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浅谈高层建筑防排烟系统设计

标签: 高层建筑 自然排烟 机械排烟

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国内外的一些高层建筑火灾事故不完整的统计数字表明,火灾引起的伤亡人数中有50%以上是被烟气窒息致死或跳楼摔死的,因此,使火灾造成的损失降低到最低限度,做好高层建筑防火工作,完善防排烟系统设计与施工,对高层建筑中人员的安全疏散和消防人员的安全扑救显得尤其重要。
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一、高层建筑的防排烟主要方式

高层建筑常采用的防排烟设施可谓开启外窗的自然排烟设施、机械排烟设施和机械加压送风的防烟设施。

1、自然排烟方式

自然排烟是利用火灾产生的烟气的浮力和外部风力作用通过建筑物的对外开口把烟气排至室外的排烟方式的实质是热烟气和冷空气的对流运动。在自然排烟中,必须有冷空气的进口和热烟气的排出口。烟气排出口可以是建筑物的外窗,也可以是专门设置在侧墙上部的排烟口。对高层的建筑来说,曾一度采用专用的通风排烟竖井,在平常,由于建筑物内空气温度一般比室外高,产生浮力,使气流上升,便于房间排气。发生火灾时,由于室内温度较大幅度上升,是内外温差较大,形成烟囱效应,成为排烟的一种动力,国外常称为烟塔排烟方式。这种方式由于利用了竖井的“烟囱效应”,产生抽风力,所以排烟效果好,它不受室外条件的影响,而且设备简单,不需要动力,如果考虑了竖井的耐热问题可排除较高温度的烟气,因此得到了一定的应用。这种方式的主要缺点是占地面积大。 暖通百科

2、机械排烟方式

(1)、全面通风排烟方式

在对房间利用排烟机进行机械排烟的同时,利用送风机进行机械送风,这种方式称为全面通风排烟方式。由于这种机械排烟方式给控制区送入了大量的新鲜空气,为避免产生助燃的影响,它不是应用在着火区,可用于非着火的有烟区,系统运行时可使系统的送风量稍大于排风量,使控制区显微正压。这种方式的优点是防烟排烟效果好,而且稳定,不受任何气象条件的影响从而确保控制区域的安全,缺点是需要松、排风两套机械设备。投资较高。耗电量也较大。 暖通空调在线

(2)、负压机机械排烟方式

利用排烟机把着火房间中产生的烟气通过排烟口排到室外的排烟方式称为负压排烟方式。在火灾发展初期,这种排烟方式能使着火房间内压力下降,造成负压,烟气不会像其他区域扩散。但火灾猛烈发展阶段,由于烟气大量产生,排烟机如来不及把其完全排除,烟气就可能扩散到其它区域中去。另外排烟机要求能承受高温烟气,而且还需要设防火阀,在朝温时自动关闭停止排烟。所以,不仅初投资高,而且日常维护管理费用也高。 暖通在线

(3)、加压防烟方式

在建筑物发生火灾时,对着火区以外的区域进行加压送风,使其保持一定的正压,以防止烟气侵入的排烟方式称为加压防烟。因为加压区域和非加压区域之间有若干常规的挡烟物,如墙壁]楼板及门窗等,挡烟物两侧的压力差可有效地防止烟气通过门窗周围的缝隙和围护结构缝隙渗漏过来。发生火灾时,由于疏散和扑救的需要,加压区域之间的门总是要打开的,或者是在疏散期间打开,或者是在整个火灾期间打开。如果敞开门洞处的气流速度方向与烟气流向相反,因达到一定值时,仍能有效阻止烟气,即阻止烟气又非加压的着火区流动。加压防烟方式的优点是能有效地防止烟气侵入所控制的区域,而且由于送入大量的新鲜空气,特别适合于作为疏散通道的楼梯间,电梯间及前室的防烟。
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二、《高层民用建筑设计防火规范》对防排烟设置的要求

1、自然排烟:主要利用可开启的外窗或利用阳台、凹廊进行排烟的方式。这种方式经济、简单、易操作,不是用动力以及专用设备,平时兼作换气使用,火灾时不受断电影响。根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定,采用自然排烟方式的部位,应满足下列要求:

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(1)、采用自然排烟的开窗面积应符合下列规定:①防烟楼梯间前室、消防电梯前室可开启外窗面积不应小于2平方米,合用前室不得小于3平方米;②靠外墙的防烟楼梯间每五层内可开启总面积之和不应小于2平方米;③长度不超过60m的内走道可开启外窗面积不应小于走道面积的2%。④需要排烟的房间可开启外窗面积不应小于该房间面积的2%;⑤净空高度小于12m的中庭可开启天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面面积的5%。 nuantongkongtiaozaixian

(2)、防烟楼梯间前室或合用前室;利用敞开的阳台、凹廊或前室内有不同朝向的可开启外窗自然排烟时,该楼梯间可开启外窗自然排烟时,该楼梯间可不设防烟设施。

(3)、排烟窗宜设置在上方,并应有方便开启的装置。

2、机械排烟:利用排烟风机强行将烟气抽走,从而降低被保护区域的烟气浓度,它由挡烟壁(活动或固定式挡烟壁)、排烟口(或带有排烟阀的排烟口)、防火排烟阀门、排烟道、排烟风机和排演出口组成。这种排烟方式可以弥补自然排烟方式的不足,对于排出疏散走道、起火房间的烟气有着显著的效果。根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定,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的走道;②面积超过100平方米,且经常有人停留或可燃物较多的房间;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。(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50平方米,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。 nuantongkongtiaozaixian

3、机械加压送风防烟:是通过风机加压送风,使楼梯间和前室或合用前室保持正压,从而阻止烟气的侵入,保证人员安全疏散与避难。根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定:

(1)、高层建筑的下列部位应设置独立的机械加压送风设施:①不具备自然排烟条件的的防烟楼梯间,消防电梯间前室或合用前室;②采用自然排烟措施的防烟楼梯间,其不具备自然排烟条件的前室;③封闭避难层(间);④建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室。

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(2)、人防工程下列部位应设置机械加压送风防烟设施:①防烟楼梯间及其前室或合用前室;②避难走道的前室。

三、通风系统与排烟系统的兼用

当多层建筑或人防工程内歌舞场所设置机械排烟设施时,如果把消防排烟系统统一考虑,将通风排风风管和消防排烟风管合二为一,就必须确保风管的防火性能既符合排烟凤道要求,又要具有承担排烟量的能力,同时,按着排风和排烟规定,计算出实际通风排风量和排烟量,然后以排烟量为单位,确定排烟风机数量,这时,风机上必须选择排风和排烟兼用,进而设计出排烟(风)竖井数量,通过风管接入排烟(风)竖井。这个风管作为通风和排烟共同使用,平时排烟风机和排烟风口运转,作为通风系统的排风使用,火灾时,通过消防控制中心切换为消防排烟状态,及时将烟气排出。 nuantongkongtiaozaixian

四、设计中常见的问题

1、设置机械排烟的地下室未设置送风量不小于排烟量50%的送风系统;

2、一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑的建筑面积超过100㎡的地下室未设机械排烟系统;

3、高层建筑中的裙房部分不具备自然排烟条件的前室(或合用前室),未设置防烟系统; nuantongkongtiaozaixian

4、防排烟风机设计位置不当。

五、施工中应注意的问题

1、因防排烟系统施工与空调系统施工往往不是一家,这样容易造成通风、空调系统的风管穿越防火分区、穿越通风空调机房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处未设防火阀。或设了防火阀,而没有把防火阀联动信号引导消防系统中去。造成火灾发生时,火灾区域空调送风不能正常即使关闭,不利于火灾扑救; 版权为ehvacr.com

2、通风排烟机未按规范要求设置回路电源切换柜;

3、在消防控制室为敷设远程手动控制通风排烟机启动的控制线;

4、防排烟前室的正压送风系统应在其加压风机的吸入管上设置止回阀;中庭的机械排烟系统也应在排烟风机的吸入管上设置止回阀或设置常闭排烟阀(排烟防火阀联动时打开)。

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