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1、建筑中的防排烟设计,消防工程系建筑防火教研室 蔡 芸,一、烟气的危害与流动机理 二、防排烟设计基本理论 三、防排烟设计要求 四、通风和空气调节系统防火设计 五、防排烟工程验收,第一节 烟气的危害及流动机理 一、火灾烟气的产生与危害 （一）火灾烟气：火灾时物质燃烧和热解的产物，是含有悬浮固体和液体微粒的气体。 1、影响火灾烟气的成份和性质的因素 （1）物质的化学组成 （2）燃烧条件 2、火灾烟气的组成 （1）燃烧和热解所生成的气体 （2）燃烧和热解所生成的悬浮微粒 （3）剩余空气,（二）常用参数 1、烟气的浓度 （1）质量浓度：以单位容积中的烟粒子重量表示。（mg/m3） （2）粒子浓度：以单位
2、容积中的烟粒子个数表示。（个/ m3 ） （3）光学浓度：以烟气中透过的光量，减光系数表示。（ m1） 2、烟的浓度与能见距离：CsD=常数 对建筑物熟悉者：疏散视距为5m。 对建筑物不熟悉者：疏散视距为30m。,I0,I,光源,受光器,设烟气中的光强度为I，则 I= I0 e CsL Cs=,1,L,I0,I,ln,发光型：K=5-10 反射型：K=2-4,（三）烟气的危害 1、毒害性：有毒、缺氧、高温、尘害 2、减光性 3、恐怖性,二 、火灾烟气的流动 （一）烟气层流动的驱动力 1、烟囱效应,H,T0 0,Ts s,设竖井底部有一个开口： 则Ps(H)=P0 s gh P0(H)=P0 0
3、 gh 则竖井顶部内外压力差：Ps0=( 0 s )gH 在P0= Ps处形成压力中性平面： Ps0=( 0 s )gh,2、燃气的浮力与膨胀力 燃烧刚生成的高温烟气，处于火源区附近，其密度比常温气体低得多，因而具有较大的浮力。 当燃气温度达到600C时，其体积约膨胀到原体积的三倍。,3、风的影响 Pwl=1/2(Kw 0V2) 由风引起的建筑物两个侧面的压力差为： Pw=1/2（ Kw1 Kw2） V2,4、机械通风系统造成的压差 风机不开动时，通风空调系统的管道起到通风网的作用。 5、电梯的活塞效应 电梯在电梯井中运动时，能够使井内出现瞬时压力变化。,（二）中性层理论 1、具有连续开缝的竖
4、井，外窗：,=,h2,h1,Tn,Tw,1/3,2、具有上、下双开口的竖井，房间,=,h2,h1,A1,A2,Tn,Tw,2,h2,h1,h2,h1,(三）烟气的有效流通面积 1、并联流动,A1,A2,A3,A4,2、串联流动,Q=Q1Q2Q3 Q4 ， Qi=CAi,2P/ ,A=Ai,Q= Qi, P= Pi 1/A2= 1/ Ai2,A1,A2,A3,A4,3、混联流动：应用串并联的公式,1,2,3,4,5,6,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,1,A1,A2,2,3,4,A4,A3,A5,A7,A6,A8,5,6,室外,室外,室外,第二节 防排烟设计基本理论 一、防排烟的
5、作用 1、为安全疏散创造条件 2、为消防扑救创造有利条件 3、可控制火势蔓延扩大,二、防排烟分区 1、防烟分区定义：指采用挡烟垂壁隔墙或从顶棚下突出不小于50cm的梁而划分的防烟空间。 目的：保证在一定时间内使火场上产生的高温烟气不随意扩散，并加以排除，从而控制火势蔓延和减少火灾损失。,1、设置排烟设施的走道、净高不超过6米的房间，应划分防烟分区。 2、每个防烟分区的面积不宜超过500，当建筑物顶棚高度在3m以上时，防烟分区面积可取为不超过1000 。 3且不能跨越防火分区。 4有特殊用途的场所应单独划分防烟分区。,高规5.1.6 高层建筑,建规 1、2001版没有规定。 2、报批稿：9.4.
6、2 需设置机械排烟设施且室内净高不超过6米的场所应划分防烟分区，每个防烟分区的建筑面积不宜超过500m2,防烟分区不应跨越防火分区。 利用隔墙、顶棚下凸出不小于500mm的结构梁以及顶棚或吊顶下凸出不小于500mm的不燃烧体等作分隔物。,上海:民用建筑防排烟技术规程 4.1.6 防烟分区不宜大于2000m2，长边不应大于60m。当防烟分区面积超过2000m2或长边大于60m时，应采用挡烟垂壁、隔墙或梁划分防烟分区，其下垂高度应由计算确定，且应满足疏散所需的清晰高度。最小的清晰高度应由公式5.2.1计算确定。,3、挡烟设施 （1）挡烟垂壁：用不燃材料制成的，从顶棚下垂不小于500 mm的固定式或
7、活动式挡烟设施。 固定式或活动式；采用不燃材料制作；活动式的应具有联动能力；下端距地面高度应大于1.8m 。 （2）挡烟隔墙 （3）挡烟梁：高度大于50cm的梁 说明：顶棚为不燃材料，挡烟垂壁紧贴顶棚；顶棚为非燃烧材料，要穿过顶棚平面，紧贴非燃烧体楼板，完全隔断。,三、防排烟方式 1、防烟方式： （1）非燃化防烟 （2）密闭防烟 （3）阻碍防烟 （4）正压送风防烟,2、排烟方式 （1）自然排烟 （2）机械排烟,四、设置场所 1、除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100米的居住建筑外，靠外墙的防烟楼梯间及其前室，宜采用自然排烟方式。 2、一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建
8、筑的下列部位，应设置机械排烟设施： （1）长度超过20m的内走道，或有直接自然通风，长度超过60m的内走道。 （2）面积超过100，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。 （3）不具备自然排烟条件或净高超过12m的中庭。（4）经常有人停留或可燃物较多的地下室。,高规,3、下列部位应设置独立的机械加压送风系统 （1）不具备自然排烟条件的防烟楼梯间及其前室，消防电梯前室或合用前室。 （2）封闭避难层。,高规,9.1.2 防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室应设置防烟设施。（加压送风选择同前） 9.1.3 下列场所应设置排烟设施： 1 丙类厂房中建筑面积大于300m2的地
9、上的车间；人员、可燃物较多的丙类厂房或高度大于32.0m的高层厂房中长度大于20.0m的内走道；总建筑面积大于10000m2、室内净高度大于10.0m的丁类厂房； 2 建筑占地面积大于1000m2的丙类仓库； 3 公共建筑中：经常有人停留或可燃物较多，且建筑面积大于300m2的地上房间；长度大于20.0m的内走道； 4 中庭；,建规报批稿,5 设置在四层及四层以上或地下的歌舞娱乐放映游艺场所； 6 总建筑面积大于200m2或一个房间建筑面积大于50m2且经常有人停留或可燃物较多的地下空间、地下商店或地下商业营业厅； 7 其它建筑中长度大于40.0m的疏散走道。 9.2.1 按本规范第9.1.3
10、条规定应设置排烟设施的场所和除建筑高度超过50m的厂房（库房）外，按第9.1.2条规定应设置防烟设施的场所，宜采用自然排烟设施。 9.4.1 按本规范第9.1.3条规定应设置排烟设施，但不具备自然排烟条件的场所应设置机械排烟设施。,建规报批稿,民用建筑防排烟技术规程 3.1.1 下列部位应设置防烟系统： 1疏散楼梯间； 2 消防电梯前室；3 避难层（间）。 3.1.2公共建筑中高度超过100m的电梯井宜设置机械加压送风方式的防烟系统。 3.1.3下列楼梯间或前室可以不设置防烟系统： 1 防烟楼梯间设有机械加压送风时的独立前室；2 利用敞开的阳台、凹廊作为防烟楼梯间的前室、合用前室，或前室内有不
11、同朝向可开启外窗的楼梯间； 3 建筑高度低于100m的居住建筑，前室设有符合要求可开启外窗的楼梯间： 十八层或十八层以下的居住建筑，楼梯间设有符合要求可开启外窗的前室或前室设有符合要求可开启外窗时的楼梯间； 4 消防电梯井设有机械加压送风的消防电梯前室； 5 走道和前室设有机械加压送风的楼梯间。,4.1.1 下列部位应设排烟系统：1 公共建筑的中庭；2 高层建筑和地下建筑的办公室(局部管理用房除外)、走道;3 设有集中式空气调节系统旅馆的走道；4 商场、餐厅、公共娱乐场所等人员集中且可燃物较多的活动场所；5 汽车库；6 舞台、演播室。 4.1.2 下列部位可不设排烟系统：1 除旅馆外，走道的装
12、修采用不燃材料，且室内设有符合要求的排烟设施或房门至安全出口的距离小于20m的走道；2 走道或回廊设有排烟设施，单元的建筑面积小于100m2的房间；3 当室内或走道没有符合要求的排烟设施时，无可燃物或可燃物较少且高度大于30m的中庭、大堂；4 机电用房；5 机械立体汽车库及建筑面积小于2000m2的单层汽车库；6 烟缕充满储烟仓的时间超过10min的一般场所。,民用建筑防排烟技术规程,4.1.3 排烟系统可采用自然通风方式或机械排烟方式，多层建筑宜采用自然通风方式。4.1.4 无回廊的中庭，其建筑的使用层面宜设机械排烟系统；有回廊的中庭，其建筑的使用楼层无排烟系统时，其回廊宜设机械排烟系统；中
13、庭与回廊或室内部位之间宜设挡烟垂壁或卷帘。4.1.8 设有排烟系统的部位宜设自动喷水灭火系统，并应设补风系统。补风系统可采用机械送风方式或自然进风方式。,民用建筑防排烟技术规程,第三节 防排烟工程设计要求 一、自然排烟 （一）基本原理,（二）设计要求（高规） （1）独用前室可开启外窗面积不应小于2；合用前室不应小于3。 （2）楼梯间每五层内可开启外窗的面积之和不应小于2。 （3）走道和房间可开启外窗的面积不小于相应面积的2%。 （4）净高小于12 m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%。 （5）排烟窗应设置在上方，并应有方便开启的装置。,h,火灾时发生的上升气流使烟气在顶
14、棚下形成水平流动，此时烟气流具有的动压等于浮力。 2/2g=( 0- s)gh,9.2.2 采取自然排烟的场所，其自然排烟口的净面积应符合下列规定： 1 防烟楼梯间前室、消防电梯前室，不应小于2.0m2；合用前室，不应小于3.0m2； 2 靠外墙的防烟楼梯间，每五层内可开启排烟窗的总面积不应小于2.0m2； 3 中庭、剧场舞台及厂房，不应小于该场所建筑面积的5%； 4 按本规范第9.1.3条规定可采取自然排烟设施的其它场所，宜取该场所建筑面积的2%5 。 9.2.4 用作自然排烟设施的窗口宜设置在房间的上部或靠近屋顶的外墙上方，并应有方便开启的装置，当设置在人员不易操作位置时，宜设置手动和自动
15、开启装置。窗口距该防烟分区最远点的水平距离不应超过30.0m。,建规报批稿,3.2.1 靠外墙的敞开楼梯间、封闭楼梯间、防烟楼梯间每五层内自然通风面积不应小于2.00m2，并应保证该楼梯间顶层设有不小于.80m2的自然通风面积。3.2.2 防烟楼梯间前室、消防电梯前室自然通风面积不应小于2.00m2，合用前室不应小于3.00m2。3.2.3 避难层(间)应设有两个不同朝向的可开启外窗或百叶窗，且每个朝向的自然通风面积不应小于2.00m2。 4.3.1 可开启外窗或百叶窗应设置在排烟区域的顶部或外墙，当设置在外墙上时，其设置高度不应低于储烟仓的下沿或室内高度的l2，并应沿火灾气流方向开启。,4.
16、3.2 可开启外窗的面积应符合下3个要求：1 当开窗角大于70o时，其面积可按其窗面积计算；2 当开窗角小于70o时，其面积应按其水平投影面积计算；3 当采用侧拉窗时，其面积应按开启的最大窗口面积计算。4.3.3 中庭及建筑面积大于500m2且两层以上的商场、公共娱乐场所宜设置与火灾报警系统联动的自动排烟窗；当设置手动排烟窗时，应设有方便开启的装置。,二、机械排烟系统： （一）排烟方式和系统组成 1、方式： （1）局部排烟， （2）机械排烟 2、系统组成：排烟口、排烟道、排烟防火阀、排烟风机、排烟口 （二）风量确定 1、担负一个分区：60m3/.h；担负二个以上分区，按最大防烟分区面积计算，排烟量为120 m3/.h。单台风机最小排烟量不应小于7200 m3/ h。 2、中庭体积小于17000m3，其排烟量按6次/h 计算，中庭体积大于17000m3 ，其排烟
