防烟与排烟系统

一、自然通风与自然排烟

(一)自然通风方式

1.自然通风的原理

是以热压和风压作用的、不消耗机械动力的、经济的通风方式。

(1)热压:室内外空气存在温度差或窗户开口之间存在高差,则会产生热压作用下的自然通风。

(2)风压:室外气流遇到建筑物时,会产生绕流流动,在建筑迎风面形成正压区,顶上部和背风面形成负压区,这种建筑物表面所形成的空气静压变化即为风压。

2.自然通风方式的选择

建筑高度小于等于50m的公共建筑、工业建筑和建筑高度小于等于100m的住宅建筑可选择自然通风方式的情况:

(1)采用敞开的凹廊、阳台作为防烟楼梯间的前室、合用前室及消防电梯前室,或者防烟楼梯间前室、合用前室及消防电梯前室具有两个不同朝向的可开启外窗且面积符合规定时。

(2)加压送风口设置在独立前室、合用前室及消防电梯前室顶部或正对前室入口的墙面时。

3.自然通风设施的设置

(1)封闭和防烟楼梯间应在最高部位设置面积不小于1㎡的可开启外窗或开口。

(2)建筑高度大于10m的建筑应在楼梯间外墙上每5层内每隔2~3层布置一次,总面积不小于2㎡的可开启外窗或开口。

(3)防烟楼梯间前室、消防电梯卡时可开启外窗或开口的有效面积不应小于2㎡,合用前室不应小于3㎡。

(4)采用自然通风方式的避难层应设有不同朝向的可开启外窗,有效面积不应小于该避难层地面面积的1%且每个朝向的有效面积不应小于2㎡。

(5)可开启外窗应方便开启,设在高处的可开启外窗应设置距地面1.3~1.5m的开启装置。

(二)自然排烟方式

1.自然排烟的原理

充分利用建筑物的构造,在自然力的作用下,即火灾产生的热烟气流的浮力和外部风力、室内外空气对流作用,通过房间或走道的开口把烟气排至室外的排烟方式。满足自然排烟条件的建筑,首先应考虑采取自然排烟方式。

2.自然排烟方式的选择

(1)人防工程的自然排烟口总面积大于本防烟分区面积的2%时,宜采用自然排烟排烟方式。

(2)敞开式汽车库以及建筑面积小于1000㎡的地下一层汽车库和修车库,汽车进出口可直接排烟,且不大于一个防烟分区可不设排烟系统,但最不利点至汽车坡道口不应大于30m。

3.自然排烟设施的设置

(1)排烟窗应设置在排烟区域的顶部或外墙且应符合:

1)设置在外墙时,排烟窗应在储烟仓以内或室内净高度1/2以上并应沿火灾烟气的气流方向开启。

①房间高度小于3m时,排烟口下边缘应离顶棚面80cm以内。

②房间高度在3~4m时,排烟口下边缘应离地面2.1m以上的部位。

③房间高度大于4m时,排烟口下边缘在房间总高度一半以上位置即可。

2)宜分散均匀布置,每组排烟窗的长度不宜大于3m。

3)设置在防火墙两侧的排烟窗之间的水平距离不应小于2m。

4)自动排烟窗附近应同时设置手动开启装置,距地面宜为1.3~1.5m。

5)走道设有机械排烟系统的建筑物,当房间面积不大于200㎡时,除排烟窗设置高度及开启方向可不限外其余仍按2)~4)要求执行。

6)室内或走道任一点至防烟分区内最近的排烟窗的水平距离不应大于30m,当公共建筑室内高度超过6m且具有自然对流条件时,水平距离可增加25%。

7)工业建筑采用自然排烟方式时,其水平距离不应大于建筑内空间净高的2.8倍。

(2)排烟窗的有效面积

1)侧拉窗按实际来开后的开启面积计算。

2)其他型式的窗按开启投影面积计算:F x sinα。

①窗的开启角度大于70°时,悬窗应按水平投影面积按计算,侧推窗按垂直投影面积计算。

②百叶窗的有效面积为窗的净面积乘以遮挡系数。防雨百叶系数为0.6,一般百叶系数为0.8.

③屋顶采用顶升窗时面积应按窗洞周长一半与窗顶升净空高度的乘积计算。外墙采用顶开窗时面积应按窗洞宽度与窗净顶出开度的乘积计算。最大均不应超过窗洞面积。

(3)公共建筑的营业厅、展览厅、观众厅、多功能厅及体育馆、客运站、航站楼以及类似建筑中高度超过9m的中庭等公共场所采用自然排烟方式时,应符合:

1)有火灾自动报警系统的应设置自动排烟窗。

2)无火灾自动报警系统的应设置集中控制的手动排烟窗。

3)常开排烟口。

(4)厂房和仓库的外窗设置应符合:

1)侧窗应沿建筑物的两条对边均匀设置。

2)顶窗应在屋面均匀设置且宜采用自动控制。

3)屋面斜度小于等于12°,每200㎡建筑面积应设置相应的顶窗。

4)屋面斜度大于12°时,每400㎡建筑面积应设置相应的顶窗。

(5)除洁净厂房外,设置自然排烟或机械排烟系统的任一层建筑面积大于2500㎡的人员密集、木器加工等丙类工业建筑,可在屋面上设置可熔性采光带或窗,面积应符合:

1)未设置自动喷水灭火系统的或采用钢结构屋顶或预应力混凝土屋面板的建筑不应小于楼地面面积的10%。

2)其他建筑不应小于楼地面面积的5%。

3)可熔性采光带或窗按其实际面积计算。

(6)采用可开启外窗进行自然排烟时,厂房和仓库的可开启外窗的排烟面积应符合:

1)使用自动排烟窗时,厂房的排烟面积不应小于排烟区域建筑面积的2%,仓库应增加1倍。

2)使用手动排烟窗时,厂房的排烟面积不应小于排烟区域建筑面积的3%,仓库应增加1倍。

3)当设有自动喷水灭火系统时,排烟面积可减半。

(7)仅采用固定采光带或窗进行自然排烟时,其面积应达到(6)要求的可开启外窗面积的2.5倍。

(8)同时设置可开启外窗和固定采光带或窗时应符合:

1)设置自动排烟窗时,自动排烟窗的面积与40%的固定采光带或窗的面积之和应达到(6)要求的排烟面积。

2)设置手动排烟窗时,手动排烟窗的面积与60%的固定采光带或窗的面积之和应按厂房的排烟面积不小于排烟区域建筑面积的3%,仓库应增加1倍。


二、机械加压送风系统

(一)机械加压送风系统的组成

主要由送风口、送风管道、送风机和吸风口组成。

(二)机械加压送风系统的工作原理

通过送风机产生的气体流动和压力差来控制烟气的流动,即在建筑发生火灾时,对着火区以外的有关区域进行送风加压,使其保持一定正压以防止烟气入侵的防烟方式。

高层建筑内可分为四个安全区:

1)第一类安全区:防烟楼梯间、避难层。

2)第二类安全区:防烟楼梯间前室、消防电梯间前室或合用前室。

3)第三类安全区:走道。

4)第四类安全区:房间。

加压送风时应使防烟楼梯间压力>前室压力>走道压力>房间压力。

(三)机械加压送风系统的选择

1.建筑高度小于等于50m的公共建筑、工业建筑和建筑高度小于100m的住宅建筑

(1)前室或合用前室采用机械加压送风系统,且加压送风口设置在前室的顶部或正对前室入口的墙面时,楼梯间可采用自然通风方式防烟。

(2)不符合(1)内容规定时,防烟楼梯间应采用机械加压送风系统。

2.建筑高度大于50m的公共建筑、工业建筑和建筑高度大于100m的住宅建筑

防烟楼梯间、消防电梯前室应采用机械加压送风方式的防烟系统。

3.防烟楼梯间采用机械加压送风方式的防烟系统时

(1)楼梯间应设置机械加压送风设施。

(2)独立前室可不设机械加压送风设施,但合用前室应设机械加压送风设施。

(3)防烟楼梯间与合用前室的机械加压送风系统应分别独立设置。

(4)剪刀楼梯的两个楼梯间、独立前室、合用前室的机械加压送风系统应分别独立设置。

4.带裙房的高层建筑的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室

裙房高度以上部分利用可开启外窗进行自然通风,但裙房等高范围内不具备自然通风条件时

1)该高层建筑不具备自然通风条件的前室、消防电梯前室或合用前室应设置机械加压送风系统。

2)送风口应设置在前室的顶部或正对前室入口的墙面上。

5.地下室、半地下室的楼梯间

(1)地下与地上部分均需设置机械加压送风系统时宜分别独立设置。

(2)当受建筑条件限制且地下部分为汽车库或设备用房时,可与地上部分的楼梯间共用机械加压送风系统,但应分别计算地上、地下的加压送风量,相加后作为共用加压送风系统风量,且应采取有效措施以满足地上、地下的送风量要求。

6.地上部分楼梯间利用可开启外窗进行自然通风时

(1)地下部分不能采用自然通风的防烟楼梯间应采用机械加压送风系统。

(2)地下室层数为3及以上或地坪高差大于10m时,按规定应设置防烟楼梯间并设有机械加压送风,当前室为独立前室时,前室可不设置防烟系统,否则前室也应采取机械加压送风方式的防烟措施。

7.自然通风条件无法满足时

(1)不能满足每5层内可开启外窗或开口的有效面积不应小于2㎡且该楼梯间最高部位应设置有效面积不小于1㎡的可开启外窗或开口的封闭楼梯间和防烟楼梯间应设置机械加压送风系统。

(2)封闭楼梯间位于地下且不与地上楼梯间共用时,可不设置机械加压送风系统,但应在首层设置不小于1.2㎡的可开启外窗或直通室外的门。

8.避难层的防烟方式

避难层应设置直接对外可开启外窗或独立的机械防烟设施。

(1)外窗应采用乙级防火窗或耐火极限不低于1h的C类防火窗。

(2)设置机械加压送风系统的避难层,应在外墙设置固定窗,且面积不应小于该层面积的1%,每个窗的面积不应小于2㎡。

(3)除长度小于60m两端直通室外的避难走到外,避难走道的前室应设置机械加压送风系统。

9.建筑高度大于100m的建筑

送风系统应竖向分段设计,且每段高度不应超过100m。

10.建筑高度小于等于50m的建筑

楼梯间设置加压送风井或管道确有困难时,可采用直灌式加压送风系统,并应符合:

1)建筑高度大于32m的高层建筑应采用楼梯间多点部位送风方式,送风口之间距离不宜小于建筑高度的1/2。

2)直灌式加压送风系统的送风量应按计算值或常规送风量增加20%取值。

3)加压送风口不宜设在影响人员疏散的位置。

11.人防工程应设置机械加压送风防烟设施的位置

1)防烟楼梯间及其前室或合用前室。

2)避难走道的前室。

12.建筑高度大于32m的高层汽车库、地坪高差大于10m的地下汽车库应采用防烟楼梯间。

(四)机械加压送风系统的主要设计参数

1.加压送风量的计算

(1)楼梯间或前室、合用前室的机械加压送风量的计算公式

1)楼梯间:L=L1+L2。

2)前室或合用前室:L=L1+L3。

L:加压送风系统所需的总送风量(m³/s)。

L1:门开启时达到规定风速值所需的送风量(m³/s)。

L2:门开启时规定风速值下其他门缝漏风总量(m³/s)。

L3:未开启的常闭送风阀的漏风总量(m³/s)。

(2)门开启时达到规定风速值所需的送风量的计算公式

L1=AvN1

A:每层开启门的总断面积(㎡)。

v:门洞断面风速,当楼梯间、前室、合用前室机械加压送风时取v=0.7m/s;当楼梯间机械加压送风,前室、合用前室不送风时取v=1m/s;当前室或合用前室机械加压送风且楼梯间采用可开启外窗的自然通风方式时v不应小于1.2m/s。

N1:设计层数内的疏散门开启的数量。

1)楼梯间:采用常开风口,地上15层以下时取N1=2;地上15层以上时取N1=3;地下楼梯间时取N1=1;跨越防火分区时取N1=跨越楼层数,最大值为3。

2)前室、合用前室:采用常闭风口,当防火分区不跨越楼层时取N1=系统中开向前室门最多的一层门数量;跨越楼层时取N1=跨越楼层数所对应的疏散门数,最大值为3。

(3)门开启时规定风速值下其他门缝漏风总量计算公式

L2=0.827 x A x △P1/n x 1.25 x N2

A:每个疏散门的有效漏风面积(㎡),门缝宽度为0.002~0.004m。

△P:计算漏风量的平均压力差(Pa),开启门洞风速为0.7m/s时取△P=6Pa;风速为1m/s时取△P=12Pa;风速为1.2m/s时取△P=17Pa。

n:指数,一般取n=2。

1.25:不严密处附加系数。

N2:漏风疏散门数量。楼梯间:采用常开风口,取N2=加压楼梯间的总门数-N1。

(4)未开启的常闭送风阀的漏风总量计算公式

L3=0.083 x AN3

A:每个送风阀门的面积(㎡)。

0.083:阀门单位面积的漏风量(m³/s·㎡)。

N3:漏风阀门的数量。合用前室、消防电梯前室:采用常闭风口,防火分区不跨越楼层时取N3=楼层数-1;跨越楼层时取N3=楼层数-开启送风阀的楼层数,开启送风阀的楼层数为跨越楼层数最多为3。

2.加压送风量的选取

(1)加压送风系统的设计风量应充分考虑管道沿程损耗和漏风量,且不应小于计算风量的1.2倍。

(2)防烟楼梯间、前室的机械加压送风量应有计算确定。当系统负担建筑高度大于24m时,应按计算值与下列的中较大值确定。

1)消防电梯前室:高度24≦h<50(m),加压送风量12700~14200(m³/h);高度50≦h<100,加压送风量14400~17500(m³/h)。

2)前室、合用前室(楼梯间采用自然通风):高度24<h≦50m(m),加压送风量15200~17100(m³/h);高度50<h≦100(m),加压送风量17300~21000(m³/h)。

3)封闭楼梯间、防烟楼梯间(前室不送风):高度24<h≦50(m),加压送风量25000~28100(m³/h);高度50<h≦100(m),加压送风量39600~45800(m³/h)。

4)防烟楼梯间及合用前室的分别加压送风的计算风量:高度24<h≦50(m),加压送风量:防烟楼梯间17500~19700(m³/h);合用前室8900~10000(m³/h)。高度50<h≦100,加压送风量:防烟楼梯间27800~32200(m³/h);合用前室10100~12300(m³/h)。

5)上述1)~4)的风量按开启2m x 1.6m的双扇门确定。当采用单扇门时,其风量可乘以0.75计算,设有多个疏散门时,其风量应乘以开启疏散门的数量,最多按3扇计算。

6)上述1)~4)为考虑防火分区跨越楼层时的情况,当跨越楼层时应重新安计算公式计算。

(3)封闭避难层的机械加压送风量应按避难层睛面积每平方米不少于30m³/h计算。避难走道前室的送风量应按直接开向前室的疏散门的总断面积乘以1m/s门洞断面风速计算。

(4)人防工程的防烟楼梯间的机械加压送风量不应小于25000m³/h。当防烟楼梯间与前室或合用前室分别送风时,防烟楼梯间的送风量不应小于16000m³/h,前室或合用前室的送风量不应小于12000m³/h。

3.风压的有关规定及计算方法

(1)前室、合用前室、消防电梯前室、封闭避难层宇走道之间的压差应为25~30Pa。

(2)防烟楼梯间、封闭楼梯间与走道之间的压差应为40~50Pa。

(3)系统余压值超过最大允许压力差时应采取泄压措施,疏散门最大允许压力差的计算公式。

P=2(F’-Fdc)(Wm-dm)/(WmAm)

Fdc=M/(Wm-dm)

P=疏散门的最大允许压力差(Pa)。

Am:门的面积(㎡)。

dm:门的把手到门闩的距离(m)。

M:闭门器的开启力矩(N·m)。

F’:门的总推力(N),一般取110N。

Fdc:门把手处克服闭门器所需的力(N)。

Wm:单扇门的宽度(m)。

4.送风风速

(1)采用金属管道时,管道风速不应大于20m/s。

(2)采用非金属材料管道时,不应大于15m/s。

(3)加压送风口的风速不宜大于7m/s。

(五)机械加压送风的组件与设置要求

1.机械加压送风机

机械加压送风机可采用轴流风机或中、低压离心风机,安装位置应符合

1)送风机的进风口宜直通室外。

2)送风机的进风口宜设在机械加压送风系统的下部,且应采取防止烟气侵袭措施。

3)送风机的进风口不应与排烟风机的出风口设在同一层面。

4)必须设在同一层面时,送风机的进风口与排烟风机的出风口应分开布置。

5)竖向布置时,送风机的进风口应设置在排烟风机出风口的下方,两者边缘的最小垂直距离不应小于3m。

6)水平布置时,两者边缘的最小水平距离不应小于10m。

7)送风机应设在专用机房内,该房间应采用耐火极限不低于2h的隔墙和1.5h的楼板及甲级防火门与其他部位隔开。

8)送风机出风管或进风管上安装单向风阀或电动风阀时,应采取火灾时阀门自动开启的措施。

2.加压送风口

加压送风口分为常开和常闭两种形式。常闭型式风口靠感烟感温信号控制开启,也可手动开启,风口可输出动作信号联动风机启动,风口可设置280°C重新关闭装置。

1)除直灌式送房方式外,楼梯间宜每隔2~3层设一个常开式百叶送风口;井道的剪刀楼梯的两个楼梯间应分别每隔一层设置一个常开式百叶送风口。

2)前室、合用前室应每层设置一个常闭式加压送风口,并应设置手动开启装置。

3)送风口的风速不宜大于7m/s。

4)送风口不宜设置在被门挡住的位置。

5)采用机械加压送风的场所不应设置百叶窗,不宜设置可开启外窗。

3.送风管道

(1)送风井管道应采用不燃烧材料制作,且宜优先采用光滑井管道,不宜采用土建井道。

(2)送风管道应独立设置在管道井内。必须与排烟管道布置在同一管道井内时,排烟管道的耐火极限不应小于2h。

(3)管道井应采用耐火极限不低于1h的隔墙与相邻部位分隔,墙上必须设置检修门时应采用乙级防火门。

(4)未设置在管道井内的加压送风管,其耐火极限不应小于1.5h。

4.余压阀

余压阀是控制压力差的阀门。应在防烟楼梯间与前室、前室与走道之间设置余压阀,控制余压阀两侧正压间的压力差不超过50Pa。


三、机械排烟系统

(一)机械排烟系统的组成

由挡烟垂壁(活动式或固定式挡烟垂壁、或挡烟隔墙、挡烟梁)、排烟口(或带有排烟阀的排烟口)、排烟防火阀、排烟道、排烟风机和排烟出口组成。

(二)机械排烟系统的工作原理

1.当建筑物内发生火灾时,采用机械排烟系统将房间、走道等空间内的烟气排至建筑物外。

2.目前常见的有机械排烟与自然补风组合、机械排烟与机械补风组合、机械排烟与排风合用、机械排烟与通风空调系统合用等形式。

1)排烟系统与通风、空气调节系统宜分开设置。当合用时,应符合:系统的风口、风道、风机应满足排烟系统的要求;火灾确认后15s内应能自动关闭与排烟无关的通风、空调系统,并开启排烟区域的排烟口和排烟风机。

2)走道的机械排烟系统宜竖向布置;房间的机械排烟系统宜按防烟分区设置。

3)排烟风机的全压应按排烟系统最不利环路管道进行计算,其排烟量应增加漏风系数。

4)人防工程机械排烟系统宜单独设置或与工程排风系统合并设置。当合并设置时,必须采取在火灾发生时能将排风系统自动转换为排烟系统的措施。

5)车库机械排烟系统可与人防、卫生等排气、通风系统合用。

(三)机械排烟系统的选择

1.建筑内应设排烟设施,不具备自然排烟条件的房间、走道及中庭等均应采用机械排烟方式。

2.人防工程以下位置应设置机械排烟设施:

1)建筑面积大于50㎡且经常有人停留或可燃物较多的房间和大厅。

2)丙、丁类生产车间。

3)总长度大于20m的疏散走道。

4)电影放映间和舞台等。

(3)除敞开式汽车库、建筑面积小于1000㎡的地下一层汽车库和修车库外,汽车库和修车库应设置排烟系统。

(4)机械排烟系统横向应按每个防火分区独立设置。

(5)建筑高度超过50m的公共建筑和建筑高度超过100m的住宅排烟系统应竖向分段独立设置,且每段高度:公共建筑不宜超过50m,住宅建筑不宜超过100m。

(6)同一个防烟分区内不应同时采用自然排烟方式和机械排烟方式。

(四)机械排烟系统的主要设计参数

1.最小清晰高度的计算

(1)走道的最小清晰高度不应小于其净高的1/2,其他区域最小清晰高度的计算公式:

Hq=1.6+0.1H

Hq:最小清晰高度。

H:排烟空间的建筑净高度。

(2)火灾时的最小清晰高度是为了保证人员安全疏散和方便消防人员的扑救提出的最低要求,是排烟系统设计时必须达到的最低要求。

(3)空间净空高度按如下方法确定:

1)对于平顶和锯齿形的顶棚,空间净空高度为从顶棚下沿到地面的距离。

2)对于斜坡式的顶棚,空间净空高度为从排烟开口中心到地面的距离。

3)对于有吊顶的场所,其净空高度应从吊顶处算起;设置格栅吊顶的场所,其净空高度应从上层楼板的下边缘算起。

2.排烟量的计算

(1)排烟系统的设计取决于火灾中的热释放速率,因此首先应明确设计的火灾规模。火灾规模取决于燃烧材料的性质、时间等因素和自动灭火设施设置情况确定,各类场所的火灾热释放速率按下列设定的值确定或经计算确定,设置喷淋的场所当室内净高大于12m时应按无喷淋场所对待。

1)办公室、客房、教室、走道:无喷淋(6MW)、有喷淋(1.5MW)。

2)商场、展览:无喷淋(10MW)、有喷淋(3MW)。

3)其他公共场所:无喷淋(8MW)、有喷淋(2.5MW)。

4)汽车库:无喷淋(3MW)、有喷淋(1.5MW)。

5)厂房:无喷淋(8MW)、有喷淋(2.5MW)。

6)仓库:无喷淋(20MW)、有喷淋(4MW)。

(2)火灾热释放速率的计算公式

Q=α(t平方)

Q:火灾释放热速率(kW)。

t:自动灭火系统启动时间(s)。

α:火灾增长系数(kW/s2),按下述取值:

1)慢速火:0.0029kW/s2。

2)中速火:0.012kW/s2(棉质、聚酯垫子)。

3)快速火:0.047kW/s2(装满的邮件袋、木质货架托盘、泡沫塑料)。

4)超快速火:0.187kW/s2(池火、快速燃烧的装饰家具、轻质窗帘)。

(3)排烟风机的选型除根据设计计算确定外,还应考虑系统的泄漏量。

(4)如果从一个排烟口排出太多的烟气,则会在烟层底部撕开一个“风洞”,使新鲜的冷空气卷吸进去,随烟气排出,从而降低了实际排烟量。排烟口设置位置有侧排、顶排。

3.排烟量的选取

(1)机械排烟系统的设计风量应充分考虑管道沿程损耗和漏风量,当一台排烟风机担负多个防烟分区时,排烟风机的设计风量不应小于计算量的1.2倍。

(2)一个防烟分区的排烟量应根据场所内的热释放量经计算确定,但下列场所可按以下规定确定:

1)建筑面积小于等于500㎡的房间,其排烟量不应小于60m³ /h·㎡,或设置不小于室内面积2%的排烟窗。

2)当公共建筑仅需在走道或回廊设置排烟时,机械排烟量不应小于13000m³ /h,或在走道两端均设置不小于2㎡的排烟窗且两侧排烟窗的距离不应小于走道长度2/3。

3)当公共建筑室内与走道或回廊均需设置排烟时,其走道或回廊的机械排烟量可按60m³ /h·㎡计算,或设置不小于走道回廊面积2%的排烟窗。

4)汽车库的排烟量不应小于30000m³ /h,或设置不小于室内面积2%的排烟窗。

5)人防工程,当负担一个或两个防烟分区排烟时,应按该部分总面积每平方米不小于60m³ /h计算,但排烟风机的最小排烟风量不应小于7200m³ /h;当负担三个或三个以上防烟分区排烟时,应按其中最大防烟分区面积每平方米不小于120m³ /h计算。

(3)当公共建筑中庭周围场所设有机械排烟时,中庭的排烟量可按周围场所中最大排烟量的两倍数值计算且不应小于107000m³ /h(或25㎡的有效开窗面积);当公共建筑中庭周围仅需回廊设置排烟火周围场所均设置自然排烟时,中庭的排烟量应经计算确定。中庭的排烟量不应小于40000m³ /h或按上述排烟量和自然排烟口的风速不大于0.4m/s计算有效开窗面积。

(4)除(2)和(3)规定的场所外,其他场所的排烟量或排烟窗面积应按照烟羽流类型,根据火灾功率、清晰高度、烟羽流质量流量及温度等参数计算确定。

(5)当烟羽流的质量流量大于150kg/s,或储烟仓的烟层温度与周围空气温差小于15°C时,应重新调整排烟措施。

4.排烟风速

(1)采用金属风道时,管道风速不应大于20m/s。

(2)采用非金属材料风道时,管道风速不应大于15m/s。

(3)排烟口的风速不宜大于10m/s。

(五)机械排烟系统的组件与设置要求

1.排烟风机

(1)排烟风机可采用离心式或轴流排烟风机(满足280°C时连续工作30min的要求),排烟风机入口处应设置280°C能自动关闭的排烟防火阀,该阀应与排烟风机连锁,当该阀关闭时应联动排烟风机停止运转。

(2)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,两者垂直距离应符合:

1)竖向布置时,送风机的进风口应设置在排烟机出风口的下方,其两者边缘最小垂直距离不应小于3m。

2)水平布置时,两者边缘最小水平距离不应小于10m。

(3)排烟风机应设置在专用机房内,该房间应采用耐火极限不低于2h的隔墙和1.5h的楼板及甲级防火门与其他部位隔开。风机两侧应有600mm以上的空间。当必须与其他风机合用机房时应符合:

1)机房内应设置自动喷水灭火系统。

2)机房内不得设置有用于机械加压送风的风机与管道。

(4)排烟风机与排烟管道上不宜设有软接管。当排烟风机及系统中设有软接头时,该软接头应能在280°C的环境条件下连续工作不少于30min。

2.排烟防火阀

(1)排烟系统竖向穿越防火分区时,垂直风管应设置在管井内,且与垂直风管连接的水平风管应设置280°C的排烟防火阀。

(2)排烟防火阀安装排烟系统的管道上,平时呈关闭状态,发生火灾时由电信号或手动开启,同时排烟风机启动开式排烟,当管内烟气温度达到280°C时自动关闭,同时联动排烟风机停止运转。

3.排烟阀(口)

(1)排烟阀(口)的设置应符合:

1)应设在防烟分区所形成的储烟仓内,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,排烟口应尽量设置在防烟分区的中心部位,且排烟口至该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m。

2)走道内排烟口应设置在其净空高度的1/2以上,当设置在侧墙时,其最近的边缘与吊顶的距离不应大于0.5m。

(2)发生火灾时,由火灾自动报警系统联动开启排烟区域的排烟阀(口),应在现场设置手动开启装置。

(3)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

(4)每个排烟口的排烟量不应大于最大允许排烟量。

(5)当排烟阀(口)设在吊顶内,并通过吊顶上部空间进行排烟时应符合:

1)封闭式吊顶的吊平顶上设置的烟气流入口的颈部烟气速度不宜大于1.5m/s,且吊顶应采用不燃烧材料。

2)非封闭吊顶的吊顶开孔率不应小于吊顶净面积的25%且应均匀布置。

(6)单独设置的排烟口,平时应处于关闭状态,其控制方式可采用自动或手动开启方式,手动开启的位置应便于操作。

(7)当排风口与排烟口合并设置时,应在排风口或排风口所在支管处设置自动阀门,该阀门必须具有防火功能,且应与火灾自动报警系统联动,发生火灾时,着火防火分区内的阀门仍应处于开启状态,其他防烟分区内的阀门应全部关闭。

(8)排烟口的尺寸可根据烟气通过排烟口有效截面积时的速度不大于10m/s进行计算。排烟速度越快,排出气体中空气所占比例越大,因此排烟口最小截面面积不应小于0.04㎡。

(9)当同一分区内设置数个排烟口时,要求做到所有排烟口能同时开启,排烟量应等于各排烟口排烟量的总和。

4.排烟管道

(1)排烟管道必须采用不燃材料制作,且不应采用土建风道。采用金属风道时,管道风速不应大于20m/s,采用非金属材料风道时,风速不应大于15m/s。

(2)当吊顶内有可燃物时,吊顶内的排烟管道应采用不燃烧材料进行隔热,并应与可燃物保持不小于150mm的距离。

(3)排烟管道井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乙级防火门。

1)排烟管道的耐火极限不应低于0.5h,当水平穿越两个及两个以上防火分区或排烟管道在走道的吊顶内时,其管道的耐火极限不应低于1.5h。

2)排烟管道不应穿越前室或楼梯间,如确有困难必须穿越时,其耐火极限不应小于2h且不得影响人员疏散。

(4)当排烟管道竖向穿越防火分区时,垂直风道应设在管井内,且烟井道必须具有1h的耐火极限。

(5)当排烟管道水平穿越两个及两个以上防火分区时,或布置在走道的吊顶内时,为了防止火焰烧坏排风管而蔓延至其他防火分区,要求排烟管道应采用耐火极限为1.5h的防火风道,其主要原因是耐火极限1.5h的防火管道与280°C排烟防火阀的耐火极限相当,可看作防火阀的延伸。另外可以精简防火阀的设置,减少误动作,提高排烟的可靠性。

5.挡烟垂壁

(1)挡烟垂壁是为了阻止烟气沿水平方向流动而垂直向下吊装在顶棚上的挡烟构建,有效高度不应小于500mm。

(2)可采用固定式或活动式,建筑物净空较高时可采用固定式,建筑净空较低时宜采用活动式。

(3)应采用不燃烧材料制作,如钢板、防火玻璃、无机纤维织物、不燃无机复合板等。

(4)活动式的挡烟垂壁应由感烟探测器控制,或与排烟口联动,或受消防控制中心控制,但同时应能就地手动控制。

(5)当活动式挡烟垂壁落下时,其下端距离地面高度应大于1.8m。

(六)补风

1.补风原理

根据空气流动原理,在排出某一区域空气的同时,需有另一部分的空气补充。当排烟系统排烟时,补风的主要目的是为了形成理想的气流组织,迅速排除烟气,有利于人员的安全疏散和消防救援。

2.补风系统的选择

建筑地上部分的机械排烟的走道、小于500㎡的房间,由于这些场所的面积较小,排烟量也较小,i 因此可利用建筑的各种缝隙满足排烟系统所需的补风。除这些场所以外的排烟系统均应设置补风系统。

3.补风的方式

(1)自然补风

在同一个防火分区内,补风系统可以采用疏散外门、手动或自动可开启外窗进行排烟补风,并保证补风气流不受阻隔,但不应将防火门和防火窗作为补风途径。

(2)机械补风

1)机械排烟与机械补风组合方式。

利用排烟机通过排烟口将着火房间的烟气排到室外,同时对走廊、楼梯间前室和楼梯间利用送风机进行机械送风,这种方式也称为全面通风排烟方式。

2)自然排烟与机械补风组合方式。

采用机械送风系统向走廊、前室和楼梯间送风,使这些区域的空气压力高于着火房间,防止烟气窜入疏散通道;着火房间烟气通过外窗或专用排烟口以自然排烟的方式排至室外。

4.补风的主要设计参数

(1)补风量

1)补风系统应直接从室外引入空气,补风量不应小于排烟量的50%。

2)汽车库内无直接通向室外的汽车疏散出口的防火分区,当设置排烟系统时,应同时设置进风系统,且送风量不宜小于排烟量的50%。

3)人防工程中,当补风通路的空气阻力不大于50Pa时,可自然补风。空气阻力大于50Pa时,应设置火灾时可转换成补风的机械送风系统或单独的机械补风系统,补风量不小于排烟量的50%。

(2)补风风速

1)机械补风口的风速不宜大于10m/s,人员密集场所补风口的风速不宜大于5m/s。

2)自然补风口的风速不宜大于3m/s。

5.补风系统组件与设置

(1)补风口

1)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。

2)补风口与排烟口设置在同一防烟分区时,补风口应在储烟仓下沿以下。

3)补风口与排烟口水平距离不应少于5m。

(2)补风机

1)补风机的设置与机械加压送风机的要求相同。

2)排烟区域所需的补风系统应与排烟系统联动开闭。


四、防排烟系统的联动控制

(一)防烟系统的联动控制

1.联动流程

对采用总线控制的系统

1)当某一防火分区发生火灾时,该防火分区内的感烟、感温探测器探测的火灾信号发送至消防控制主机。

2)主机发出开启与探测器对应的防火分区内前室及合用前室的常闭加压送风口的信号至相应送风口的火警联动模块,由它开启送风口。

3)消防控制中心收到送风口动作信号,就发出指令给装在加压送风机附近的火警联动模块。

4)启动前室及合用前室的加压送风机,同时启动该防火分区内所有楼梯间的加压送风机。

5)当防火分区跨越楼层时,应开启该防火分区内全部楼层的前室及合用前室的常闭加压送风口及其加压送风机。

2.联动要求

1)火灾确认后,火灾自动报警系统应能在15s内联动开启常闭加压送风口和加压送风机。

2)除火警信号联动外,还可通过联动模块在消防控制中心点动控制,或在消防控制室通过多线盘直接手动启动加压送风机。

3)可以手动开启常闭型加压送风口,由送风口开启信号联动加压送风机。

4)应设置就地启停控制按钮,供调试及维修用。

5)当系统中任一常闭加压送风口开启时,相应加压送风机应能联动启动。

6)火警撤销由消防控制中心通过火警联动模块停止加压送风机,送风口通常手动复位。

7)消防控制设备应显示防烟系统的送风机和阀门等设施的启闭状态。

(二)排烟系统的联动控制

1.联动流程

1)发生火灾时,与排烟阀(口)相对应的火灾探测器探得火灾信号并发送至消防控制主机。

2)主机发出开启排烟阀(口)的信号至相应排烟阀的火警联动模块,由它开启排烟阀(口),排烟阀的电源是直流24V。

3)消防控制主机收到排烟阀(口)动作信号,就发出指令给装在排烟风机、补风机附近的火警联动模块,启动排烟风机和补风机。

2.联动要求

1)火灾确认后,火灾自动报警系统应在15s内联动开启同一排烟区域的全部排烟阀(口)、排风机和补风设施,并应在30s内自动关闭与排烟无关的通风、空调系统。

2)除火警信号联动外,还可通过联动模块在消防控制中心直接点动控制,或在消防控制室通过多线控制盘直接手动启动,也可现场手动启动排烟风机和补风机。

3)应设置就地启停控制按钮,以供调试机维修用。

4)担负两个及以上防烟分区的排烟系统,应仅打开着火防夜分区的排烟阀(口),其他防烟分区的排烟阀(口)应呈关闭状态。

5)当系统中任一排烟阀(口)开启时,相应地排烟风机和补风机应能联动启动。

6)火警撤销由消防控制中心通过火警联动模块停止排烟风机和补风机,关闭排烟阀(口)。

7)消防控制设备应显示排烟系统的排烟风机、补风机、阀门等设施的启闭状态。

3.排烟防火阀的设置

1)排烟系统吸入高温烟雾,当烟温度达到280°C时应停止排烟风机,所以在风机进口处设置排烟防火阀,或当一个排烟系统担负多个防烟分区时,排烟支管应设置280°C自动关闭的排烟防火阀。

2)排烟防火阀自动关闭可通过触点开关(串入风机启停回路)直接停止排烟风机,但消防控制主机收不到防火阀关闭的信号。

3)可在排烟防火阀附近设置火警联动模块,将防火阀关闭的信号通过联动模块送至消防控制中心,消防控制中心收到信号后,送出指令至排烟风机的火警联动模块停止风机。

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