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1、第七章 建筑防排烟设计,7.1 建筑防烟系统概述,一、高层建筑的概念10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑。二.高层建筑火灾特点1.火势蔓延快2.疏散困难3.扑救难度大4.火险隐患多,三、火灾蔓延的通道,水平蔓延：未设防火分区；洞口分隔不完善；吊顶内空间；可燃的隔墙，吊顶竖向蔓延 楼梯间；电梯井；管道井空调管道蔓延窗口向上蔓延,四、防火的措施,一）建筑防火；总平面防火：与其他建筑物防火间距、与消防站距离建筑物耐火等级防火分区和防火分隔防烟分区安全疏散二）消防给水、灭火系统；三）采暖通风和空调系统的防火、防排烟系统四）电气防火，火灾自动报警控制系统等。,
2、五.影响烟气流动的因素1.建筑内通风空调系统造成的压力差2.气体膨胀3.烟囱效应4.室外风向、风力、风速,六、高层建筑物防烟、排烟设计的意义,防烟是防止烟气的进入，是被动的措施；排烟是积极改变烟的流向，使之排除室外；两者相互补充。,七.防排烟的方法建筑中的防烟可采用：机械加压送风防烟方式建筑中的排烟可采用：机械排烟方式或可开启外窗的自然排烟方式。,六、高层建筑物防烟、排烟设计的意义,防烟是防止烟气的进入，是被动的措施；排烟是积极改变烟的流向，使之排除室外；两者相互补充。防烟是送风，使之压力高于外面，所以烟气进不来；排烟则是抽风，把已有的烟气抽离,一）防火分区概念：在建筑设计中，利用各种防火分隔
3、设施，将建筑平面和空间分成若干个分区,作用：火势控制在一定的范围内，以有利于消防扑救、减少火灾损失,划分：比较可靠的防火分区应包括水平防火分区和垂直防火分区两个部分。水平防火分区：防火墙、防火门，防火卷帘等垂直防火分区：楼板、避难层、防火挑檐,八、防火分区、防烟分区的划分,多层建筑每个防火分区允许最大建筑面积,高层建筑每个防火分区允许最大建筑面积,注意：1、若防火分区内设有自动灭火设备，防火分区面积可增加一倍 2、高层建筑内的商业营业厅、展览厅等，当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统，且采用不燃烧或难燃烧材料装修时，地上部分防火分区的允许最大建筑面积为4000m2；地下部分防火分区的允许最大建
4、筑面积为2000m2。3、当高层建筑与其裙房之间设有防火墙等防火分隔设施时，其裙房的防火分区允许最大建筑面积不应大于2500m2，当设有自动喷水灭火系统时，防火分区允许最大建筑面积可增加1.00倍。,建筑类别：高层建筑按使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等进行分类。,高层民用建筑分类,按建筑物的使用性质、危险性、疏散和扑救难度等对建筑进行分类,二）防烟分区：,防烟分区是对防火分区的细分化 划分手段：应采用挡烟垂壁 隔墙 分隔建筑物内部空间的墙。隔墙不承重，一般要求轻、薄，有良 好的隔声性能 从顶棚下突出不小于 0.50m 的梁。,每个防烟分区的建筑面积不宜超过500m2，且防烟分区不应跨越防
5、火分区。,防烟分区的面积：,一般每个防烟分区采用独立的排烟系统或垂直排烟道（竖井）进行排烟,防烟分区的面积过小：排烟系统或垂直烟道数量增大，提高造价过大：高温烟气波及面积加大，受灾面积增加，不利于安全疏散和扑救,防烟分区一般应遵守以下原则设置：（1）不设排烟设施的房间（包括地下室）和走道，不划分防烟分区。设置排烟设施的走道和高度不超过6m的房间，要求划分（2）走道和房间（包括地下室）按规定设置排烟设施时，可根据具体情况分设或合设排烟设施，并按分设或合设的情况划分防烟分区。,二）防烟分区：,防烟分区一般应遵守以下原则设置：,（3）一座建筑物的某几层需设排烟设施，且采用垂直排烟道（竖井）进行排烟时
6、，其余各层（按规定不需要设排烟设施的楼层），如增加投资不多，可考虑扩大设置范围，各层也宜划分防烟分区，设置排烟设施,二）防烟分区：,九、建筑设置防、排烟设施的条件,一）.建筑设计防火规范中规定的需设置防排烟的部位：1.丙类厂房中建筑面积大于300m2的地上房间；人员、可燃物较多的丙类厂房或高度大于32.0m的高层厂房中长度大于20.0m的内走道；2.占地面积大于1000的丙类仓库；3.公共建筑中经常有人停留或可燃物较多，且建筑面积大于300的地上房间；长度大于20.0m的内走道；4.中庭；,一）.建筑设计防火规范中规定的需设置防排烟的部位：,5.设置在一、二、三层且房间建筑面积大于200或设置
7、在四层及四层以上或地下、半地下的歌舞娱乐放映游艺场所；6.总建筑面积大于200或一个房间建筑面积大于50且经常有人停留或可燃物较多的地下、半地下建筑或地下室、半地下室；7.其它建筑中长度大于40.0m的疏散走道。,二）.高层民用建筑设计防火规范中规定的需设置防排烟的部位：一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑的下列部位应设排烟设施：1.长度超过20m的内走道。2.面积超过100m2，且经常有人停留或可燃物较多的地上无窗房间或设固定窗的房间。3.高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。,三）.人民防空设计防火规范中规定设置防排烟的条件：1.人防工程下列部位应设置机械加压送风防烟
8、设施:(1)防烟楼梯间及其前室或合用前室；(2)避难走道及前室。将避难走道定义为走道两侧为实体防火墙，并设置有防烟等设施，仅用于人员安全通行至室外的走道2.人防工程下列部位应设置机械排烟设施：(1)建筑面积大于50m2，且经常有人停留或可燃物较多的房间、大厅和丙、丁类生产车间；(2)总长度大于20m的疏散走道；(3)电影放映间舞台等。3.丙、丁、戊类物品库宜采用密闭防烟措施。,十、楼梯间的概念敞开式楼梯间封闭式楼梯间防烟楼梯间,敞开式楼梯间,敞开楼梯间：是指建筑物内由墙体等围护构件构成的无封闭防烟功能，且与其他使用空间相通的楼梯间。,封闭式楼梯间,封闭楼梯间：封闭楼梯间是指用耐火建筑构件与其他
9、空间分隔，能防止烟和热气进入的楼梯间。对封闭楼梯间的设置要求：1、楼梯间应靠外墙并能直接天然采光和自然通风，当不能时应按防烟楼梯间规定设置。2、高层建筑封闭楼梯间的门应为乙级,防烟楼梯间,防烟楼梯间是指具有防烟前室和防排烟设施并与建筑物内使用空间分隔的楼梯间,对防烟楼梯间的设置要求：1、楼梯间的入口处应设置前室、阳台或凹廊。2、前室的面积：对于公共建筑不应小于6平方米；与消防电梯合用的前室不应小于10平方米。对于居住建筑面积不应小于4.5平方米；与消防电梯合用的前室不应小于6平方米。人防工程不应小于10平方米。3、前室和楼梯间的乙级防火门应向疏散方向开启。4、防烟楼梯间前室内禁止采用可燃或易燃
10、性材料装修，不准摆放任何家具物品。5，应按规定设置消防应急照明设施。,剪刀楼梯间,剪刀楼梯在平面设计中可利用较狭窄的空间，设置两部楼梯，这两部楼梯分属两个不同的防火分区，因而提高了建筑面积使用率。剪刀楼梯间需采用机械防烟时，可合用一个风道，其风量应按二个楼梯间风量计算，送风口应分别设置。见高层民用建筑设计防火规范GB 50045-95第8.3.4条。,7.2 排烟方式,自然排烟除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室，宜采用自然排烟方式。机械排烟,三、负压机械排烟,（一）工作方式局部机械排烟适宜于 无法设置竖烟道
11、或旧建筑改造集中机械排烟 将建筑划分为若干个区，在每个区内设置排烟风机，通过排烟口和排烟竖井或风道利用设置在建筑物屋顶的排烟风机，排至室外。,需要设置机械排烟的位置：根据高层民用建筑设计防火规范的规定一类高层民用建筑和高度超过32米的二类高层民用建筑的下列部位应设机械排烟装置：1）无直接自然通风，且长度超过20m的内走道或虽有直接自然通风，但长度超过 60m的内走道.2)面积超过100，且经常有人停留或可燃物较多的地上无窗房间或设固定窗的房间3）不具备自然排烟条件或净空超过12m的中庭,4）除利用窗井等开窗进行自然排烟的房间外，各房间总面积超过200或一个房间面积超过50，且经常有人停留或可燃
12、物较多的地下室。,三、负压机械排烟,需要设置机械排烟的位置,四、排烟系统的设计,（一）系统的组成,挡烟（活动式或固定式挡烟壁，或挡烟隔墙、挡烟梁）、排烟口排烟风道排烟风机排出口,排烟口的平面位置应按以下两个规定：1每个防区面积按500m2划分；2.每个防烟分区必须设置排烟口，数量没要求，宜设置于防烟分区的居中位置3防区内任何地点到排烟口水平距离小于30m，如图所示。,（2）排烟口 采用自动或手动开启方式，排烟口应设在顶棚或靠近顶棚的墙面上,用来排除火灾产生的烟和热气的开口（如下图所示）。,（3）排烟阀：安装在机械排烟系统各支管烟气吸入口处，平时呈常闭状态并满足漏风量要求，火灾或需要排烟时手动或
13、电动打开，起排烟作用（如下图所示）。,（4）排烟防火阀：安装在机械排烟系统的管道上，平时呈开启状态，火灾时当排烟管道内烟气温度达到280度时关闭，联锁排烟风机关闭（如下图所示）。,（5）排烟风机：在排烟风机的入口总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，且应与排烟风机连锁，当排烟防火阀关闭时，风机停止运转。排烟风机本身应保证在280度时连续工作30分钟（如下图所示）,（6）排烟管道：大多数管道用途都可以归纳为以下几种用途：通风和空气调节，风机驱动排烟，为疏散通道和消防灭火通道进行加压送风（如下图所示）。,（7）防火阀：安装在通风空调系统的送、回风管上，平时呈开启状态，当管道内烟
14、气温度达到70度时关闭，联锁风机使风机关闭（如下图）。,（二）系统设计要求,一个排烟系统负担排烟口的数量不宜大于30个走道的排烟系统宜竖向设置房间的机械排烟宜按照防烟分区设置独立设置的机械排烟系统可兼作平时通风排风使用,在靠近走道的适当位置设置竖向排烟管道，每层靠近顶棚的位置设置排烟口,排烟房间较多，竖向布置困难,单独设置的排烟口，平时关闭，火灾时自动或手动打开 排烟口和排风口合并设置时，火灾时着火防烟分区内的阀门仍应处于开启状态，其他关闭,四、排烟系统的设计,（三）排烟风量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：-应按每平方米面积不小于60m3/h计算(单台风机最
15、小排烟量不应小于7200m3/h)。系统担负两个或两个以上防烟分区排烟时：系统排烟量应按最大防烟分区面积每平方米不小于120m3/h计算。每个防烟分区的排烟量仍按每平方米面积不小于60m3/h计算中庭体积小于17000m3时：-其排烟量按其体积的6次/h换气计算；车库的排烟量应按换气次数不小于6次/h计算确定。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。,注意！一个排烟系统可以负担几个防火分区：排烟系统当然可以跨越防火分区!但是最好不要跨越,一个防火分区一个系统最好。跨越防火分区处最好两头都加280度防火阀!最大排烟量60000
16、m3/h最小排烟量7200m3/h每个排烟系统，排烟口的数量不宜超过30个,例题：,机械排烟系统管道排烟量的计算,排烟管道及排烟风机风量按照最大防烟分区/最大走道面积每平方米120m3/h进行计算,（四）排烟口的设计,排烟口的种类-排烟口有板式和多叶式两种（1）板式排烟口。如图所示，板式排烟口的开关形式为单横轴旋转式，其手动方式为远距离操作装置。,（2）多叶式排烟口。如图所示，多叶式排烟口的开关形式为多横轴旋转式，其手动方式为就地操作和远距离操作两种。,（四）排烟口的设计,板式排烟口（均带远动装置）一般用于排烟口面朝下安装的场合。而不带远动装置的多叶排烟口一般用于排烟口面垂直安装且人工可以操作
17、的场合，带远动装置的多叶排烟口既可以用于排烟口面朝下安装的场合、也可以用于人工操作不着的排烟口面垂直安装场合。,排烟口位置高度排烟口水平位置当用隔墙或挡烟壁划分防烟分区时，每个防烟分区应分别设置排烟口。排烟口的尺寸 排烟口有效断面的速度不大于10m/s,排烟口的最小面积不应小于 0.04m2同一防烟分区的排烟口的要求 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，排烟量等于各排烟口排烟量之和,（四）排烟口的设计,（五）排烟风道的设计,排烟风管不应穿越防火分区竖井风道的材料管道内风速管道需保温排出口的位置,（六）排烟风机的设置,专用排烟风机应设置在该排烟系统最高排烟口的上部，位于防
18、火分区的机房内风机的敷设位置 风压与风量-计算最远端的管道系统，（若风量不大）次远端的管道系统得出排烟量最大的管道系统的阻力。-考虑一定的漏风量：金属制风道漏风系数取1.1-1.2，混凝土风道漏风系数取 1.2-1.3,（七）防火、排烟阀防火阀：安装在通风、空调系统的送回风管上，平时处于开启状态，火灾时当管道内气体温度达到70时关闭起隔烟阻火作用的阀门。（开启关闭）排烟防火阀：安装在排烟系统管道上，排烟防火阀平时开启，排烟管道内的温度达到或超过280时，排烟防火阀自动关闭阻止烟火扩散。（开启关闭）,1、通风空调系统中防火阀的设置,(1)风管穿越防火分区处；(2)穿越通风、空调机房及重要的或火灾
19、危险性大的房间隔墙和楼板处；(3)垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上应设防火阀，但多层建筑的每个防火分区其通风、空调系统均独立设置时，则该防火分区内的水平风管与垂直总管的交接处可不设防火阀；(4)穿越变形缝处的两侧风管上各设一个,2、排烟防火阀的设置,在排烟风机的入口总管上 排烟支管与竖风道连接处设置在穿过防火分区的管道当地下室仅为一层，且排烟经竖风道排至室外时，排烟防火阀宜设置在排烟风机入口总管上，当地下室层数在二层及二层以上，各层共用一排烟竖井时，则每层排烟防火阀应设置在排烟风机出口总管上，即紧靠排烟竖井一侧设置,力求水平管道越短越好排烟风机不得设置在排烟口的下方地下建筑来说，必须设
20、有补风系统，且送风量不宜小于排烟量的50。,a 不合适b 合适,（八）机械排烟系统设计应注意的问题,（九）汽车库通风与排烟设计排风量计算换气次数（汽车为单层停放）计算换气量时，层高大于3m按3m计算,停车数量（汽车有双层停放）,（九）汽车库通风与排烟设计,（九）汽车库排烟（与高规的异处）,常用的通风与排烟方式：,系统完全分开管道与部分风口合用风机、管道与部分风口合用方案四排风、排烟系统及风机均合用，排风系统不做下部排风,五、机械加压送风系统,（一）机械加压送风和机械排烟设计部位,一类建筑和除单元式和通廊式住宅外的建筑高度超过32m的二类建筑以及塔式住宅,哪些建筑设防烟楼梯间？,（一）机械加压送
21、风和机械排烟设计部位,实例,（二）设计要求：,机械加压送风量查表或由计算确定取其中的最大值作为系统计算风量层数超过三十二层的高层建筑，其送风系统及送风量应分段设计。剪刀楼梯间可合用一个风道，其风量应按二个楼梯间风量计算，送风口应分别设置 封闭避难层(间)的机械加压送风量应按避难层净面积每平方米不小于30m3/h计算。,（二）设计要求：,机械加压送风机的全压，除计算最不利环管道压头损失外，尚应有余压。其余压值应符合下列要求 防烟楼梯间为40Pa至50Pa。前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层(间)为25Pa至30Pa机械加压送风的防烟楼梯间和合用前室，宜分别独立设置送风系统，当必须共用一个
22、系统时，应在通向合用前室的支风管上设置压差自动调节装置。,（三)新风口低于排烟口、与排烟口相距不小于20m（四）送风口1、风口位置：（1）、楼梯间宜每隔二至三层设一个加压送风口；（地下室除外）风口形式：自垂式或常开普通百叶风口+止回阀（2）、前室的加压送风口应每层设一个。风口形式：普通百叶风口+常闭型电动调节阀（3）、风口高度：底边距地面高度300600mm,2、风口风量、风速（1）楼梯间系统总风量除/楼梯间风口个数（2）前室或合用前室系统总风量/火灾时开门的个数（20层以下取2；20层以上取3）（3）风速：不宜大于7m/s,机械防烟风量,压差法疏散通道门关闭时，维持一定正压值所需风量 Ly加压送风量 m3/h A缝隙计算漏风面积 m2 P压差 Pa N指数 门缝2，窗缝1.6,总有效面积A的计算方法：,（1）并联式漏风通道：,（1）串联式漏风通道：,总有效面积A的计算方法：,（1）串并联混合式漏风通道：,总有效面积A的计算方法：,机械防烟风量,风速法开启着火层疏散门时，需保持门洞处一定风速所需风量 Ly加压送风量 m3/h F每个门开启面积 m2 V开启门洞处平均风速 0.61.0 m/s a背压系数取0.61.0 b漏风系数取0.1 0.2 n同时开启门数量,机械防烟风量,
