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1、高层建筑防排烟,一、设置防烟、排烟设施的必要性,现代化的高层民用建筑，可燃的装修、陈设较多，还有相当多的高层建筑使用了大量的塑料装修、化纤地毯和用泡沫塑料填充的家具。这些可燃物在燃烧过程中，会产生大量的有毒烟气和热，同量要消耗大量的氧气。据日本、英国对火灾中造成人员伤亡的原因统计表明，由于CO中毒窒息死亡或被其它有毒烟气熏死者，一般占火灾总死亡人数的，最高达以上；而被火烧死的人当中，多数是先中毒窒息晕倒后被烧死的。如日本“千日”百货大楼火灾，死亡的人中就有人是被烟熏死的。,一、设置防烟、排烟设施的必要性,据测定分析，烟气中含有CO、CO2、C1等多种有毒成分，高温缺氧又会对人体造成危害；同时，
2、烟气有遮光作用，使人的能见度下降。这对疏散和救援活动造成很大的障碍。为了及时排除有害烟气，保障高层建筑内人员的安全疏散和有利于消防扑救，在高层建筑中设置防烟、排烟设施是十分必要的。,二、高层建筑防烟、排烟设施设置的部位,划分防火分区可以控制火灾的扩散，防烟分区的划分则是对防火分区的细化，是为了更有效地控制火灾烟气，所以防排烟设施的设置部位应与防烟分区一致，且不能跨越防火分区，并应根据国家标准建筑设计防火规范、高层民用设计防火规范等相关规范的有关要求进行设计。一般作为疏散通道的防烟楼梯间、消防电梯前室等应设置防烟设施，以防止烟气窜入为主要设计目的；对于其他一些房间和走廊间则应设置排烟设施，以快速
3、排除火灾烟气，不阻碍人的逃生为主要设计目的。通过防烟排烟系统的设置为人员逃生自救建立起一条无烟无焰的安全通路。,二、高层建筑防烟、排烟设施设置的部位,1）一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑中：长度超过20m的内走道应设置排烟设施，当无直接自然通风时，则应设置机械排烟设施；有直接自然通风，但长度超过60m的内走道应设置机械排烟设施；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均应设置机械排烟设施。2）高层建筑的中庭应设排烟设施，对不具备自然排烟条件或净空高度超过12m的中庭应设置机械排烟设施。,二、高层建筑防烟、排烟设施设置的部位,3）高层建筑中经常有
4、人停留或可燃物较多的地下室应设排烟设施。对于不能设置外开窗、通风井进行自然排烟的房间，当各房间总面积超过200m2或一个房间面积超过50m2，且经常有人停留或可燃物较多的地下室应设置机械排烟设施。4）对高层民用建筑不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室应设置独立的机械加压送风设施；当防烟楼梯间采取自然排烟措施，而对不具备自然排烟条件的前室，则应设置独立的机械加压送风设施；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。,二、高层建筑防烟、排烟设施设置的部位,5）建筑高度超过100m的公共建筑，应设置避难层（间），如果是封闭的避难层（间）则应设置独立的机械加压送风设
5、施。,三、高层建筑防烟、排烟的设计程序,进行防、排烟设计时：首先要了解清楚建筑物的防火分区，并且合理划分防烟分区。防烟分区应在同一防火分区内，其建筑面积不宜过大，一般不超过。然后，再确定合理的防、排烟方式和进一步选择合理的防、排烟系统，继而确定送风道、排风道、排烟口、防火阀等位置。,1.防火分区的划分,高层民用建筑的防火分区依据国家标准GB50045-95高层民用建筑设计防火规范（2005年版）制定的防火分区标准如下表：高层民用建筑防火分区允许最大建筑面积,1.防火分区的划分,当建筑设有自动灭火系统的防火分区，其允许最大建筑面积可比上表增加1倍；设有火灾报警系统和自动灭火系统的高层建筑内的商业
6、营业厅、展览厅等，地上部分防火分区允许最大建筑面积为4000m2，地下部分为2000m2。竖向防火分隔设施主要有楼板避难层防火挑檐功能转换层等，对于建筑物中的电缆井管道井等坚竖向井，除井壁材料和检查门有防火要求外，对于建筑高度不超过100m的高层建筑，其井内每隔23层在楼板处用相当于楼板耐火汲极限的不燃烧体作防火分隔；建筑高度超过100m的高层建筑应在每层楼板处作相应的防火分隔。水平防火介分隔设施主要有防火墙、防火门、防火窗、防火卷帘、防火幕和防火水幕等，建筑物墙体客观上也发挥着防火分隔的作用。,2.防烟分区的划分,根据高层民用建筑设计防火规范的规定，设置排烟设施的走道及净高不超过6m的房间，
7、要求划分防烟分区。不设排烟设施的房间(包括地下室)和走道，不划分防烟分区。防烟分区可通过挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下突出不小于0.5 m的梁来划分.挡烟垂壁是用不燃材料制成，从顶棚下垂不小于500mm的固定或活动挡畑设施；活动挡烟垂壁在火灾时因感温、感烟或其他控制设备的作用，能自动下垂。,2.防烟分区的划分,一般每个防烟分区采用独立的排烟系统或垂直排烟道(坚井)进行排烟；如果防烟分区的面积过小，会使排排系统或垂直排烟道数量增多，提高系统和建筑造价；如果防烟分区的面积过大，使高温的烟气波及面积加大，受灾面积增加，不利于安全疏散和扑救。因此规定每个防烟分区的建筑面积不宜超过500 m2，且不应跨越防火
8、分区。当没有自动灭火系统时，面积可增加1倍。,四、排烟方式的选择,排烟与通风中的排风做法和原理都是相似的。根据所利用的动力情况，可以分自然排烟和机械排烟。在任何一个建筑物中，采用自然排烟还是采用机械排烟应视建筑设计的具体情况确定。由于自然排烟方式简单、经济，宜优先采用。而对其性质重要、功能复杂的高层建筑和超高层建筑或无条件自然排烟的其他建筑应采用机械排烟方式。,1.自然排烟,自然排烟有两种方式。一种是室内自然排烟，在室内设置对外开口或可开启外窗进行自然排烟；另一种是设置竖井自然排烟，即在高层建筑的适中位置，设置专用的排烟竖井，并在各层设置有自动或手动控制的排烟口（排烟口应设置在上部，发生火灾时
9、能自动或手动打开），依靠火灾时室内产生的热压和室外气流的风压，形成的“烟囱效应”进行自然排烟。,1.自然排烟,高层民用建筑设计防火规范规定，除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑不宜采用自然排烟外，其他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。自然排烟是利用火灾时室内热气流的浮力或室外风力的作用，与室外相邻的阳台，外墙上的外开窗或专用排烟口将室内烟气排出。,1.自然排烟方式,（1）利用建筑物的阳台、凹廊进行排烟，如图1所示。阳台为不封闭式，凹廊设置可外开启的窗，形成自然排烟。,1.自然排烟方式,（2）靠外墙的防烟楼梯前间、消防电梯前室
10、或合用前室设置直接对外开启的窗进行排烟，如图2所示。,1.自然排烟,自然排烟窗的开窗面积可按如下参数选择：（1）防烟楼梯前室、消防电梯前室为 2.0 m2；合用前室 3.0m2；（2）靠外墙的防烟楼梯间每五层可开放外室的总面积之和不应小于2.0 m2；（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2；（4）需排烟的房间，可开启外窗面积不应小于该房间面积2；（5）净空高度小于12m的中庭，可开启的天窗或高侧的面积不应小于该中庭地板面积的5。排烟窗一般应设置在房间的上方、并应有方便开启的装置。,2.机械排烟,机械排烟是使用排烟风机进行强制排烟。根据补风方式不同可分为两种：一种是机械排
11、烟自然补风的方式，依靠建筑本身自然补风的排烟方式适合于大型建筑空间的烟气控制；另一种是上部机械排烟下部机械送风的方式，在空间上部设置的排烟口在发生火灾时能敞开，并在建筑下部位进行机械送风，以提高室内压力将火灾烟气排除至室外，此种方式多适用于性质重要，对防排烟设计较为严格的高层建筑或大型建筑空间的烟气控制。机械排烟的两种方式均将排烟口设置在排烟区域的空间上部，利用排烟风机进行排烟。,2.机械排烟系统组成,机械排烟系统由烟壁（活动式或固定式挡烟壁）、排烟口（或带有排烟阀的排烟口），防火排烟阀、排烟管道、排烟风机和排烟出口等部件组成，如图3所示。,2.机械排烟,1、走道和房间的机械排烟走道排烟是根据
12、自然通风条件和定道长度来划分。根据高层建筑层数多，建筑的高度高的特点为保证排烟系统的可靠性。走道的排烟一般设计成竖向排烟系统。即在建筑物内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，如图4所示。,房间排烟系统宜按防烟分区设置。当需要排烟的房间较多时且竖向布置有困难可将几个房间组成一个排烟系统，每个房间设排烟口，即为水平式排烟系统，如图3。,2.机械排烟,2、中庭机械排烟 通过二层或多层且顶部为封闭的筒体空间称为中庭。中庭与相连的所有楼层是相通的，一般设有采光窗。把中庭作为着火层的一个大排烟道，排烟口设置在中庭的顶棚上，或设在紧靠中庭顶棚的集烟区，排烟口的最低标高应设在中庭
13、最高部分门洞的上端。在中庭上部设置排烟风机，使着火层保持负压，便可有效地控制烟气和火灾，如图5所示,*中庭较低部位进风有困难时，可采用机械进风，补充风量按不小于排风量的50考虑，当高度超过6层的中庭，或第二层以上与居住场所相通时，宜从上部补充新鲜气。,2.机械排烟,3排烟量的确定。排烟量与建筑防烟分区的划分，排烟系统的部位等因素有关。按高层民用建筑设计防火规范规定。走道和房间的排烟量如表2所示，中庭排烟量按中庭体积的换气次数确定，如表3所示。表2 走道和房间的排烟量,2.机械排烟,中庭机械排烟量,2.机械排烟,4、排烟设备布置 在防排烟设计中，选择和布置排烟口、送风口、排烟竖井和送风竖井的位置
14、时，应以保证人员安全疏散和气流组织合理为前提，必须使进入前室的烟气能及时排出，避免受送风气流的干扰。排烟口宜设置在防烟分区中心部位，至该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m。排烟口可以设置在顶棚上，也可以设置在靠近顶棚的墙面上，但排烟口必须距顶棚高度800mm以内。如果在室内净高超过3.0m，则排烟口可设在距地面2.1m以上的高度上。为了防止顶部排烟口处的烟气溢流，在排烟口一侧的上部应设防烟幕墙。排烟的面积可根据排烟系统的排烟量、排烟速度(v10ms)计算确定。排烟口平时关闭，当火灾发生时仅开启着火层的排烟口排烟口应设有手动或自动开启装置。手动开启装置的操作部位应设置在距地面0.8m1.5m
15、处。排烟口和排烟阀应与排烟风机联锁，当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机即能立即启动。,2.机械排烟,排烟管道材料宜采用镀锌钢板或冷轧钢板，也可采用混凝土或石棉制品；安装在吊顶内的排烟管道应以非燃材料作保温，并应与可燃物保持不小于150mm的距离。排烟管道的钢板厚度不应小于1.0mm。烟气排出口宜采用1.5mm厚的钢板或具有相同耐火等级的材料制作。烟气排出口的位置，应根据建筑物所在处的条件(风向、风速、周围的建筑物以及道路状况等)来考虑，即不能将排出的烟气直接吹在其他建筑物上，也不能妨碍人员避难和扑救火情的进行，更不能使排出的烟气再被通风或空调设备吸入。此外，必须避开有燃烧危险的部位。当烟气排
16、出口设在室外时，应考虑有防止雨水、虫鸟等侵入的措施并要求在排烟时坚固而不脱落。,2.机械排烟,排烟风机可采用普通钢制离心风机或专用排烟轴流风机，并应在风机入口总管及支管上安装280时能自动关闭的排烟防火阀门。排烟风机应设置在排烟系统最高排烟口的上部；风机外壳与墙壁或与其他设备间的距离不应小于600mm；风机应安装在混凝土或型钢基础上；风机应有备用电源，并能自动切换。,2.机械排烟,在建筑排烟系统设计时应注意：（1）机械排烟系统与通风、空气调节系统宜分开设置。当合用时，必须采取可靠的防火安全措施，并应符合机械排烟系统的有关要求。（2）在地下建筑和地上密闭场所中设置机械排烟系统时，应同时设置补风系
17、统。当设置机械补风系统时，其补风量不宜小于排烟量的50%。,五.加压送风防烟,在建筑的垂直疏散通道，如防烟楼梯间、前室、合用前室，封闭的避难层等部位形成正压状态，有效地阻止烟气进入，以便人们安全疏散和消防人员进行救火。,五.加压送风防烟,一、建筑防烟机械加压送风量 高层民用建筑在不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯前室或合用室，或采用自然排烟措施的防烟楼梯间、且不具备自然排烟条件的前室，应进行机械加压送风防烟。其机械加压送风系统的风量计算，通常以火灾发生时，保持疏散通道维持必要的正压值和火灾层疏散通道门、洞一定的风速作为理论依据。但是，建筑构件及建筑施工的质量、设计资料的不完整、设计参数的
18、不明确等原因将会影响风量计算的准确性。为此，高层民用建筑设汁防火规范对不同的建筑层数、不同的部位确定加压送风系统风量的取值范围如表4所示。,五.加压送风防烟,表4-18 加压送风控制风量,五.加压送风防烟,注：表中的风量是按开启2.00m1.60m的双扇门确定。当采用单扇门时，其风量应乘以0.75系数计算；当有两个或两个以上出人口时，其风量应乘以1.501.75系数计算。开启门时，通过门的风速不宜小于0.75m/s。风量上下限选取应按层数、风道材料、防火门漏风量等因素综合比较确定。对于封闭避难层（间）的机械加压送风量应按避难层的净面积每平方米不小于30m3/h计算。,五.加压送风防烟,二、机械
19、加压送风系统的设计 采用机械加压送风防烟系统的防烟楼梯间内应保证其正压值为4050Pa防烟楼梯间前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层(间)应为2530Pa的正压值。防烟楼梯间和合用前室的机械加压送风防烟系统宜分别独立设置。机械加压送风防烟系统的风量确定时，表418所列风量上、下限的取值应根据楼层数、风道材料、防火门的漏风量等因素综合比较确定。剪刀楼梯间可合用一个风道，其风量按两个楼梯间的风量来汁算，送风口应分别设置。,五.加压送风防烟,防烟楼梯间的加压送风口宜每隔23层设一个风口。风口采用自垂式百叶风口或常开式风口。当采用常开式风口时，应在加压风机的压出管上设置止回阀。防烟楼梯间的前室或
20、合用前室的加压送风口应每层设置。如风口为常闭型时，发生火灾只开启着火层的风口。风口应设手动或自动开启装置，并应与加压风机启动联锁装置，手动开启装置宜设在距地0.81.5m处；如风口为常开百叶风口时，应在加压风机的压出管上设止回阀。机械加压送风防烟系统中送风口的风速不宜大于7.0m/s。加压送风空气的排出，可通过走廊或房间的外窗、竖并等自然排出，也可以通过走廊的机械排烟装置排出。,五.加压送风防烟,加压送风管道应采用密实而不漏风的非燃烧材料。采用金属风道时，其风速不应大于20m/s；采用非金属风道时，其风速不应大于15m/s。加压送风机可采用轴流风机或中、低压的离心风机，风机位置应根据供电条件、风量分配均衡、新风入口不受火、烟威胁等因素确定。加压送风机必须从室外吸气，采气口应远离排烟口，以保证进气的清洁；采气口的位置应低于排烟口和其他排气口。,五.加压送风防烟,加压送风系统的控制方式一般是由消防控制中心远距离控制和就地控制两种形式相结合；消防控制中心设有自动和手动两套集中控制装置，当大楼某部位发生火灾时，通过火灾报警系统将火情传至消防控制中心，随即通过远程控制系统(自动或手动)控制，开启加压送风口，同时开启送风机。,
