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1、本科毕业论文（设计） I 毕业论文（设计） 题题目目中中庭庭式式建建筑筑防防排排烟烟方方式式的的综综合合分分析析 学学 号号 姓姓 名名 系系 队队 专专 业业 指指导导教教师师 二二八八年年六六月月 本科毕业论文（设计） II 摘摘 要要 中庭作为现今比较流行的建筑形式，以其能够充份的引入自然光，造成 一定的温室效应，以及能为人们提供一种便利、舒适、自然美妙的共享空间等 显著特点备受建筑师的亲睐。但由于其独特的建筑结构形式，在划分防火 分区时 ，与普通建筑相比就存在许多不同之处，这就给防火设计提出了新 的挑战。中庭火灾 现已成为国际国内火灾学界、消防系统的重点研究对象， 同时中庭火灾中造成人
2、员伤亡的主要因素就是火灾烟气，因此对中庭建筑的烟 气控制和防排烟方法的研究具有极其重要的现实意义。 本文在例举了五种不同形式的防排烟方法的同时，根据中庭建筑防火排烟 的要求和原则，采用分析和综合的方法，重点对国内常见的中庭形式进行了分 类，在结合实际设计经验的基础上提出了适合各种中庭的防火和防排烟措施， 并结合例举的五种防排烟方法对发生在中庭建筑内不同地点的火灾该采取哪 种适应的防排烟方法做了较为细致的阐述，以期为我们今后的实际工作中在 遇到中庭建筑的防排烟优化设计时提供一定的理论参考和借鉴。 关关键键词词 中庭 ； 火灾； 防排烟 ； 烟气 本科毕业论文（设计） III Abstract D
3、ue to As the fashionable building style，atrium obtains many architects interesting for its capability of importing natural light and leading to greenhouse effect. It also provides people a convenient, comfortable and natural share room. However, it has many differences compare with normal building w
4、hen divided the fire compartment because the unique structure pattern. The atrium fire has become the focal point of the fire academic circle and fire fighting system. On the same time, smoke is the main reason of casualties in atrium fire, so the researching of smoke control and extraction has impo
5、rtant practical value. This paper expounds five different ways of smoke extraction about atrium. According to the principle of smoke extraction and anti-fire, the common domestic atrium style was classified several styles. At last illustrate which way of smoke extraction is most suitable face with t
6、he fire occurred in different place of atrium. The results of this paper can offer some theories support when design the practical atrium smoke extraction system. Keywords Atrium; Fire; Smoke prevention and exhaust; Smoke cont 本科毕业论文（设计） 第 1 页 共 19 页 目目 录录 中文摘要中文摘要I I 英文摘要英文摘要IIII 目目 录录1 1 1 1 引引 言言
7、3 3 1.1 国内外中庭发展概况.3 1.2 现代中庭及其特点 .3 1.3 前人研究成果及研究的意义.4 2 2 中庭的防火排烟要求中庭的防火排烟要求5 5 2.1 中庭防火设计的基本原则.5 2.2 中庭的防排烟要求.5 2.3 排烟系统的补风.6 3 3 中庭的防排烟方式中庭的防排烟方式6 6 3.1 起火间排烟法.6 3.2 对流贯穿式排烟法.7 3.3 回廊排烟法.8 3.4 混合防烟法.8 3.5 区域分隔法.9 4 4 中庭的分类及其相应的防排烟措施中庭的分类及其相应的防排烟措施9 9 4.1 长廊式中庭10 4.2 贴附式中庭10 4.3 内嵌式中庭11 本科毕业论文（设计）
8、 第 2 页 共 19 页 4.3.1 内置式中庭 11 4.3.2 贯通式中庭 12 4.3.3 回廊式中庭 13 4.3.4 互通式中庭 14 4.4 隔离式中庭15 5 5 结结 论论1717 参参考考文文献献1818 致致谢谢1919 本科毕业论文（设计） 第 3 页 共 19 页 1 引引 言言 1.1 国内外中庭发展概况国内外中庭发展概况 随着我国经济建设和城市的快速发展，大型、复杂的现代建筑物越来越多地涌现。 这些建筑与传统建筑在使用功能、建筑材料、结构形式、空间大小、配套设施等方面 都有着很大的区别，给防火安全带来了很多新的问题，现有的建筑防火、规范规定不 能完全满足其要求。中
9、庭作为现今比较流行的一种建筑形式，以其能够引入自然光， 造成一定的温室效应，以及能为人们提供一种便利、舒适、自然美妙的共享空间等显 著功能越来越多的受到建筑师的青睐。例如珠海凯迪克酒店,如图 1.1（a）所示、广 东惠州金叶大酒店,如图 1.1（b）所示、国家大剧院等建筑在结构上都采用了中庭的 建筑形式。 （a a）珠海凯迪克酒店）珠海凯迪克酒店 （b b）广东惠州金叶大酒店）广东惠州金叶大酒店 图图 1.1 中庭效果图中庭效果图 1.2 现代中庭及其特点现代中庭及其特点 “中庭”实际上是一个很古老的概念，由来已久。希腊人早就在建筑中利用露天 庭院（天井） 。后来，罗马人加以改进，在天井口盖上
10、屋顶，便形成了受到屋顶限制 的大空间中庭。 中庭（atrium）一词源于古罗马建筑，原来的概念是指屋顶的前厅，是用来会客 或休息的场所1。在孟买出土的当时的住宅，是由四周墙壁包围并向内开放的各房间 本科毕业论文（设计） 第 4 页 共 19 页 构成的。进入其内，有个大厅，并列的房间面向大厅。由两层楼的建筑包围大厅，其 上部盖以屋顶，中央留有开口，这就是称为中庭的空间。周围房间的采光和通风等均 靠这个屋顶开口的部分，而且还是这里居住或出入的所有人的活动中心。这些功能与 现代中庭相同，只是占地面积相对较小。 现在的中庭是建筑内部带有玻璃顶盖的内院，是以一个大型建筑物内部空间为核 心，综合多种使用
11、功能的空间而形成的大空间场所，它通常贯穿多个楼层，并与各楼 层相通。一般认为，其短边长度不小于 6 m (或半径不小于 6 m ) , 横截面积不小于 100 m2, 且共享层数不少于三层。与普通建筑相比，它具有以下特点：（1）与一般 的室内空间相比，中庭体积大、形状多样；（2）通常设有垂直交通工具，是人员交 汇、集散的枢纽空间；（3）往往与多个楼层相连；（4）能够充分的引入自然光，满 足了人们对采光的要求；（5）具有一个或多个在竖直方向上连续贯通多层的封顶大 空间。这种“大空间”形式在增加了建筑空间魅力的同时,却也大大增加了火灾危险 性：（1）内部空间大、使用功能复杂；（2）火灾荷载大、烟气
12、不易排出；（3）不 易进行防烟、防火分隔；（4）人员疏散和扑救困难；（5）普通的探测器无法及时地 探测火灾；（6）普通的喷淋灭火系统无法达到的预期效果。也正是由于中庭建筑具 有上述特点，火灾时火势可在连通的空间里迅速蔓延，造成火源、产烟量及发热量的 扩大；同时高温烟气流在上升过程中受到周边壁面或房间的冷却而导致烟气层逐渐下 降，并侵入中庭周边的走廊或房间，致使烟气充满整个中庭及其相邻建筑空间，给疏 散和扑救工作带来极大的困难。因此就有必要对中庭这类建筑设置相应的防排烟设施， 合理控制烟气流向，做好防烟防火工作，为火灾预防和扑救创造有利条件。 1.3 前人研究成果前人研究成果及研究的意义及研究的
13、意义 近年来，很多学者和机构对中庭火灾的发展规律、烟气流动特性、防排烟设计2 等方面进行了积极的探索，取得了大量有意义的成果。例如2001年，林真国、付祥钊、 张素云，利用相似模型法研究中庭火灾烟气流动时原型和模型的相似关系及其如何将 试验结果转换到原型3。2002年，江岸，采用弗诺德模型定律，建立1/8中庭模型试验 台，开展中庭火灾烟流填充过程模型试验。研究表明：烟气填充过程中明显可见烟气 分层现象，存在过滤层，上层热烟气与下层冷空气没有明显的分界面；烟气层沉降速 度快，应设置排烟系统。模拟试验与运行试验结果吻合，说明采用缩小比例的相似模 型研究中庭火灾初期轰燃前烟气流动规律是合理、可行的4
14、。2003年，赵声萍、郑洁， 采用正交试验法，对影响中庭机械排烟过程中烟气层的排烟量，火源释热速率，排烟 口及排烟口各因素之间的交互作用等因素进行了研究。试验表明：排烟量的大小，排 本科毕业论文（设计） 第 5 页 共 19 页 烟口数量和火源释热速率对烟气层高度的影响特别显著；排烟口大小，排烟口数量与 位置，数量与大小，间距与位置，间距与大小，位置与大小之间的交互作用的影响不 显著5。 虽然人们对中庭的研究很多，但由于中庭建筑结构的多功样性和使用功能性的复 杂性，使这些研究成果在实际的应用中遇到了很多值得探讨的问题。为此就有必要从 中庭建筑防火、烟气控制的角度对国内常见的中庭建筑进行分类，并
15、就不同类型中庭 建筑的防火、防排烟措施进行研究，为中庭建筑的防排烟优化设计提供一定的理论参 考和借鉴。 2 中庭的防火排烟要求中庭的防火排烟要求 2.1 中庭防火设计的基本原则中庭防火设计的基本原则 中庭既是联系各功能之间的枢纽，又是社交的场所，人流混杂。因此，发生火灾 的隐患多，一旦发生火灾，疏散量大，疏散困难。因此中庭建筑防火需要解决的问题 很多，根本问题是如果发生火灾，是否能够阻止火势蔓延，以及能够保证人员安全疏 散，根据我国有关消防法规以及工程实践，必须满足以下条件： （1）中庭周围功能各异的房间必须是独立的防火分区。在中庭周围往往布置不 同类型的商店、餐饮，应作为独立的防火分区。各功
16、能之间分隔墙的耐火极限不小于 3 h。而且功能对外开的门必须是防火门； （2）中庭中的疏散楼梯不应少于两个，而且至少有一个必须直接通向室外； （3）中庭的每层回廊必须安装自动喷淋，而且喷淋头比一般建筑中自动喷淋头 至少增加一倍，即间距为 1.8 m； （4）中庭与其他敞开房间之间必须安置防火卷帘。对于多边形的中庭，可以设 置水幕。 2.2 中庭的防排烟要求中庭的防排烟要求 中庭必须设置防排烟系统，可以机械排烟，也可以自然排烟。中庭的天窗也必须 是开启方便的排烟窗， 高规对中庭排烟的要求如下6： （1）净高度小于 12 m 的中庭，当其可开启的天窗或高侧窗的面积不小于中庭地 本科毕业论文（设计） 第 6 页 共 19 页 面面积的 5 %时，可以利用天窗或高侧窗自然排烟； （2）不具备自然排烟条件或净空高度超过 12 m 的中庭，应设置机械排烟设施。 当中庭体积小于 17000 m3时，排烟量按其体积的 6 次h 换气计算；当中庭体积大 于 170
