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1、高层民用建筑设计防火规范条文说明 48 防烟、排烟和通风、空气调节8.1 一 般 规 定8.1.1、8.1.2 规定了高层建筑的防烟设施和排烟设施的组成部分。一、设置防、排烟设施的理由：当高层建筑发生火灾时，防烟楼梯间是高层建筑内部人员 唯一的垂直疏散通道，消防电梯是消防队员进行扑救的主要垂直运输工具(国外一般要求是当发生火灾后，普通客梯的轿厢全部迅速落到底层。电梯厅一般用防火卷帘或防火门封隔起来。 为了疏散和扑救的需要，必须确保在疏散和扑救过程中防烟楼梯间和消防电梯井内无烟，首先 在建筑布局上按本规范第 6.2.1 条及第 6.3.3 条的规定，对防烟楼梯间及消防电梯设置独立的前 室或两者合
2、用前室。设置前室的作用： (1 可作为着火时的临时避难场所；(2 阻挡烟气直接进入防烟楼梯间或消防电梯井； (3 作为消防队员到达着火层进行扑救工作的起始点和安全区； (4降 低建筑本身由热压差产生的所谓 “烟囱效应 ”。特别是在冬天北方地区，室内温度高于室外温 度，由于空气的容量不同而产生很大的热压差，在建筑比较密封的情况下，中和面在建筑高度 1/2 处，室外空气经低于中和面的门、窗缝渗入室内，室内热空气经过高于中和面的门、窗缝 漏出，这就是 “烟囱效应 ”。由于设有前室，把楼梯间、电梯井与走道前室的两道门隔开，这样 楼梯间及电梯的烟囱效应减弱，可以减缓火、烟垂直蔓延的速度；其次是按第 8.
3、1.1 条、第 8.1.2条的规定设置防、排烟设施，当发生火灾时，烟气水平方向流动速度为每秒0.30.8m,垂直方向扩散速度为每秒 34m,即当烟气流动无阻挡时，只需1min左右就可以扩散到几十层高的大楼,烟气流动速度大大超过了人的疏散速度。楼梯间、电梯井又是高层建筑火灾时垂 直方向蔓延的重要途径。因此,防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和两者合用前室设置防 排烟设施,是阻止烟气进入该部位或把进入该部位的烟气排出高层建筑外,从而保证人员安全 疏散和扑救。二、设置防、排烟设施的方式。对于防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和两者合用前 室设置防烟或排烟设施的方式很多,下面分别介绍几种。自然排烟,有
4、以下两种方式：1. 利用建筑的阳台、凹廊或在外墙上设置便于开启的外窗或排烟窗进行无组织的自然排 烟,如图 1 7(a (d。其优点是： (1 不需要专门的排烟设备； (2火灾时不受电源中断的影响； (3构造简单、经 济；(4平时可兼作换气用。不足之处：因受室外风向、风速和建筑本身的密封性或热压作用的 影响,排烟效果不太稳定。据调查情况表明,这种自然排烟的方式一直被广泛采用。根据我国 目前的经济、技术条件及管理水平,此方式值得推广,并宜优先采用大。2. 竖井排烟。在防烟楼梯间前室、消防电梯前室或合用前室内设置专用的排烟竖井,依靠 室内火灾时产生的热压和室外空气的风压形成 “烟囱效应 ”,进行有组
5、织的自然排烟。这种排烟 当着火层所处的高度与烟气排放口的高度差越大,其排烟效果越好,反之越差。这种排烟的优 点是不需要能源,设备简单,仅用排烟竖井(各层还应设有自动或手动控制的排烟口,缺点是竖井占地面积大。按日本建筑基准法规定：前室排烟竖井的面积不小于6mA2(合用前室不小于9mA2，排烟口开口面积不小于4m2(合用前室不小于 6mA2 ;进风口竖井截面不小于 2mA2(合 用前室不小于3mA2 ;进风口面积不小于 1mA2(合用前室不小于1.5mA2。在我国一些新建的高层建筑防烟楼梯间中有的采用了这种方式，如：无锡滨湖饭店，南京工艺美术大楼，郑州宾馆 等。但无锡滨湖饭店等几座高层建筑设置的自
6、然排烟竖井及排烟口，其截面积与日本的规定相 比小很多。目前尚无法肯定国内采用的竖井和排烟口截面能否有良好的排烟效果。据日本有关 资料介绍，由于采用这种方法的排烟井与进风井需要占有很大的有效空间，所以在一般情况下 很难被设计人员接受。我国的设计人员认为，这种方式由于竖井需要两个很大的截面，给设计 布置带来了很大的困难，同时也降低了建筑的使用面积。因此近年来已很少被采用了。机械排烟，有以下两种方式：1. 机械排烟与自然进风或机械进风。此方式是按照通风气流组织的理论，把侵入前室的烟气通过排烟风机和某种形式的进风 (自然进风或机械进风把烟气排出和形成透明的“避难气流”。排烟口设在前室的顶棚上或靠近顶棚
7、的墙面上，进风口设在靠近地面的墙面上。日本“排烟量的标准 ”规定其前室：排烟风机的排烟量应为 4mA3(14400mA3/h ，合用前室应为 6mA3/s(21600mA3/h的排烟能力。进风靠自然进风时，应设截面积为2口人2的进风竖井。进风靠机械进风时，其进风量为排烟量的70%80%保持负压，这种方式前几年被广泛采用。如：天津内贸大厦、北京图书馆、上海宾馆等均为机械排烟、机械进风，北京昆仑饭店等均为机械 排烟、自然进风。近几年来，随着国内外防、排烟的进一步发展，对这种排烟方式的采用提出 异议，认为这种方式是在烟气或热空气已侵入疏散通道的被动情况下再将它排除，没有从根本 上达到疏散通道内无烟的
8、目的，给疏散人员造成不安全感。设备投资、系统形式也比较复杂。 另一方面，当前室处在人员拥挤的情况下，理想的气流组织受到破坏，使排烟效果受到影响。 因此近几年高层建筑设计中也很少被采用。有些工程原设计为此方法，现在也在改造，如天津 内贸大厦、深圳国贸中心等。2. 机械加压送风。此方式是通过通风机所产生的气体流动和压力差来控制烟气的流动，即 要求烟气不侵入的地区增加该地区的压力。机械加压送风方式早在第二次世界大战时期已出 现，一些国家曾经利用它来防止敌人投放的化学毒气和细菌侵入军事防御作战部门的要害房 间。在和平时期，又有人利用它在工厂里制造洁净车间，在医院里制造无菌手术室等，都取得 明显的效果。
9、如今，机械加压送风技术又广泛应用在高层建筑防烟方面，并已被广大的工程技 术人员所承认，世界很多国家均设有研究中心和试验楼。如：美国的布鲁克弗研究所的十二层 办公大厦、德国汉堡一座七层办公大楼等均被列为机械加压送风防烟方式的试验地或研究中 心。我国近几年来高层建筑发展很快，对机械加压送风的防烟技术从研究到应用均取得了很大 的进展。这种方式已广泛被设计人员接受并掌握，利用机械加压防烟技术的高层建筑在我国已 有 2000 余幢。机械加压送风防烟达到了疏散通道无烟的目的，从而保证了人员疏散和扑救的 需要。从建筑设备投资方面来说，均低于机械排烟的投资。因此，这种方式是值得推广采用 的。综合上述各种防烟方
10、式的介绍与分析，结合目前国内外防、排烟技术发展情况，规定对防 烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和两者合用前室设置的防、排烟设施为机械加压送风的防烟 设施或可开启外窗的自然排烟措施。除此之外，其它防、排烟方式均不宜采用。8.1.3 本条是对原文的修改。火灾产生大量的烟气和热量，如不排除，就不能保证人员的 安全疏散和扑救工作的进行。根据日本、英国火灾统计资料中对火灾死亡人数的分析：由于被 烟熏死的占比例较大，最高达78.9%。在被火烧死的人数中，多数也是先中毒窒息晕倒后被火烧死的。例如：日本 “千日”百货大楼火灾，死亡 1 1 8人中就有 93人是被烟熏死的。美国米高 梅饭店火灾，死亡 84人中有
11、67人是被烟熏死的。因此排出火灾产生的烟气和热量，也是防、排烟设计的主要目的。据有关资料表明：一个设计优良的排烟系统在火灾时能排出80%的热量，使火灾温度大大降低。本条对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、面积超过 100mA2且经常有人停留或可燃物较多的房间应设置排烟设施作 出规定，其理由及排烟方式分别说明如下。一、设置排烟设施的理由。1. 一类高层建筑的可燃装修材料多，陈设及贵重物品多，空调、通风等管道也多。塔式建 筑仅仅一个楼梯间，疏散困难。建筑高度超过32m的二类高层建筑其垂直疏散距离大。因此设置排烟设施时以一类高层建筑和建筑高度超过 32m
12、的二类高层建筑为条件。2走道的排烟：据火灾实地观测，人在浓烟中低头掩鼻最大通行距离为2030m。根据原苏联的防火设计规定：内廊式住宅的走廊长度超过15m时，在走廊中间必须设置排烟设备。根据德国的防火设计规定：高层住宅建筑中的内廊每隔15m应用防烟门隔开，每个分隔段必须有直接通向楼梯间的通道，并应直接采光和自然通风。参考国外资料及火灾实地观测的结 果，本条规定长度超过 20m 的内走道应设置排烟设施。3. 房间的排烟：以尽量减少排烟系统设置范围为出发点，房间的排烟只规定“面积超过100mA2，且经常有人停留或可燃物较多的房间”这句话只是定性的，人定量上如何确定，这个问题在过去的设计中给设计人员带
13、来疑惑，考虑到建筑使用功能的复杂性等因素的限制，仍不 宜按定量规定，只能列举一些例子供设计人员参考。例：多功能厅、餐厅、会议室、公共场所 及书库、资料室、贵重物品陈列室、商品库、计算机房、电讯机房等。4. 地下室的排烟见本说明第 8.4.1 条。5. 中庭的排烟见本说明第 8.2.2条的第 8.4.2条。二、设置排烟设施的方式。1. 自然排烟：利用火灾时产生的热压，通过可开启的外窗或排烟窗（包括在火灾发生时破碎玻璃以打开外窗把烟气排至室外。2. 机械排烟：设置专用的排烟口、排烟管道及排烟风机把火灾产生的烟气与热量排至室 外。需要说明的是，设置专用的排烟竖井对走道与房间进行有组织的自然排烟方式，
14、如唐山市 唐山饭店等，由于竖井需要的截面很大，降低了建筑使用面积并漏风现象较严重等因素，故本 条不推荐采用竖井的排烟方式。8.1.4 新增条文。根据国内外高层建筑火灾案例经验教训，当高层建筑发生火灾时，由通 风、空调系统的风管引起火灾迅速蔓延造成重大损失的案例是很多的。如韩国汉城“天然阁 ”饭店的火灾，从二层一直烧到顶层 （二十一层，死伤 224 人，其中一条经验教训是，大火沿通风 空调系统的管道迅速蔓延。又如，美国佐治亚州亚特兰大文考夫饭店的火灾，起火地点在三楼 走道，建筑内的可燃装修物等几乎全部烧毁，死伤 220多人，最主要的教训也是通风空调系统 的竖向管道助长了火势的蔓延。我国杭州市一宾
15、馆由于电焊时烧着了风管的可燃保温材料引起 火灾，火势沿着风管和竖向孔洞蔓延，从一层一直烧到顶层，大火延烧了八九个小时，造成重 大经济损失。由此可见，通风、空调系统风道是高层建筑发生火灾时使火灾蔓延的主要途径之 一，为此本条规定对通风、空调系统应有防火、防烟措施。8.1.5 基本保留原条文。一般机械通风钢质风管的风速控制在 14m/s 左右；建筑风道控制 在 12m/s 左右。因不是常开的，对噪音影响可不予考虑，故允许比一般通风的风速稍大些。日 本有关资料推荐钢质排烟风管的最大风速一般为20m/s。本条规定：采用金属风道时，不应大于20m/s”；采用内表面光滑的混凝土等非金属材料风道时，不应大于15m/s”。一般排烟风管是设在竖井内或用竖井作为排烟风道(即非金属风道。据日本有关资料介绍，排烟口风速一般不大于10m/s。并宜选用与烟的流型一致 (如走道宜按走道宽度设长条型风口，阻力小的排烟口；送风口的风速不宜过大，否则造成吹大风的感 觉，对人很不舒服。本条规定：送风口的风速不宜大于 7m/s ;排烟口的风速不宜大于10m/s ”。金属排烟风道壁厚设计时可参考表16 。金属排烟风道壁厚表 16风速区分长方形风管长边(mm圆形风管直径 (mm板厚 (mm直管管件低高V 450速速V 5000.5风风道450v 750
