建筑防排烟方式的选择

知识点：防排烟方式选择

来源：网络

作者：西安科技大学

能源学院

何勇军

摘要：以某高层旅馆建筑为例，用两种方法分别计算了电梯井加压送风量，通过比较确定了加压送风量，并给出了变速风机系统以防超压的控制措施。给出了地上房间自然排烟和通透式吊顶房间机械排烟的设计要点。

关键词：电梯井送风量变速风机系统有效面积通透式吊顶Selection of smoke controI and extraction roode and calculation of extracted smoke volume Abstract：With a high-rise hotel building as an example，calculates the pressurization air supply rate to the elevator hoistway by two methods，makes the selection based on comparison and presents the control measures of positive pressure proof．Presents the points in design of natural smoke exhaust for rooms and mechanical smoke extraction for permeable suspended ceiling room.

Keg words：elevator hoistway，pressurization air supply rate，effective area，permeable suspended ceiling.

烟气是火灾燃烧过程中的一项重要的产物。除了极少数情况外，几乎所有火灾都会产生烟气。事故统计表明，火灾中80%以上死亡是

由烟气导致的，其中大部分是吸入烟尘及有毒气体昏迷后而导致的。而且随着建筑形式及结构的不断变化，建筑的防排烟设计中还会有新的问题产生，只有将自然排烟、机械排烟和加压防烟几种防排烟方式进行合理的组合并正确使用，才能达到满意的防排烟效果。

1、电梯井加压送风

现有的高级旅馆裙房为多功能综合建筑，人员密集，室内家具等可燃物较多，一旦着火，烟气容易沿楼梯间等竖向井道迅速蔓延到客房层。根据测试，烟气沿楼梯间等竖向井道的扩散速度为3～4 m/s，在无任何阻拦的情况下，仅需0.5 min烟气就能通过竖向井道上升到100 m高的顶部。因此建筑火规范中均有对防烟楼梯间及消防电梯前室的设置要求及防排烟量和核算方法的规定。但现代建筑为了提高服务档次和服务质量，电梯数量经常超出消防电梯要求的数量，而且往往设置与走道或大堂直接相通的客用电梯。如果不针对该部分空间采取防火分隔等措施，则极易形成“竖向烟囱”，给上部客房人员带来危险。

以某高级旅馆建筑为例，介绍电梯井的消防设计。该建筑的建筑面积为5万m2，共9层，地下3层至地上2层为裙房，地上3～6层为客房，设两部普通电梯可从地下3层(车库)直达地上6层(客房)，每层电梯均直通客房走道，电梯门尺寸为1100 mm×2100 mm，单个电梯井横截面尺寸为2400 mm×2120 mm，电梯井总高度为38．45 m。电梯井消防设计的计算方法如下。

方法1电梯井的机械加压送风量应按以下公式计算。

有前室时L=F4×0.0014(A S+a4)     (1)

无前室时L=F4(0.023d4+0.0014a4)(2)

式(1)，(2)中L为电梯井的机械加压送风量，m3／s；F4为电梯井机械加压送风量系数，可由图1查出；

图1 电梯井机械加压送风量系数

A S为电梯井前室的侧墙面积之和，m2；a4为电梯井围护墙的面积，m2；d4为开向电梯井的门的总数量，当每扇门的周长c大于6m时应乘以c／6的调整系数。

该建筑的加压送风量L=3.1m/s×(0.023m2/个×18个+0.0014 ×491 m2)=3.41m3/s。

方法2根据防烟楼梯间的防烟原理，利用通风机产生的气体流动和压力差来控制烟气流动，即要求烟气不能侵入的地区保持正压。

压差法计算公式为

L=0.827×A×1.25×△p1/n     (3)

式中0.827为漏风率系数；A为门、窗缝隙的计算漏风量总面积，m2；1．25为不严密处附加系数；△p为压力差，Pa；n为指数，一般取2。

在计算送风量时，为保证使用的安全性，压力差△p取5 Pa；根据消防要求，普通电梯火灾时因电源切断而停止使用，因此其漏风量仅考虑电梯门缝的漏风量，因高温影响，电梯密封条有可能熔化，故门缝宽度平均取值为10mm，电梯井与电梯机房设备连接开洞面积取0.5 m2，总的有效漏风面积约为2.1 m2。

计算可得，加压送风量L=4．9 m3／s。

通过以上计算可以看到，方法2的计算结果约为方法1的1.4倍，方法2主要增加了电梯井顶部与电梯机房相通检修等孔洞的漏风量(此部分漏风面积应根据不同厂家的电梯安装形式及要求确定)。

为防止着火初期电梯井内压力过大，可以在电梯井楼梯间的1／3高度处加设一个变速风机系统，根据距电梯井底部1／3处压力传感器，测出其压力，然后根据压力的大小控制转速，从而改变整个系统的送分量。最后根据方法2的计算结果确定加压送风机型号及送风道断面尺寸。

此变速风机系统不但可以消除设计时的计算偏差和风机选取不当造成的不利影响，而且可以很好的适应各种不同的设计运行工况。

2 、地上房间自然排烟

《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045—95(2005年版))规定，面积超过100 m2，且经常有人停留或可燃物较多的地上房间，开启外窗面积不应小于该房间面积的2％，可达到自然排烟的条件；地上房

间一般充分利用建筑物的构造进行自然排烟，即利用可开启的外窗和窗外阳台或凹廊进行自然排烟。为保证自然排烟设计效果应注意以下3点：①自然排烟区域内的任一点至最近排烟开口中心点的距离不应超过30 m；②对于需设排烟系统的地上房间，以前认为只要有可开启外窗，外窗开启面积就按该扇外窗的全面积计算，这样不能满足排烟要求，应核算其有效开窗面积是否满足排烟系统要求。③从节能、安全角度考虑，现代高层建筑外窗往往设计为上悬外开窗，开启角度小于70o。根据规范要求，当开窗角度小于70o时，开窗有效面积应按其投影面积计算；当开窗角度大于等于70o时，其开窗有效面积可按其可开启窗净面积计算。

下面以某地上房间为例进行计算，房间面积约150 m2，根据规范要求，可开启外窗面积不应小于该房间面积的2％，即3 m2。可开启窗户的尺寸为600 mm×1200 mm，计算图如图所示。计算结果如表1所示。

图2 外窗开启角度

从计算结果中可看到，当上旋窗开启角度为300时，可开启外窗的有效面积减少近50％，实际使用时根本无法满足自然排烟要求。

在设计时必须注意根据烟气的浮力作用，把外窗开启高度设置在满足人员疏散安全所需的清晰高度，即1．8 m以上。

3 、通透式吊顶房间的排烟

在实际工程中，按规范要求，有许多房间无法满足自然排烟的条件要求，需要采取机械排烟方式，才能达到有效保证疏散通道的防烟效果，使烟气不向其他区域扩散的目的。

某房间位于建筑的半地下层，建筑面积3060m2，使用功能为商业小店铺，因建筑层高仅为3．9m且房间布局无法确定，设计时要求所有店铺使用分隔墙(隔墙高2．0 m)，并采用通透式吊顶。根据防火要求，划分成两个防火分区(有自动喷水灭水系统)，为减小风道断面，增加吊顶高度，每个防火分区内应根据梁柱关系划分为数个防烟分区。每个防烟分区面积≤250 m2，风道最大排烟量为30 000 m3／h。因受热膨胀，烟气向上运动并贴附顶棚向水平方向运动，因此排烟口应尽量设在高处，并远离疏散人群。

实际中往往很多工程虽为通透式吊顶，但由于吊顶装饰物过多，使得开孔率(吊顶通透面积占吊顶总面积的比率)<25％或开孔不均匀。这时应及时调整挡烟垂壁大小，使排烟口的位置及安装方向满足要求，且吊顶高度至少大于2．5 m(设计清晰高度2．0 m+设计烟层厚度0．5 m)。

总结

对于建筑防排烟来说，控制烟雾有“防烟”和“排烟”两种方式。“防烟”是防止烟气的进入，是被动的；“排烟”是积极改变烟气的

流向，使之排出户外，是主动的。两者互为补充，才能达到防排烟的效果。

参考文献(2条)

1.崔海平；北京市建筑设计研究院；建筑防排烟方式选择及防烟量计算

2.徐志胜，姜学鹏；防排烟工程

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