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浅析建筑消防排烟设计
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-01-25 17:16:18

 摘要 :笔者根据多年建筑暖通设计经验,依照规范,总结了高层建筑以及地下室车库防排烟设计的形式,针对设计中容出现的问题,加以分析,提出了自己的见解。

关键词:消防防排烟;通风设计

  随着经济的迅速发展,天津市区高层建筑已成为建筑中的主体,并伴随着大型化、多功能化的方向发展。据消防大队火灾统计数据表明,火灾中受烟害直接致死的约占80%以上,由于烟囱效应作用,高层建筑火灾产生的烟气浓度危害性比一般建筑大,因此,火灾发生时必须迅速排放烟气,以确保人员安全疏散。

  一、消防电梯前室防烟设计问题

  高层建筑的防排烟分为自然排烟和机械加压送风。高层建筑发生火灾时,楼梯间既是建筑用户逃生通道,也是消防队员进行扑救的通道,为了满足上述两个需求,必须确保楼梯间和前室内无烟。

  设计中,经常会有这样的疑问,对不具备自然排烟条件的防烟楼梯间进行加压送风,其前室是否要设机械防烟设施。笔者认为,防烟楼梯间与其前室仅用一道乙级防火门隔开,当对楼梯间加压送风时,风量只能通过前室、外门排放出去,在对防烟楼梯间加压送风的同时,实际上也就是对其前室进行加压送风,是一种间接的加压送风。因此,对不具备自然排烟条件的防烟楼梯间进行加压送风时,其前室可不设机械防烟设施;但是通风会受到门的阻力,其压力和风量都会受到影响,对此,我们在设计和计算防烟楼梯间的送风量时,宜在《高规》表8.3.2-1中偏大的范围内取值。

  从安全、经济的角度分析,高层建筑的消防电梯间前室宜靠外墙设置。只有满足每五层内可开启外窗面积之和不小于2㎡时,可采用自然排烟。防烟楼梯间前室、消防电梯间前室采用自然排烟时,可开启外窗面积不应小于2㎡,合用前室不应小于3㎡。当前室不具备自然排烟条件时,则应当设置机械防烟设施。

  二、关于中庭的防排烟设计问题

  中庭在高层建筑中往往贯通数层,一旦发生火灾时,火势和烟气迅速蔓延,在较短的时间甚至是瞬间弥散到整个中庭,并通过中庭继续扩散、扩大。对于中庭的烟控我们设计中主要技术有以下三个方面:

  1、与给排水专业协商,在经济技术许可的前提下,安装自动喷水灭火系统,这样会有效地降低火灾产生的热量和烟气,设置防烟隔断,限制烟气扩散;

  2、与建筑专业协商,限制中庭及相连空间内可燃物的存放量,减少发生火灾的可能性;

  3、暖通专业自身要设置排烟设施,将火灾时中庭内积存的烟气有效地排放到建筑物外。《高规》第8.2.2.5条:“净高小于12m的中庭可开启的天窗或侧高窗的面积不小于该中庭面积的5%时,可采用自然排烟方式。”

  火灾时,烟气的上升速度约为4m/s,一般只需3s左右就可上升到12m的高度,由于烟气在上升过程中温度降低会出现“层化”现象,则当中庭不具备自然排烟条件,或者高度超过12m时,应当设置机械排烟设施。具体可通过计算确定中庭的排烟量和排烟风机的设置数量:当中庭体积小于17000立方米每小时,其排烟量按其体积的6次每小时换气计算;当中庭体积大于17000立方米每小时,其排烟量按其体积的4次每小时,换气计算,但最小排烟量不应小于102000立方米每小时。

  三、关于地下室的防排烟系统设计问题

  由于机械排风和机械排烟的共性,设计中常常将机械排风与机械排烟两个系统变成一个,使其具备两种功能。排风、排烟合用一台风机时,平时低速运行风机进行机械排风,火灾时,启动该系统机械排烟部件,实现高速排烟功能,选用双速消防高温排烟风机,排烟风机前设常闭型280℃排烟防火阀。机械进风系统的送风量可按5次/h左右换气计算,这个数字既可满足排风时的送风要求,又同时满足排烟时的补风要求。排风排烟合用系统时应注意以下问题:

  (1)排风系统只能负责一个防火分区的排风时才能与排烟系统合用。排风机的选择必须是离心风机或排烟专用耐高温轴流风机。

  (2)排风、排烟合用系统时,风机应尽量放置远离失火区。风机吸风口附件官道上要设排烟防火阀。风管断面尺寸须按每个防烟分区的排烟量及防火规定的最大流速进行校核。合用风道制作安装时,需按照排烟系统的风道要求施工。

  (3)地下汽车库通风与排烟系统还应该重视送风、排风与排烟系统的气流组织。设计者应该认真研究、确定送风、排风与排烟系统风管的布置,使气流组织合理,使疏散方向正好是烟气与污染浓度降低方向。

  四、工程实例

  我公司在工程设计中,地下停车场多数采用的是排风、排烟合用系统。以天津某商业办公楼为列,设有二层地下停车场,地下建筑面积为25622㎡,采用合用系统,风口与风管也是合用的。按照地下室防火分区划分,每个防烟分区的面积均不大于2000㎡,防烟分区均不跨越防火分区,主要通道上设置补风系统。

  设计中,根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB50067-97)中规定,排烟量按换气次数6次/h计算,补风量按换气次数5次/h计算,设机械送风排烟系统。当其中一个防烟分区着火时,该防烟分区的排烟口则自动打开同时连动排烟风机启动工作,当烟气温度超过280℃时,则排烟机的入口侧的排烟防火阀关闭,同时连动排烟风机停止工作。

  地下车库设机械排风兼排烟系统,当各防火分区有直接对外的车道时,利用车道补风;没有直接对外出入口的防火分区采用机械补风。车库排风量、排烟量均按6次/h的换气次数计算,送风量按4次/h的计算。排烟与排风系统合用一套管道。平时按排风工况运行,当某一防烟分区发生火灾时,系统按排烟工况运行;对设有机械送风系统的防烟分区中失火时,需要确保排烟系统、送风系统均投入运行状态  

  五、结论:

  防排烟设计是建筑消防设计中极为重要的组成部分,是建筑安全系统的重点。作为设计人员应在充分掌握理解规范要求的同时,严格执行规范要求,不能越界。针对具体工程应具体对待,分析其特性,避免盲目套用规范,避免遗漏问题,实现建筑消防安全可靠的设计目的。

  参考文献:

  [1] 电子工业部第十设计研究院主编.空气调节设计手册(第二版).北京:中国建筑工业出版社,1995

  [2] 湖北暖通空调制冷学术年会论文集(2005年)

  [3] 陈焰华.高层公共建筑空调设计实例.北京:机械工业出版社,2004

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  [5] 中国建筑标准设计研究院.2009全国民用建筑工程设计技术措施(通空调.动力).北京:中国计划出版社,2009

  [6] 龚东光.浅谈人防通风设计[J].山西建筑,2003(7):41-43.

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