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摘要：为了确保国家和人民的生命与财产安全，建筑防火设计已成为建筑设计中的一个重要部分。我国大量火灾实例统计数据表明，因火灾而死亡的人员中有 60%以上的人员是因为火灾中的烟气致死，所以在建筑防火设计中，防排烟工程的设计就有着非常重要的意义。
关键词：民用建筑防排烟设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1排烟口设置
排烟口就是防排烟系统中将火场烟气排出防烟部位的第一道关口, 这些风口的设置是否正常直接关系到防排烟系统能否正常的运行。排烟口可以分为自然排烟口和机械排烟口。
1.1 自然排烟口面积及设置位置的要求
自然排烟系统的排烟口烟气流速低, 要求有足够的排烟口面积。根据《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95 (2005年版)（以下简称《高规》），以及《建筑设计防火规范》GB50016-2006（以下简称《建规》），在民用建筑中采用自然排烟的部位及可开启外窗面积见表1。
表1 自然排烟部位及可开启外窗面积
从表1中得到，自然排烟系统对于可开启外窗面积有着非常严格的要求, 主要就是为了保证发生火灾时有足够的排烟通道。因此对于自然排烟系统来说, 必须强调有效的能够作为排烟通道的可开启外窗面积, 只有有效开启面积才能在一旦发生火灾时起到排烟的作用。
除了必须保证有效的自然排烟口的面积外，自然排烟口设置位置对于排烟效果也起到至关重要的作用。自然排烟口设置位置应满足下列要求：(1)自然排烟口应设于房间净高的1/ 2 以上, 宜设在距顶棚或顶板下800 mm 以内( 以排烟口的下边缘计) , 若设置有挡烟垂壁,排烟口最好高于挡烟垂壁的下沿。同时, 自然进风口应设在房间净高的1/ 2 以下( 以进风口上边缘计) ；(2) 内走道和房间的自然排烟口, 至该防烟分区最远点的水平距离应在30 m 以内；(3) 自然排烟窗、排烟口、送风口应由非燃烧材料制成, 宜设置手动或自动开启装置, 手动开关应设在距地坪0. 8 m~ 1. 5 m 处。
1.2 机械排烟口设置部位及一般规定
需要设置机械排烟系统的部位( 见表2)
表2 需要设置机械排烟的部位
机械排烟系统中对设置排烟口的一般规定：(1) 当用隔墙或挡烟垂壁划分防烟分区时, 每个防烟分区应分别设置排烟口, 且防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30 m；(2) 排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上, 且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小水平距离不应小于1. 5 m; 设在顶棚上的排烟口距可燃构件或可燃物的距离不应小于1. 0 m；(3) 排烟口均设有手动开启装置或与感烟器连锁的自动开启装置或消防控制中心远距离控制的开启装置等。除开启装置将其打开外, 平时需一直保持闭锁状态, 手动开启装置宜设在墙面上, 距离地面0. 8 m~ 1. 5 m 处; 或从顶板下垂时, 距离地面宜为1. 8 m 处；(4) 排烟口的尺寸, 可根据烟气通过排烟口有效断面时的速度不大于10 m/ s 进行计算, 排烟口的最小面积一般不应小于0. 04 m2。
2 选择加压送风口、排烟口应注意的问题
选择加压送风口、排烟口时应注意两点:一是正确确定风口风量,对于正压送风系统,楼梯间每个风口风量为L/n(L为总送风量,n为风口个数,每2~3层设一个),前室每个风口的风量为L/2(<20层)或L/3(>20层);对于排烟系统,每个排烟口风量为L/n(L为总排烟量,n为排烟口数量)。二是正确确定风口断面积,按风量及规定风速计算出的风口面积为净面积(有效面积),如为多叶或百叶风口,还应换算成实际面积,一般有效面积可按实际断面积的70%估算。
3加压送风口及排烟口风速控制
3.1 加压送风口风速不宜大于7 m/s
《高规》8.1.5条规定:送风口风速不宜大于7 m/s,以免造成过强的吹风感,使人不舒服。某高层建筑(<20层)防烟楼梯间前室,加压风机风量为26 000 m3/h,考虑土建竖井漏风系数1.2,前室实际送风量为22 000 m3/h,着火疏散时,按两层前室疏散门开启,则每层送风口风量应为11 000 m3/h,设计选用多叶送风口,尺寸为600 mm×600 mm,其风速v=12.1 m/s,偏大,不符合《高规》中上述的规定。
3.2 排烟口风速不宜大于10 m/s
《高规》8.1.5条规定:排烟口的风速不宜大于10 m/s。某高层建筑地下后备库房划分为4个防烟分区,最大防烟分区面积为200 m2,排烟量为12 000 m3/h,设计选用两个百叶风口,尺寸为200 mm×800 mm,其风速v=14.9m/s,大于10 m/s,不符合《高规》规定要求。
4补风设计
我国现行防火设计规范《建规》和《高规》对补风设计有要求见表1。
表1 规范对补风设计的要求
《建规》第9. 4. 4 条的规定虽然对补风有要求, 但不够明确。主要体现在: 一是设计人员对密闭场所概念的理解存在差异。通常认为没有门、窗等开口的场所为密闭场所; 但对于有门、窗等开口且平时不开启的场所也可认為是密闭场所。二是“建规”对补风量只规定了下限值没有给出上限值的指导数值, 导致在实际的补风设计中认为补风量越大则补风效果越好, 也有可能考虑到节省投资, 补风量按照最小值设计,取排烟量的50%。
5加压送风
5.1 加压送风机风量的确定
加压送风机风量确定应考虑风道(竖井)漏风系数加压送风机风量确定是否要考虑风道漏风系数,《高规》中无规定。《采暖通风与空气调节设计规范》规定:选择通风机时,应考虑风道和设备的漏风量,一般送排风系统,风管漏风率10%。这一规定对防烟设计也是适用的。根据工程实践,如果采用土建风道,漏风率应在20%以上。选择加压送风机时,如不考虑漏风系数,需要加压的部位将不能确保规定的送风量。
5.2 加压送风井净面积尺寸太小
由于核心筒内布置管井较多，加之电梯型号不一，建筑专业给出的加压送风井净面积过小，使风道的比摩阻很大。实际工程中，因施工原因，造成土建风道密封不严或常闭风口密闭性差，或因订货原因，加压风机的风量、风压不足，经常导致消防部门现场实测防烟楼梯间、前室的风量值达不到设计要求值。
5.3 加压送风机出口止回阀的设置
加压送风机出口是否需要设止回阀,应根据加压送风口的型式来确定。对于防烟楼梯间、前室、合用前室,当加压送风口选用常开型时,加压送风机出风管上应设止回阀,以便系统平时不用时,将管路内外隔断,防止室外湿热(夏季)或干冷(冬季)的空气侵入室内;当加压送风口选用密封性良好的常闭型时,加压送风机出风管上可不设止回阀。为确保止回阀能安全开启,设计选用时应保证其通过风速不小于8 m/s。
参考文献
[1] 张吉光, 史自强, 崔红社. 高层建筑和地下建筑通风和防排烟[M] . 北京: 中国建筑工业出版社, 2005.
[2] 陆耀庆. 实用供热空调设计手册[M] . 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.
[3] GB50096—2006，建筑设计防火规范[S]．
[4] GB 50045—1995，高层民用建筑设计防火规范[S]．(2005年版)
关键词：民用建筑防排烟设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1排烟口设置
排烟口就是防排烟系统中将火场烟气排出防烟部位的第一道关口, 这些风口的设置是否正常直接关系到防排烟系统能否正常的运行。排烟口可以分为自然排烟口和机械排烟口。
1.1 自然排烟口面积及设置位置的要求
自然排烟系统的排烟口烟气流速低, 要求有足够的排烟口面积。根据《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95 (2005年版)（以下简称《高规》），以及《建筑设计防火规范》GB50016-2006（以下简称《建规》），在民用建筑中采用自然排烟的部位及可开启外窗面积见表1。
表1 自然排烟部位及可开启外窗面积
从表1中得到，自然排烟系统对于可开启外窗面积有着非常严格的要求, 主要就是为了保证发生火灾时有足够的排烟通道。因此对于自然排烟系统来说, 必须强调有效的能够作为排烟通道的可开启外窗面积, 只有有效开启面积才能在一旦发生火灾时起到排烟的作用。
除了必须保证有效的自然排烟口的面积外，自然排烟口设置位置对于排烟效果也起到至关重要的作用。自然排烟口设置位置应满足下列要求：(1)自然排烟口应设于房间净高的1/ 2 以上, 宜设在距顶棚或顶板下800 mm 以内( 以排烟口的下边缘计) , 若设置有挡烟垂壁,排烟口最好高于挡烟垂壁的下沿。同时, 自然进风口应设在房间净高的1/ 2 以下( 以进风口上边缘计) ；(2) 内走道和房间的自然排烟口, 至该防烟分区最远点的水平距离应在30 m 以内；(3) 自然排烟窗、排烟口、送风口应由非燃烧材料制成, 宜设置手动或自动开启装置, 手动开关应设在距地坪0. 8 m~ 1. 5 m 处。
1.2 机械排烟口设置部位及一般规定
需要设置机械排烟系统的部位( 见表2)
表2 需要设置机械排烟的部位
机械排烟系统中对设置排烟口的一般规定：(1) 当用隔墙或挡烟垂壁划分防烟分区时, 每个防烟分区应分别设置排烟口, 且防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30 m；(2) 排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上, 且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小水平距离不应小于1. 5 m; 设在顶棚上的排烟口距可燃构件或可燃物的距离不应小于1. 0 m；(3) 排烟口均设有手动开启装置或与感烟器连锁的自动开启装置或消防控制中心远距离控制的开启装置等。除开启装置将其打开外, 平时需一直保持闭锁状态, 手动开启装置宜设在墙面上, 距离地面0. 8 m~ 1. 5 m 处; 或从顶板下垂时, 距离地面宜为1. 8 m 处；(4) 排烟口的尺寸, 可根据烟气通过排烟口有效断面时的速度不大于10 m/ s 进行计算, 排烟口的最小面积一般不应小于0. 04 m2。
2 选择加压送风口、排烟口应注意的问题
选择加压送风口、排烟口时应注意两点:一是正确确定风口风量,对于正压送风系统,楼梯间每个风口风量为L/n(L为总送风量,n为风口个数,每2~3层设一个),前室每个风口的风量为L/2(<20层)或L/3(>20层);对于排烟系统,每个排烟口风量为L/n(L为总排烟量,n为排烟口数量)。二是正确确定风口断面积,按风量及规定风速计算出的风口面积为净面积(有效面积),如为多叶或百叶风口,还应换算成实际面积,一般有效面积可按实际断面积的70%估算。
3加压送风口及排烟口风速控制
3.1 加压送风口风速不宜大于7 m/s
《高规》8.1.5条规定:送风口风速不宜大于7 m/s,以免造成过强的吹风感,使人不舒服。某高层建筑(<20层)防烟楼梯间前室,加压风机风量为26 000 m3/h,考虑土建竖井漏风系数1.2,前室实际送风量为22 000 m3/h,着火疏散时,按两层前室疏散门开启,则每层送风口风量应为11 000 m3/h,设计选用多叶送风口,尺寸为600 mm×600 mm,其风速v=12.1 m/s,偏大,不符合《高规》中上述的规定。
3.2 排烟口风速不宜大于10 m/s
《高规》8.1.5条规定:排烟口的风速不宜大于10 m/s。某高层建筑地下后备库房划分为4个防烟分区,最大防烟分区面积为200 m2,排烟量为12 000 m3/h,设计选用两个百叶风口,尺寸为200 mm×800 mm,其风速v=14.9m/s,大于10 m/s,不符合《高规》规定要求。
4补风设计
我国现行防火设计规范《建规》和《高规》对补风设计有要求见表1。
表1 规范对补风设计的要求
《建规》第9. 4. 4 条的规定虽然对补风有要求, 但不够明确。主要体现在: 一是设计人员对密闭场所概念的理解存在差异。通常认为没有门、窗等开口的场所为密闭场所; 但对于有门、窗等开口且平时不开启的场所也可认為是密闭场所。二是“建规”对补风量只规定了下限值没有给出上限值的指导数值, 导致在实际的补风设计中认为补风量越大则补风效果越好, 也有可能考虑到节省投资, 补风量按照最小值设计,取排烟量的50%。
5加压送风
5.1 加压送风机风量的确定
加压送风机风量确定应考虑风道(竖井)漏风系数加压送风机风量确定是否要考虑风道漏风系数,《高规》中无规定。《采暖通风与空气调节设计规范》规定:选择通风机时,应考虑风道和设备的漏风量,一般送排风系统,风管漏风率10%。这一规定对防烟设计也是适用的。根据工程实践,如果采用土建风道,漏风率应在20%以上。选择加压送风机时,如不考虑漏风系数,需要加压的部位将不能确保规定的送风量。
5.2 加压送风井净面积尺寸太小
由于核心筒内布置管井较多，加之电梯型号不一，建筑专业给出的加压送风井净面积过小，使风道的比摩阻很大。实际工程中，因施工原因，造成土建风道密封不严或常闭风口密闭性差，或因订货原因，加压风机的风量、风压不足，经常导致消防部门现场实测防烟楼梯间、前室的风量值达不到设计要求值。
5.3 加压送风机出口止回阀的设置
加压送风机出口是否需要设止回阀,应根据加压送风口的型式来确定。对于防烟楼梯间、前室、合用前室,当加压送风口选用常开型时,加压送风机出风管上应设止回阀,以便系统平时不用时,将管路内外隔断,防止室外湿热(夏季)或干冷(冬季)的空气侵入室内;当加压送风口选用密封性良好的常闭型时,加压送风机出风管上可不设止回阀。为确保止回阀能安全开启,设计选用时应保证其通过风速不小于8 m/s。
参考文献
[1] 张吉光, 史自强, 崔红社. 高层建筑和地下建筑通风和防排烟[M] . 北京: 中国建筑工业出版社, 2005.
[2] 陆耀庆. 实用供热空调设计手册[M] . 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.
[3] GB50096—2006，建筑设计防火规范[S]．
[4] GB 50045—1995，高层民用建筑设计防火规范[S]．(2005年版)