米面積不小于60m3/h计算（单台风机最小排烟量不应小于7200m3/h）。 担负两个或两个以上防烟分区排烟时，应按最大防烟分区面积每平方米不小于120m3/h计算。
电影院、剧院观众厅排烟量应按每平方米面积不小于90m3/h和按换气次数13次/h计算，取其中大值。
中庭体积小于或等于17000m3时，其排烟量按其体积的6次/h换气计算；中庭体积大于17000m3时，其排烟量按其体积的4次/h换气计算，但最小排烟量不应小于102000m3/h。
汽车库排烟量按汽车库体积换气次数不小于6次/h计算。
3.2排烟系统设置
排烟区域应划分防烟分区，防烟分区不宜大于500m2，汽车库防烟分区不宜大于2000m2，长边不应大于60m。当室内高度超过6m，且具有对流条件时，长边不应大于75m。防烟分区应采用当烟垂壁、隔墙、梁等划分， 挡烟垂壁或梁的下垂高度应由计算确定，且应满足疏散所需的清晰高度。
排烟管道必须采用不燃材料制作，当采用金属管道时，管道内风速不宜大于20m/s；当采用内表面光滑的混凝土等非金属材料管道时，不宜大于15m/s。排烟系统横向宜按防火分区设置，水平排烟管道穿越其他防火分区时，应在越处设280℃能自动关闭的防火阀，其管道耐火极限不应小于1h；排烟管道不应穿过前室或楼梯间，如必须穿过，管道的耐火极限不应小于2h，且不得影响人员疏散。
排烟系统竖向穿越防火分区时，与垂直风管连接的谁碰管道应设280℃能自动关闭的防火阀。垂直管道应宜设置在管井中，其管道应采用耐火极限不小于1h的隔墙与相邻区域分隔，当墙上必须设置检修门时，应采用不低于丙级的防火门。
超过32层或建筑高度超过100m的高层建筑，其排烟系统应分段设计。
车库宜按每个防烟分区设置排烟系统。
机械排烟系统与通风、空气调节系统宜分开设置，当合用时，必须采取可靠的防火安全措施，并应符合机械排烟系统的相关要求。
当吊顶内有可燃物或难燃物时，吊顶内的排烟管道应采用厚度不小于50mm、导热性差的不然隔热材料进行隔热或与可燃物、难燃物保持不小于150mm的距离。
排烟支管上应设置当烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀。
排烟口应设在储烟仓内；当层高低于3.6m时，可设置在１／２高度以上；火灾时由火灾自动报警装置联动开启排烟区域的排烟阀（口），且在现场设置手动开启装置； 排烟口的设置宜使烟流方向与人员疏散方向相反，排烟口与附近安全出口相邻边缘之间的水平距离不应小于1.5m；排烟口的风速不宜大于10m/s。
3.3排烟风机可采用离心式或轴流排烟风机(满足280℃时连续工作30min的要求)，排烟风机入口处应设置能自动关闭的280℃排烟防火阀，并连锁关闭排烟风机。
排烟风机宜设置在排烟系统的顶部，烟气出口宜朝上，并应高于加压送风机和补风机的进风口。设在同一层面时，上下设置时，进风口应在排烟机出风口的下方，两者边缘垂直距离不应小于3m；水平设置时，两者边缘水平距离不应小于10m。
当系统中任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能联动启动。
排烟风机应设置在专用的风机房内或室外，风机房应采用耐火极限不低于2.0h的隔墙和1.5h的楼板及甲级防火门与其它部位隔开。
排烟风机的全压应满足排烟系统最不利环路的要求。其排烟量应考虑10%～20%的漏风量；
3.4高层建筑设置机械排烟的地下室，应同时设置送风系统；其他建筑(含高层建筑地下汽车库)在地下和地上密闭场所中设置机械排烟系统时，应同时设置补风系统（可采用自然补风或机械补风）。送风量不宜小于排烟量的50%。机械送风口的风速不宜大于10m/s，公共聚集场所或面积小于500m2的区域，送风口的风速不宜大于5m/s；自然补风口的风速不宜大于3m/s。
补风口与排烟口设置在同一空间内相邻的防烟分区时，补风口位置不限；当补风口与排烟口设置在同一防烟分区时，补风口应设在储烟仓下沿以下；补风口与排烟口水平距离不应少于5m。
排烟区域所需的补风系统应与排烟系统联动开启。
3.5设计常见问题
⑴机械正压送风机与排烟风机共用机房。存在排烟温度高、风道泄漏等不安全因素，所以机械正压送风机与排烟风机不要共用机房。
⑵地下汽车库汽车坡道设有防火卷帘，火灾时关闭，排烟系统缺少补风，此时应设机械排烟补风系统。
⑶部分建筑按照防火规范电气章节要求，可以不设计火灾自动报警系统，但是设计有机械防排烟系统，此时应该根据防排烟消防联动要求增加火灾自动报警系统。
⑷规范没有对防、排烟系统，尤其是地下室防、排烟系统互相影响作出规定。例如高层建筑地下防烟楼梯间设计机械正压送风，地下室设计机械排烟及补风系统，机械正压送风泄压风量是否会对排烟时造成正压影响，希望以后规范修订时能够给出解释。
⑸规范还没有对排烟系统给出量化计算方法及计算要求，希望以后规范修订时能够考虑此问题。
4.总结
我们应该认真研究防烟原理，总结实践过程中的经验，才能不断的完善排烟系统的设计，保证其设计符合相关规范、标准的要求，保证每个建筑项目的防排烟系统设施配置齐全，功能完善，效果良好，真正发挥其防火减灾的作用。
参考文献：
《建筑设计防火规范》GB50016-2005；
《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95（2005年版）；
《全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调·动力》(2009年版)；
《建筑防排烟系统技术规范》（征求意见稿）；
《实用供热空调设计手册》中国建筑工业出版社；
作者简介：作者：贾宏伟工作单位：河南同济建筑设计有限公司 总工程师职称：工程师 国家注册公用设备（暖通空调）工程师
关键词：排烟系统机械排烟自然排烟
中图分类号：U260.4+3文献标识码：A文章编号：
1.排烟系统设计
民用建筑排烟分为可开启外窗的自然排烟系统和机械排烟系统。
2.自然排烟系统
2.1适用范围及设计指标
⑴高层建筑中净高小于12m和多层建筑中的中庭、剧场舞台有效自然排烟口的总面积不应小于其地面面积的5%；
⑵高层建筑长度大于20m且小于60m的疏散走道，非高层建筑中公共建筑长度大于20m的疏散走道、公寓、通廊式居住建筑长度大于40m的地上疏散走道，有效自然排烟口的总面积不应小于其地面面积的2%；
⑶高层建筑中面积超过100m2、非高层公共建筑中经常有人停留或可燃物较多，且建筑面积大于300m2 的地上房间有效自然排烟口的总面积不应小于其地面面积的2%，当建筑面积大于500m2且净空高度大于6m的大空间场所，不应小于该场所地面面积的5%；
⑷总建筑面积大于200m2或一个房间建筑面积大于50m2且经常有人停留或可燃物较多的地下、半地下建筑有效自然排烟口的总面积不应小于其地面面积的2%；
⑸多层建筑设置在一、二、三层且房间建筑面积大于200m2或设置在四层及四层以上或地下、半地下歌舞娱乐放映游艺场所，高层建筑内设置在一、二、三层以及地下、半地下歌舞娱乐放映游艺场所，有效自然排烟口的总面积不应小于其地面面积的2%；
⑹建筑面积小于2000m2的地下汽车库，有效自然排烟口的总面积不应小于其地面面积的2%。
2.2设计常见问题
⑴外门作为排烟口。外门一般高度2m，且位于房间底部不能有效排出上部烟气，此外很多外门在夜间由于管理需要上锁，如果发生火灾很难快速打开，所以外门不能作为排烟口使用。
⑵高窗没有设便于开启的装置，火灾时不能方便开启，所以高窗应设自动或手动开启装置，便于火灾时快速打开。
⑶同一个空间部分采用自然排烟、部分采用机械排烟。比如一层走道自然排烟、与之相通的中庭机械排烟，这是不对的，假如走道、中庭同时需要排烟时，一层走道的烟气是很难通过自然排烟口排出的。
（4）设置排烟设施的建筑内,敞开楼梯和自动扶梯穿越楼板的口部应设置挡烟垂壁等设施。本人认为走道不可利用开敞楼梯等外窗排烟，应分开考虑排烟措施。
⑸电动控制自动排烟窗应采用消防电源，保证火灾时不断电，能顺利开启。
3.机械排烟系统
应设排烟设施，但是规范不允许采用自然排烟（如高层建筑长度大于60m的疏散走道，建筑面积大2000m2的地下汽车库等）或者不具备自然排烟条件的房间，均应设置机械排烟系统。
3.1排烟量计算
担负一个防烟分区排烟或净空高度大于6.00m的不划防烟分区的房间时，应按每平方米面積不小于60m3/h计算（单台风机最小排烟量不应小于7200m3/h）。 担负两个或两个以上防烟分区排烟时，应按最大防烟分区面积每平方米不小于120m3/h计算。
电影院、剧院观众厅排烟量应按每平方米面积不小于90m3/h和按换气次数13次/h计算，取其中大值。
中庭体积小于或等于17000m3时，其排烟量按其体积的6次/h换气计算；中庭体积大于17000m3时，其排烟量按其体积的4次/h换气计算，但最小排烟量不应小于102000m3/h。
汽车库排烟量按汽车库体积换气次数不小于6次/h计算。
3.2排烟系统设置
排烟区域应划分防烟分区，防烟分区不宜大于500m2，汽车库防烟分区不宜大于2000m2，长边不应大于60m。当室内高度超过6m，且具有对流条件时，长边不应大于75m。防烟分区应采用当烟垂壁、隔墙、梁等划分， 挡烟垂壁或梁的下垂高度应由计算确定，且应满足疏散所需的清晰高度。
排烟管道必须采用不燃材料制作，当采用金属管道时，管道内风速不宜大于20m/s；当采用内表面光滑的混凝土等非金属材料管道时，不宜大于15m/s。排烟系统横向宜按防火分区设置，水平排烟管道穿越其他防火分区时，应在越处设280℃能自动关闭的防火阀，其管道耐火极限不应小于1h；排烟管道不应穿过前室或楼梯间，如必须穿过，管道的耐火极限不应小于2h，且不得影响人员疏散。
排烟系统竖向穿越防火分区时，与垂直风管连接的谁碰管道应设280℃能自动关闭的防火阀。垂直管道应宜设置在管井中，其管道应采用耐火极限不小于1h的隔墙与相邻区域分隔，当墙上必须设置检修门时，应采用不低于丙级的防火门。
超过32层或建筑高度超过100m的高层建筑，其排烟系统应分段设计。
车库宜按每个防烟分区设置排烟系统。
机械排烟系统与通风、空气调节系统宜分开设置，当合用时，必须采取可靠的防火安全措施，并应符合机械排烟系统的相关要求。
当吊顶内有可燃物或难燃物时，吊顶内的排烟管道应采用厚度不小于50mm、导热性差的不然隔热材料进行隔热或与可燃物、难燃物保持不小于150mm的距离。
排烟支管上应设置当烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀。
排烟口应设在储烟仓内；当层高低于3.6m时，可设置在１／２高度以上；火灾时由火灾自动报警装置联动开启排烟区域的排烟阀（口），且在现场设置手动开启装置； 排烟口的设置宜使烟流方向与人员疏散方向相反，排烟口与附近安全出口相邻边缘之间的水平距离不应小于1.5m；排烟口的风速不宜大于10m/s。
3.3排烟风机可采用离心式或轴流排烟风机(满足280℃时连续工作30min的要求)，排烟风机入口处应设置能自动关闭的280℃排烟防火阀，并连锁关闭排烟风机。
排烟风机宜设置在排烟系统的顶部，烟气出口宜朝上，并应高于加压送风机和补风机的进风口。设在同一层面时，上下设置时，进风口应在排烟机出风口的下方，两者边缘垂直距离不应小于3m；水平设置时，两者边缘水平距离不应小于10m。
当系统中任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能联动启动。
排烟风机应设置在专用的风机房内或室外，风机房应采用耐火极限不低于2.0h的隔墙和1.5h的楼板及甲级防火门与其它部位隔开。
排烟风机的全压应满足排烟系统最不利环路的要求。其排烟量应考虑10%～20%的漏风量；
3.4高层建筑设置机械排烟的地下室，应同时设置送风系统；其他建筑(含高层建筑地下汽车库)在地下和地上密闭场所中设置机械排烟系统时，应同时设置补风系统（可采用自然补风或机械补风）。送风量不宜小于排烟量的50%。机械送风口的风速不宜大于10m/s，公共聚集场所或面积小于500m2的区域，送风口的风速不宜大于5m/s；自然补风口的风速不宜大于3m/s。
补风口与排烟口设置在同一空间内相邻的防烟分区时，补风口位置不限；当补风口与排烟口设置在同一防烟分区时，补风口应设在储烟仓下沿以下；补风口与排烟口水平距离不应少于5m。
排烟区域所需的补风系统应与排烟系统联动开启。
3.5设计常见问题
⑴机械正压送风机与排烟风机共用机房。存在排烟温度高、风道泄漏等不安全因素，所以机械正压送风机与排烟风机不要共用机房。
⑵地下汽车库汽车坡道设有防火卷帘，火灾时关闭，排烟系统缺少补风，此时应设机械排烟补风系统。
⑶部分建筑按照防火规范电气章节要求，可以不设计火灾自动报警系统，但是设计有机械防排烟系统，此时应该根据防排烟消防联动要求增加火灾自动报警系统。
⑷规范没有对防、排烟系统，尤其是地下室防、排烟系统互相影响作出规定。例如高层建筑地下防烟楼梯间设计机械正压送风，地下室设计机械排烟及补风系统，机械正压送风泄压风量是否会对排烟时造成正压影响，希望以后规范修订时能够给出解释。
⑸规范还没有对排烟系统给出量化计算方法及计算要求，希望以后规范修订时能够考虑此问题。
4.总结
我们应该认真研究防烟原理，总结实践过程中的经验，才能不断的完善排烟系统的设计，保证其设计符合相关规范、标准的要求，保证每个建筑项目的防排烟系统设施配置齐全，功能完善，效果良好，真正发挥其防火减灾的作用。
参考文献：
《建筑设计防火规范》GB50016-2005；
《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95（2005年版）；
《全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调·动力》(2009年版)；
《建筑防排烟系统技术规范》（征求意见稿）；
《实用供热空调设计手册》中国建筑工业出版社；
作者简介：作者：贾宏伟工作单位：河南同济建筑设计有限公司 总工程师职称：工程师 国家注册公用设备（暖通空调）工程师