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1、第一章 机械排烟系统 在不具备自然排烟条件时，机械排烟系统能将火灾中建筑房间、走道中的烟气和热量排出建筑，为人员安全疏散和灭火救援行动创造有利条件。 一、机械排烟系统的组成 机械排烟系统是由挡烟壁（活动式或固定式挡烟垂壁，或挡烟隔墙、挡烟梁）、排烟口（或带有排烟阀的排烟口）、排烟防火阀、排烟道、排烟风机和排烟出口组成。 二、机械排烟系统的工作原理 当建筑物内发生火灾时，采用机械排烟系统，将房间、走道等空间的烟气排至建筑物外。当采用机械排烟系统时，通常是由火场人员手动控制或由感烟探测器将火灾信号传递给防排烟控制器，开启活动的挡烟垂壁将烟气控制在发生火灾的防烟分区内，并打开排烟口以及和排烟口联动的
2、排烟防火阀，同时关闭空调系统和送风管道内的防火调节阀，防止烟气从空调和通风系统蔓延到其他非着火房间，最后由设置在屋顶的排烟机将烟气通过排烟管道排至室外。如图3-10-8所示。 目前常见的有机械排烟与自然补风组合、机械排烟与机械补风组合、机械排烟与排风合用、机械排烟与通风空调系统合用等形式，如图3-10-9和图3-10-10所示。一般要求是： 1）排烟系统与通风、空气调节系统宜分开设置。当合用时，应符合下列条件：系统的风口、风道、风机等应满足排烟系统的要求；当火灾被确认后，应能开启排烟区域的排烟口和排烟风机，并在15s内自动关闭与排烟无关的通风、空调系统。 2）走道的机械排烟系统宜竖向设置；房间
3、的机械排烟系统宜按防烟分区设置。 3）排烟风机的全压应按排烟系统最不利环管道进行计算，其排烟量应增加漏风系数。 4）人防工程机械排烟系统宜单独设置或与工程排风系统合并设置。当合并设置时，必须采取在火灾发生时能将排风系统自动转换为排烟系统的措施。 5）车库机械排烟系统可与人防、卫生等排气、通风系统合用。 三、机械排烟系统的选择 1）建筑内应设排烟设施，但不具备自然排烟条件的房间、走道及中庭等，均应采用机械排烟方式。高层建筑主要受自然条件（如室外风速、风压、风向等）的影响会较大，一般采用机械排烟方式较多。 2）人防工程以下列位置应设置机械排烟设施： 建筑面积大于50，且经常有人停留或可燃物较多的房
4、间和大厅。 丙、丁类生产车间。 总长度大于20m的疏散走道； 电影放映间和舞台等。 3）除敞开式汽车库、建筑面积小于1000的地下一层汽车库和修车库外，汽车库和修车库应设置排烟系统（可选机械排烟系统）。 4）机械排烟系统横向应按每个防火分区独立设置。 5）建筑高度超过50m的公共建筑和建筑高度超过100m的住宅排烟系统应竖向分段独立设置，且每段的高度，公共建筑不宜超过50m，住宅不宜超过100m。 需要注意的是，在同一个防烟分区内不应同时采用自然排烟方式和机械排烟方式，因为这两种方式相互之间对气流会造成干扰，影响排烟效果。尤其是在排烟时，自然排烟口还可能会在机械排烟系统动作后变成进风口，使其失
5、去排烟作用。 四、机械排烟系统的主要设计参数 （一）最小清晰高度的计算 走道的最小清晰高度不应小于其净高的1/2，其他区域最小清晰高度应按以下公式计算： 火灾时的最小清晰高度是为了保证室内人员安全疏散和方便消防人员的扑救而提出的最低要求，也是排烟系统设计时必须达到的最低要求。对于单个楼层空间的清晰高度，可以参照图3-10-1a所示，式（3-10-9）也是针对这种情况提出的。对于多个楼层组成的高大空间，最小清晰高度同样也是针对某一个单层空间提出的，往往也是连通空间中同一防烟分区中最上层计算得到的最小清晰高度，如图3-10-11b所示。然而，在这种情况下的燃料面到烟层底部的高度Z是从着火的那一层起
6、算，见图3-10-11b所示。 空间净空高度按如下方法确定： 1）对于平顶和锯齿形的顶棚，空间净空高度为从顶棚下沿到地面的距离。 2）对于斜坡式的顶棚，空间净空高度为从排烟开口中心到地面的距离。 3）对于有吊顶的场所，其净空高度应从吊顶处算起；设置格栅吊顶的场所，其净空高度应从上层楼板下边缘算起。 （二）排烟量的计算 1）火灾热释放量应按以下公式计算或查表3-10-6选取 排烟系统的设计取决于火灾中的热释放速率，因此首先应明确设计的火灾规模，设计规模取决于燃烧材料性质、时间等因素和自动灭火设置情况，为确保安全，一般按可能达到的最大火势确定火灾热释放速率。各类场所的火灾热释放速率可按式(3-10
7、-10)的规定计算或按表3-10-6设定的值确定。设置自动喷水灭火系统（简称喷淋）的场所，其室内净高大于12m时，应按无喷淋场所对待。 2.烟羽流的质量流量。 轴对称型烟羽流、阳台溢出型烟羽流、窗口型烟羽流为火灾情况下涉及的三种烟羽流形式，计算公式选自NFPA92B。 轴对称型烟羽流如图3-10-12所示，计算公式如下： 轴对称烟羽流的火源不受附近墙壁的限制。 阳台溢出型烟羽流如图3-10-13所示，计算公式如下： 当Zb13W时，阳台型烟雨流的质量流量可使用式（3-10-11）计算。 窗口型烟羽流 式（3-10-16）适用于通风控制型火灾（热释放速率由流进室内的空气量控制的火灾规模）和可燃物
8、产生的火焰在窗口外燃烧的场景，并且仅适用于只有一个窗口的空间；不适用于有喷淋控制的火灾场景。 3）烟气平均温度与环境温度的差应按以下公式计算或查表3-10-8选取。 4）排烟风机的风量选型除根据设计计算确定外，还应考虑系统的泄漏量。排烟量应按以下公式计算或查表3-10-8选取。 5）机械排烟系统中，排烟口的最大允许排烟量Verit应按以下公式计算，且db/D（D为排烟口当量直径，单位为m，当排烟口为矩形时，D=2a1b1/（a1+ b1）不宜小于2.0。 如果从一个排烟口排出太多的烟气，则会在烟层底部撕开一个“风洞”，使新鲜的冷空气卷吸进去，随烟气被排出，从而降低了实际排烟量，如图3-10-1
9、5所示，因此，这里规定了每个排烟口的最高临界排烟量，公式选自NFPA92B。根据工程经验，排烟口设置位置参考图如图3-10-16所示。 （三）排烟量的选取 1）机械排烟系统的设计风量应充分考虑管道沿程耗损和漏风量，当一台排烟风机担负多个防烟分区时，排烟风机的设计风量不应小于计算机的1.2倍。 2）一个防烟分区的排烟量应根据场所内的热释放量以及按本节相关规定的计算确定，但下列场所可按以下规定确定： 建筑面积小于等于500的房间，其排烟量应不小于60m/（h），或设置不小于室内面积2%的排烟窗。 建筑面积大于500的房间，其排烟量应符合相关规定的数值，或设置自然排烟窗，其所需有效排烟面积及排烟口风
10、速计算应符合相关规定。 当公共建筑仅需在走道或回廊设置排烟时，机械排烟量不应小于13000m/h，或在走道两端（侧）均设置面积不小于2的排烟窗，且两侧排烟窗的距离不应小于走道长度的2/3。 当公共建筑室内与走道或回廊均需设置排烟时，其走道或回廊的机械排烟量可按60m/（h）计算，或设置不小于走道、回廊面积2%的排烟窗。 汽车库的排烟量不应小于30000m/h且不应小于表3-10-9中的数值，或设置不小于室内面积2%的排烟窗。 对于人防工程，当担负一个或两个防烟分区排烟时，应按该部分总面积每平方米不小于60m/h计算，但排烟风机的最小排烟风量不应小于7200mh；担负三个或三个以上防烟分区排烟时
11、，应按其中最大防烟分区面积每平方米不小于120m/h计算。 3）当公共建筑中庭周围场所设有机械排烟时，中庭的排烟量可按周围场所中最大排烟量的两倍数值计算，且不应小于107000m/h(或25的有效开窗面积)；当公共建筑中庭周围仅需在回廊设置排烟或周围场所均设置自然排烟时，中庭的排烟量应对应表3-10-6中的热释放速率按本节相关规定的计算确定。中庭的排烟量不应小于40000mh或按上述排烟量和自然排烟口的风速不大于0.4m/s计算有效开窗面积。 4）除第2）条、第3）条规定的场所外，其他场所的排烟量或排烟窗面积应按照烟羽流类型，根据火灾功率、清晰高度、烟羽流质量流量及温度等参数计算确定。 5）当
12、烟羽流的质量流量大于150kg/s，或储烟仓的烟层温度与周围空气温差小于15时，应重新调整排烟措施。 （四）排烟风速 当采用金属风道时，管道风速不应大于20m/s；当采用非金属材料风道时，不应大于15m/s。排烟口的风速不宜大于10m/s。 五、机械排烟系统的组件与设置要求 （一）排烟风机 1）排烟风机可采用离心式或轴流排烟风机(满足280时连续工作30min的要求)，排烟风机入口处应设置280能自动关闭的排烟防火阀，该阀应与排烟风机连锁，当该阀关闭时，排烟风机应能停止运转。 2）排烟风机宜设置在排烟系统的顶部，烟气出口宜朝上，并应高于加压送风机和补风机的进风口，两者垂直距离或水平距离应符合：
13、竖向布置时，送风机的进风口应设置在排烟机出风口的下方，其两者边缘最小垂直距离不应小于3.00m；水平布置时，两者边缘最小水平距离不应小于10m。 3）排烟风机应设置在专用机房内，该房间应采用耐火极限不低于2.00h的隔墙和1.50h的楼板及甲级防火门与其它部位隔开。风机两侧应有600mm以上的空间。当必须与其他风机合用机房时，应符合下列条件： 机房内应设有自动喷水灭火系统。 机房内不得设有用于机械加压送风的风机与管道。 4）排烟风机与排烟管道上不宜设有软接管。当排烟风机及系统中设置有软接头时，该软接头应能在280的环境条件下连续工作不少于30min。 （二）排烟防火阀 排烟系统竖向穿越防火分区
14、时垂直风管应设置在管井内，且与垂直风管连接的水平风管应设置280排烟防火阀。排烟防火阀安装在排烟系统管道上，平时呈关闭状态，火灾时由电信号或手动开启，同时排烟风机启动开始排烟；当管内烟气温度达到280时自动关闭，同时排烟风机停机。 （三）排烟阀（口） 1）排烟阀（口）的设置应符合下列要求： 排烟口应设在防烟分区所形成的储烟仓内，用隔墙或挡烟垂壁划分防烟分区时，每个防烟分区应分别设置排烟口，排烟口应尽量设置在防烟分区的中心部位，排烟口至该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m，如图3-10-17所示。 走道内排烟口应设置在其净空高度的1/2以上，当设置在侧墙时，其最近的边缘与吊顶的距离不应大于0.50m
