通风系统作用、分类、管道设备及防排烟系统知识

一、通风系统

一、通风系统的概念和作用

建筑通风就是把建筑物室内被污染的空气直接或经过净化处理后排至室外，再将新鲜的空气补充进来，达到保持室内空气环境符合卫生标准要求的过程。

可见，通风是改善空气条件的方法之一，它包括从室内排除污浊空气和向室内补充新鲜空气两个方面，前者称为排风，后者称为送风。实现排风和送风所采用的一系列设备、装置的总称为通风系统。

建筑通风常常被应用于生产和生活中，前者称为工业通风。

二、通风系统的形式与分类

通风系统可分为自然通风和机械通风。自然通风是利用房间内外冷热空气的密度差异和房间迎风面、背风面的风压高低来进行空气交换的；机械通风是使用通风设备向厂房（房间）内送入或排出一定数量的空气，进行空气交换和处理工作。

根据通风范围的不同，机械通风又可分为全面通风、局部通风和混合通风三种。采用哪种通风方式主要取决于有害物质产生和扩散的范围的大小，有害物质面积大则采用全面通风，相反可采用局部和混合通风。

在进行自然通风的计算中，通常把外墙内外两侧的压差称为余压，如某窗孔余压为正，窗孔排风；余压为负，则窗孔进风；当窗孔位于余压为零的等压面上时，则窗孔的上部进风，下部排风。在建筑物中，将余压为零的平面称为中和面，因此，位于中和面以下的窗孔是排风窗，位于中和面以上的窗孔是进风窗。

热压作用下的自然通风，是利用室内外空气温度的不同而形成的密度、压力差造成的室内外的空气交换。当建筑物受到风压和热压的共同作用时，在建筑物外围各窗孔上作用的内外压差等于其所受到的风压和热压之和。充分利用风压、热压作用下的自然通风是现代绿色环保建筑的重要内容之一，是改善室内空气质量、创造舒适环境优先采用的措施之一。

二、通风管道及设备

一、风机

1、风机的分类

风机是通风系统中为空气的流动提供动力以克服输送过程中的阻力损失的机械设备。在通风工程中应用最广泛的是离心风机和轴流风机。离心风机由叶轮、机壳、机轴、吸气口及排气口等部件组成。

2、风机的技术性能

① 风量：指风机在工作状态下，单位时间输送的空气量，单位为m3/h；

② 风压：指风机所产生的压强，单位为Pa；

③ 有效功率：指风机传送给空气的功率，它等于风量与风压的乘积，单位为W。

二、通风管道

1、风管材料：它分金属材料和非金属材料两大类。

①金属材料有薄钢板、不锈钢板、铝板等。

②非金属材料有玻璃钢板、硬聚氯乙烯板、混凝土风道等。

2、风管的断面形状

有圆形和矩形两种。

三、风阀

风阀装设在风管或风道中，主要用于调节空气的流量。通风系统中的风阀可分为一次调节阀、开关阀和自动调节阀等。

四、风口

风口分进气口和排气口，装在风管或风道的两端，根据使用场合的不同，分为室内和室外两种形式。

五、除尘设备

为防止污染，在空气排出大气前进行净化处理，使粉尘与空气分离，进行这种处理过程的设备称为除尘设备。除尘设备种类主要有机械式除尘器、过滤式除尘器、湿式除尘器和电除尘器等四种类型

三、高层建筑的防火排烟

一、防火排烟分区

1、防火分区和防烟分区

防火是防止火灾蔓延和扑灭火灾，排烟是将火灾产生的烟气及时予以排除，防止烟气向外扩散，以确保室内人员的顺利疏散。

在高层建筑的防火排烟设计中，通常将建筑物划分为若干个防火、防烟单元，用防火墙（或防烟墙）及防火门隔开，采取防火排烟措施，把火势和烟气控制在一定的范围内，减少火灾的危害。这些防火、防烟的单元称为防火和防烟分区。

2、烟气的扩散机理

风压是指空气流动时遇阻，速度降低，动能转化成压能从而产生的压力。

烟气是指物质在不完全燃烧时产生的固体及液体粒子在空气中的悬浮状态。烟气的流动扩散，主要受到风压和热压等因素的影响。

热压或烟囱效应指的是当建筑物内部的温度高于外部空气温度时，在建筑物的竖井中（如楼梯井、电梯井、设备管道井等竖向通道）产生的上升热空气的现象。

当建筑物的下部或迎风面房间发生火灾时，由于风压和热压的作用，火灾造成的危害性要比建筑物的上部或背风面房间失火所造成的危害大得多。

高层建筑的防排烟，常采用自然排烟、机械防烟及机械排烟等形式。

二、高层建筑防火排烟的形式

1、自然排烟：自然排烟是利用风压和热压作动力的排烟方式。

2、机械防烟

机械防烟是采取机械加压送风方式，以风机所产生的气体流动和压力差控制烟气的流动方向的防烟技术。

防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和两者合用前室，应设置机械防烟设施。若防烟楼梯间前室或合用前室有散开的阳台、凹廊或前室内有不同朝向的可开启外窗，能自然排烟时，该楼梯间可不设防烟设施。避难层为全封闭式避难层时，应设加压送风设施。

楼梯间每隔2～3层设置一个送风口；前室应每层设一个送风口。加压送风口应采用自垂式百叶风口或常开百叶风口；当采用常开百叶风口时，应在加压风机的压出管上设置止回阀。当设计为常闭型时，发生火灾只开启着火层的风口。风口应设手动和自动开启装置，并与加压送风机的启动装置连锁。

3、机械排烟

采取机械排风方式，以风机所产生的气体流动和压力差，利用排烟管道将烟气排出或稀释烟气的浓度。

机械排烟方式适用于不具备自然排烟条件或较难进行自然排烟的内走道、房间、中庭及地下室。对机械排烟的要求如下所述。

① 排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上，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1m。

②排烟口应设有手动和自动开启装置，平时关闭，当发生火灾时仅开启着火楼层的排烟口。

③防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30m。走道的排烟口应尽量布置在与人流疏散方向相反的位置。

④ 在排烟支管和排烟风机入口处应设有温度超过280℃时能自行关闭的排烟防火阀。

⑤排烟风机应保证在280℃时能连续工作30min。当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能自行启动。

⑥ 排烟风道必须采用不燃材料制作。安装在吊顶内的排烟管道，其隔热层应采用不燃材料制作，并应与可燃物保持不小于150mm的距离。

⑦机械排烟系统与通风、空调系统宜分开设置。若合用时，必须采取可靠的防火安全措施，并应符合排烟系统要求。

⑧设置机械排烟的地下室，应同时设置送风系统。

    机械排烟系统的控制程序，可分为不设消防控制室和设消防控制室的两种。

4、通风和空调系统的防火

火灾发生后，应尽量控制火情向其他防火分区蔓延，在通风空调系统的通风管道中需设置防火阀。防火阀应设置在：穿越防火分区的隔墙处；穿越机房及重要房间或有火灾危险性房间的隔墙和楼板处；与垂直风道相连的水平风道交接处；穿越变形缝的两侧。防火阀的动作温度为70℃。

通风空调管道工程中所用的管道、保温材料、消声材料和胶粘剂等应采用不燃材料或难燃材料制作。空气中含有易燃、易爆物质时，其通风设备应采用防爆型设备。

三、防火、防排烟设备及部件

防火、防排烟设备及部件主要有防火阀、排烟阀及排烟风机等。

1、防火阀

防火阀是防火阀、防火调节阀、防烟防火阀及防火风口的总称。防火阀与防火调节阀的区别在于叶片的开度能否调节。

（1）防火阀的控制方式

防火阀的控制方式有热敏元件控制、感烟感温器控制及复合控制等。复合控制方式为上述两种控制方式的组合方式，设备中既含有热敏元件，也含有感烟感温器。

（2）防火阀的阀门关闭驱动方式

防火阀的阀门关闭驱动方式有重力式、弹簧力驱动式、电机驱动式及气动驱动式等四种。

（3）常用的防火阀

①重力式防火阀。分矩形和圆形两种。防火阀平时处于常开状态。

当需要重新开启阀门时，旋松自锁簧片前的螺栓，手握操作杆，摇起阀板或叶片，接上易熔片，摆正自锁簧片，旋紧螺栓后防火阀恢复正常工作状态。

②弹簧式防火阀。弹簧式防火阀有矩形和圆形两种。

当需要重新开启阀门时，装好易熔片和温度熔断器，摇起叶片或阀板并固定在温度熔断器内芯上，防火阀便恢复正常工作状态。

③ 弹簧式防火调节阀。

有矩形和圆形两种。平时常开作为风量调节用的防火调节阀，当发生火灾且空气温度高于70℃时，易熔片熔断，致使熔断器销钉打下离合器垫板，离合器脱开，轴两端的扭转弹簧释放，阀门的叶片关闭。

④防烟防火调节阀。有矩形和圆形两种。

可应用于有防烟防火要求的空调、通风系统，其构造与防火调节阀基本相同，复位方式和风量调整方法与防火调节阀相同。

⑤防火风口。应用于有防火要求的通风、空调系统的送风口、回风口及排风口处。

⑥ 气动式防火阀。用于与卤代烷1211和1301自动灭火系统连动的通风、空调风管。气动防火阀手动复位时必须将系统先卸压，再复位、开启。

⑦电动防火阀。安装在有防火要求的通风、空调风管上，发生火灾时电源切断，复位弹簧立即关闭阀门。阀门通电后即可开启复位。

⑧电子自控防烟防火阀。采用电子技术及逻辑电路技术。火灾时自动开启或关闭，并自动报警。采用控制器对一台或多台防烟防火阀进行控制。

2、排烟阀

它安装在排烟系统中，平时呈关闭状态，发生火灾时，通过控制中心信号来控制执行机构的工作，实现阀门在弹簧力或电动机转矩作用下的开启。设有温感器装置的排烟阀，阀门开启后，在火灾温度达到动作温度时动作，阀门在弹簧力作用下关闭，阻止火灾沿排风管道蔓延。

（1）排烟阀的分类

排烟阀按控制方式可分为电磁式和电动式两种；按结构形式可分为装饰型排烟阀、翻板型排烟阀和排烟防火阀；按外形可分为矩形和圆形两种。

（2）常用的排烟阀

①排烟阀。它安装在排烟系统的风管上，平时阀的叶片关闭，火灾时烟感探头发出火警信号，使控制中心将排烟阀电磁铁的电源接通，叶片迅速打开，或人工手动迅速将叶片打开进行排烟。排烟阀有圆形和矩形两种，构造与排烟防火阀相同，其区别是排烟阀无温度传感器。

② 排烟防火阀。它安装的部位及叶片关闭与排烟阀相同，其区别是它具有防火功能，当烟气温度达到280℃时，可通过温度传感器或手动将叶片关闭，切断气源。

③远控排烟阀。它安装在排烟系统的风管上或排烟口处，平时关闭。火灾时烟感器发出火警信号，控制中心向远程控制器的电磁铁通电，使排烟阀开启，或手动将阀门开启和复位。

④远控排烟防火阀。它的动作原理与远控排烟阀相同，区别在于它带温度传感器，具有防火功能，可手动将阀门开启或复位。

⑤板式排烟口。它安装在走道的顶板上或墙上和防烟室前，也可直接安装在排烟风管的末端，其动作方式与一般排烟阀相同。

⑥多叶排烟口。它是排烟阀和排风口的组合体，一般安装在走道或防烟室前、无窗房间的排烟系统上，排风口安装在防烟前室内的侧墙上，其动作方式与一般排烟阀相同。

⑦ 远控多叶排烟口和远控多叶防火排烟口。远控多叶排烟口和远控多叶防火排烟口的外形相同，区别为远控多叶排烟口无280℃温度传感器，其动作方式与远控排烟阀和远控排烟防火阀相同，安装的位置与多叶排烟口相同。

⑧ 电动排烟防火阀。它在阀门开启后可输出信号，当排烟管道空气温度达到280℃时，阀门自动关闭，同时发出关闭信号。阀门可手动复位，也可通电复位。

3、防排烟通风机

防排烟通风机可采用通用风机，也可采用防火排烟专用风机。常用的防火排烟专用风机有HTF系列、ZWF系列、W-X型等类型。烟温较低时可长时间运转，烟温较高时可连续运转一定时间，通常有两挡以上的转速。