第二章 高层建筑防排烟设计及风管设计.ppt

第二章 高层建筑防排烟设计,2.1 防排烟系统概述,2.1.3 高层建筑的防火分区、防烟分区和排烟 对于高层建筑的每一个水平防火分区来说，根据疏散流程可分为第一安全地带（走廊），第二安全地带（疏散楼梯前室）和第三安全地带（疏散楼梯）。,2.1 防排烟系统概述,现行规范对于防烟分区规定不应超过500 m2，而且防烟分区不得跨越防火分区。防烟区的分隔，可用隔墙，也可用挡烟垂壁（从顶棚下突出约500mm的用非燃材料制作）,火灾时由人工放下（图23a 为活动垂壁）。挡烟垂壁也可用透明材料制作，并固定安装2-3 固定垂壁）。或用从顶棚下突出不小于0.5 m的梁划分防烟分区。防烟分区的划分,2.1 防排烟系统概述,防烟分区的划分的原则：(1）不设排烟设施的房间（包括地下室）和走道，不划分防烟分区。,2.1 防排烟系统概述,(2）走道和房间（包括地下室）按规定都设置排烟设施时，可根据具体情况分设或合设排烟设施，并按分设或合设的情况划分防烟分区。(3）当走道按规定应设排烟设施而房间不设时，若房间与走道相通的门为防火门，可只按走道划分防烟分区；若房间与走道相通的门不是防火门，则防烟分区的划分还应包括面积。(4）当房间按规定应设排烟设施而走道不设时，若房间与走道相通的门为防火门，可只按房间划分防烟分区；若房间与走道相通的门不是防火门，则防烟分区的划分还应包括走道面积。(5）一座建筑物的某几层需设排烟设施，且采用垂直排烟道（竖井）进行排烟时，其余各层层（按规定不需要设排烟设施的楼层），如增加投资不多，可考虑扩大设置范围，宜划分防烟分区，设置排烟设施。,2.1 防排烟系统概述,在各防烟划区内分别设置一个排烟口（排烟口有手动开启装置）。排烟口到防烟区的各点应在30m 以内，见图2-4 所示。,2.1 防排烟系统概述,根据 高规 的规定，凡建筑物高度大于24m 设有防烟楼梯（疏散楼梯）和消防电梯的建筑物均应设防排烟设施。对于一类高层建筑和建筑高度超过32m 的二类建筑，应设防排烟的部位有：1）长度超过20m 的内走道或虽有自然通风，而长度超过60m 的内走道；2）面积超过100 m2时，且经常有人停留或可燃物较多的房间；3）高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。,2.2 自然排烟,2.2.1 自然排烟的设计要点 自然排烟是利用火灾产生的高温烟气的浮力作用，通过建筑物的对外开口（如门、窗、阳台等）或排烟竖井，将室内烟气排至室外，图25(a）及（b）即为自然排烟的两种方式。自然排烟的优点：不需电源和风机设备，可兼作平时通风用，避免设备的闲置。其缺点：因受室外风向、风速和建筑本身的密封性或热作用的影响，排烟效果不大稳定。当开口部位在迎风面时，不仅降低排烟效果，有时还可能使烟气流向其他房间。,2.2 自然排烟,靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室以及净空高度小于12m 中庭均宜用自然排烟方式。但各部位采用的自然排烟的开窗面积应符合表2-1的规定。,2.2 自然排烟,高规规定：一类高层建筑和建筑高度超过32m 的二类高层建筑的下列部位若符合条件，宜采用自然排烟方式：(1）长度超过20m，但不超过60m 的内走道，其可开启外窗面积或排烟口面积不应走道面积的2。(2）面积超过100 耐且经常有人停留或可燃物较多的地上房间，其可开启外窗面积烟口面积不应小于该房间面积的2。(3）经常有人停留或可燃物较多的地下室，其可开启外窗面积或排烟口面积不应小于间面积的2。,2.2 自然排烟,(4）除建筑高度超过50m 的一类公共建筑和建筑高度超过100m 的居住建筑外，靠外防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室，宜采用自然排烟，具体规定如下：1）防烟楼梯间前室、消防电梯间前室可开启外窗面积不应小于2m2时；合用前室可开窗面积不应小于3m2。2）靠外墙的防烟楼梯间，每五层内可开启外窗总面积之和不应小于2 m2。防烟楼梯间前室或合用前室，利用敞开的阳台、凹廊或前室内有不同朝向可开窗自然时，该楼梯间可不设防烟设施（包括加压送风防烟和自然排烟）。见图2 一6（a)(f）。,2.2 自然排烟,2.2 自然排烟,综上所述，在自然排烟方式中由于排烟效果的许多不稳定因素，对自然排烟设计范围要有一定的限制。下列条件下的建筑物各部位不应采取自然排烟措施：1）建筑高度超过50m 的一类公共建筑和建筑高度超过1 00m 的居住建筑的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室及合用前室不应采用可开启外窗的自然排烟方式。2）净空高度超过12m 的中庭。3）长度超过60m 的内走道。,2.2 自然排烟,2.2.2 自然排烟口的设置排烟窗宜设置在上方，并应有方便开启的装置。根据自然排烟设计条件，需要对排烟部位的有效可开启的外窗面积进行校核计算（按自然通风一热压作用的原理进行计算）。为了使烟气能顺利排出，自然排烟的设计还应考虑以下两点：(1）为了减少室外风压对自然排烟的影响，排烟口部位宜尽量设置与建筑物型体一致的挡风措施。(2）内走道与房间的排烟窗应尽量设置有两个或两个以上不同朝向。,2.2 自然排烟,自然排烟口按如下原则设置：(1）自然排烟口应设于房间净高的1/2 以上，最好设置在距顶棚800mm 以内，若设有挡烟垂壁，排烟口最好高于挡烟垂壁的下沿。(2）内走道和房间的自然排烟口至该防烟分区最远点的水平距离应在3Om 以内,2.3 机械排烟,按现行 高规 的规定，一类高层建筑和建筑高度超过32m 的二类高层建筑的下列部位，应设置机械排烟设施：(1）无直接自然通风，且长度超过20m的内走道或虽有直接自然通风，但长度超过60m的内走道。(2）面积超过1O0m2,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(3）不具备自然排烟条件或净空高度超过12m 的中庭。(4）除利用窗井等开窗进行自然排烟的房间外，各房间总面积超过200m2面积或一个房间面积超过50m2，且经常有人停留或可燃物较多的地下室。,2.3 机械排烟,2.3.l 机械排烟方式和系统组成(一)根据补风形式的不同，机械排烟又可分为两种方式：机械排烟一自然进风与机械排烟进风,2.3 机械排烟,(2）机械排烟系统组成机械排烟系统是由挡烟壁（活动式或固定式挡烟壁，见图2 一3，或挡烟隔墙、挡烟梁）、排烟口（或带有排烟阀的排烟口）、防火排烟阀门、排烟道、排烟风机和排烟出口组成。,是风管与风道的统称空调风管是采用金属或非金属薄板(如薄钢板、铝板、硬聚氯乙烯板和玻璃钢等材料)制作的风管道。空调风道是用砖、混凝土或钢筋混凝土等建筑材料构筑而成的风管道。对风管道与空气接触部分材料的要求 内表面光滑、摩擦阻力小、不吸湿、耐腐蚀、强度高、重量轻、气密性好、不积尘、易清洁。,补充：风管设计,0.1.1 空调风管道的种类,按制作材料分金属风管、非金属风管道、复合材料风管；按断面几何形状分矩形、圆形、椭圆形风 管道；按连接对象分主(总)风管(道)、支风管(道)；按能否任意弯曲和伸展分柔性风管(软管)和刚性风管；按空气流速高低分低速风管(道)和高速风 管(道)。,1.金属风管镀锌钢板的优点 具有良好的加工性能和结构强度；使用寿命较长，空气流动阻力小；钢板表面镀锌具有良好的防锈性能；风管制作快速方便，可以在工厂预制，也可以在施工现场临时制作；防火性能良好。缺点 采用人工加工方式时，敲打工作强度大，敲打时会产生有害噪声。,0.1.1 空调风管道的种类,0.1.1 空调风管道的种类,2.非金属风管道 空调工程中常用的非金属材料制作的风管道主要是建筑风道和无机玻璃钢风管。(1)建筑风道又称为土建式风道或土建风道。主要有两种 一种是钢筋混凝土现浇或预制而成的，另一种是采用砖砌体与钢筋混凝土预制板搭建而成的。优点 结构简单，节省钢材，经久耐用，能与土建施工同时进行制作或安装，与风管的连接方式也比较灵活。,主要缺点 砖砌风道要求施工非常仔细，当施工质量不好时，漏风情况极为严重。建筑风道内表面粗糙，尤其是砖风道，带来的直接后果就是空气流动阻力大，对风机的风压要求高，风机的电耗上升。当施工管理不善时，施工杂质(如木块、纸屑甚至水泥块等)在风道内大量积存，严重时造成风道的堵塞。风道不易保温或施工困难。适用场合 做高层建筑空调系统的新风竖井。当风道截面很大或截面形状受到土建布置限制较为特殊、采用其他风管道加工有困难的场所。,(2)无机玻璃钢风管 简称玻璃钢风管，是以中碱或无碱玻璃纤维布作为增强材料，无机胶凝材料为胶结材料，通过一定的成型工艺制成的风管。优点 抗弯和抗冲击强度高、不燃、耐腐蚀、耐高温、导热系数较小、表面光洁、无毒。主要缺点 风管和管件(如弯头、三通等)都要在工厂制作，当现场要求修改或要求用非标准尺寸的管件时，因无法及时在现场制作而容易影响施工工期。,以镀锌钢板为基材的空调风管结构形式 风管+绝热层+防潮层保护层风管+绝热层(极低吸湿型材料)+保护层 3.复合材料风管采用不燃材料面层复合绝热材料板，运用特定技术工艺制成的新型风管，简称复合风管。常见种类 复合玻纤板风管复合铝箔聚氨酯板风管 双壁螺旋风管,6.1.1 空调风管道的种类,(1)复合玻纤板风管简称玻纤风管，又称为复合玻璃棉风管。制作材料为由三层玻璃纤维布和玻璃棉组合而成的复合玻纤板。复合玻纤板的外层为玻璃纤维布复合铝箔层或双层复合玻璃纤维布层，中间层为一定厚度的超细或离心玻璃棉板层，内层为用特种胶喷涂处理的玻璃纤维布层，各层以专用的防火、防水、抗老化、粘结性能优良的粘合剂加压粘合在一起。根据工程设计要求，可将玻纤板切割、粘接、加固制成玻纤风管和各种类型的异型管件。管段间可用阴、阳榫插接，T形框架插接，法兰连接等方式。,玻纤风管的优点 1)消声性能好。由于超细玻璃棉是一种良好的多孔性吸声材料，因此使玻纤风管具有管式消声器的消声功能，不需另装消声器即可对中、高频噪声产生较好的消声效果。2)漏风量极低。风管及管件由板材按设计要求切割成型材后，结合面均用粘合剂粘接并用铝箔胶带密封，因此连接部位漏风的可能性很小 3)质量轻。玻纤风管的质量是采用铝箔玻璃棉绝热的镀锌钢板风管质量的1/3。4)无绝热层脱落问题。玻纤风管的三层复合层通过专用粘合剂的作用，形成了一个整体，且绝热层在中间，因此不会出现绝热层脱落问题。,玻纤风管的主要缺点 摩擦阻力较大。由于玻纤风管的内表面为玻璃纤维布，其表面粗糙度为0.2mm，略大于钢板风管的表面粗糙度。因此，玻纤风管的摩擦阻力比镀锌钢板风管的稍大。在一般情况下，风管中摩擦阻力占整个风管系统总阻力的比例较小，因而玻纤风管增加的摩擦阻力对整个风管系统的总阻力影响不明显。,(2)复合铝箔聚氨酯板风管简称复合铝箔风管制作材料为聚氨脂泡沫塑料与铝箔的复合夹心板材。复合夹心板材为成型板材，由硬质发泡阻燃聚氨脂泡沫塑料与两面覆盖的铝箔组成，也是三层复合层结构，它同时具备传统空调风管组成材料的全部功能。制作方法与玻纤风管相同，只需先按要求在板材上划线，切割后再进行粘接即可得到所需要的管段或各种局部管件。管段和管件按常规法兰连接方法使用专门配件进行连接，也可以方便地进行各种风口与管道地连接。,复合铝箔聚氨酯板风管的特点 制作简单，可在施工现场直接下料粘接完成。重量轻，其重量仅为相同断面面积和长度的镀锌钢板加铝箔玻璃棉绝热层风管的1/4。绝热层两面均受到坚硬的铝箔(或镀锌钢板、压花铝板和布基铝箔)保护层保护，不易损坏。外观亮丽。属于这类复合材料的其它风管 复合铝箔聚苯乙烯风管，制作材料为聚苯乙烯泡沫塑料夹心、两面复合铝箔复合铝箔酚醛风管，制作材料为酚醛泡沫塑料夹心、两面复合铝箔的复合夹心板材。,(3)双壁螺旋风管构造 内壁为穿孔金属板，外壁为镀锌钢板，均是机器绕制而成；碳化玻璃棉填充在两壁之间。特点 集绝热与消声功能为一体。机制圆形风管。,0.1.2 空调风的形状与规格尺寸,风管采用什么样的断面形状，需要综合考虑的因素 建筑层高或安装空间高度室内装饰要求制作、安装的难易和费用 1.空调风管的形状空调工程广泛采用的风管断面形状 矩形 圆形 椭圆形,(1)矩形风管优点 容易和建筑结构、室内装饰相配合。不受建筑层高或安装空间高度的限制。加工制作较容易。缺点 在断面积与圆形风管相等时，矩形风管的周长较长，耗费材料较多。由于矩形风管四个角存在局部涡流，其摩擦阻力比圆形风管的大。当矩形风管的两相邻边长比为1.03.5时，它与流通面积相等的圆形风管相比，制作管道的材料要多用13%36%，摩擦阻力要大16%45%。,(2)圆形风管空调工程中使用的圆形风管多为螺旋形圆形风管，简称螺旋圆风管，是用镀锌钢板带料经专用的螺旋咬口制管机绕制而成。主要优点 内表面光滑，无涡流区，摩擦损失和噪声小；锁缝严密，气密性高；螺旋式锁缝具有加强筋作用，因而风管强度高，刚性好；有较长的连续长度，接头少，减少了渗漏，而且降低了安装费用，绝热层施工方便。主要缺点 受建筑层高或安装空间高度的限制。现场加工制作及风管配件、部件的安装难度较大。,2.空调风管的规格尺寸规定空调风管规格尺寸的目的 基于目前我国生产的镀锌钢板的规格尺寸，最大限度地利用原材料。有利于风管及其配、部件制作的标准化、机械化和工厂化，提高制作效率。便于风管的设计和安装。国家标准通风与空调工程施工质量验收规范(GB 502432002)对空调风管的规格即风管断面尺寸有明确规定，参见表6-1和表6-2。,0.1.2 空调风的形状与规格尺寸,表61 矩形风管道规格 表中数据对风管来说是外边长或外径，对风道来说则是内边长。当采用矩形风管时，其长边与短边之比通常最高可达81，但从11增至81，风管表面积要增加60%。为了在满足工程需要的前提下既方便制作，又减少材料的浪费和材料的使用量，设计风管时，除特殊情况外，矩形风管的长边与短边之比不宜大于41，愈接近1愈好，任何时候都不要大于10。,注：圆形风管应优先采用基本系列,表6-2 圆形风管规格（单位 mm）,0.1.2 空调风的形状与规格尺寸,注：螺旋风管的钢板厚度可适当减小1015。,表6-3 钢板风管板材厚度（单位 mm）,0.1.2 空调风的形状与规格尺寸,6.1.3 空调风管系统的阻力与减阻措施,空调风管系统的阻力 摩擦阻力局部阻力(占系统总阻力的比例较大)1.摩擦阻力又称为沿程阻力。是由于空气本身的粘滞性及在风管中流动时与管壁摩擦产生的。大小与风速、管壁的粗糙度及管道尺寸等因素有关。当风速和管道尺寸一定时，尽可能采用表面光滑的材料制作风管，就可降低摩擦阻力值。,0.1.3 空调风管系统的阻力与减阻措施,2.局部阻力是空气流过风管中的配件（如弯头、三通、变径管）和部件(如风口、阀门)等管件时，空气的流向、流量和流过断面等发生变化及某些管件的阻碍作用而产生的阻力。它除了上述摩擦阻力产生的因素外，还与管件的形式密切相关。占系统总阻力的比例较大，有时甚至高达80%。因此在进行风管系统设计时，应尽量采取措施来减少局部阻力，以减少风机的能耗和设备(风机)的初投资。,减小局部阻力的措施 1)弯头的局部阻力大小,取决于其曲率半径R。R不宜过小，最常用的是R/b=1.02.0(b是矩形风管的宽度或圆形风管的直径)。在R/b小于1.0时，要加装导流叶片，使空气流动阻力减小。2)三通的局部阻力大小，取决于三通断面的形状、分支管中心夹角、支管与主管的截面积比、支管与主管的流量比(或流速比)以及三通的使用情况(用作分流还是合流)。分支管中心夹角宜取得小一些，一般不超过30，只是在受现场条件限制或者为了阻力平衡需要的情况下，才采用较大的夹角。,三通支管常采用一定的曲率半径。支管与主管的连接一般应设在渐扩管部位。当有几根支管汇合于同一主管时，汇合点最好不要在同一个断面上。此外，还应避免90垂直连接，通常支管应在顺气流方向上做一定的导流曲线或三角形切割角。为了减小三通的阻力(包括消除合流时可能出现的引射作用)，应使两根支管与主管的气流速度接近，或者相等（这时两支管断面积之和与主管断面积相等）。3)尽量避免风管断面的突然变化。用渐缩管或渐扩管代替突然缩小或突然扩大，渐缩管每边收缩角度不宜大于30，渐扩管每边扩展角度不宜大于15。,4)有条件时，风管上的各个管件在布置时尽量相隔一定的距离，以避免管件之间的相互影响。在两个管件距离很近或者直接连接时，由于互相干扰，其局部阻力往往发生大幅度变化，可能比两个单独的局部阻力之和大，也可能小。这一阻力变化的程度，不仅取决于管件的类型，还和管件之间的相对距离ld(这里l是两管件的相对距离，d是管径)有关。在设计风管时，如在各个管件之间留有大于三倍管径的直管距离，可以不计相互干扰的影响。,0.2 空调风管系统设计,风管系统设计在满足空调方面要求的同时应解决好的问题 风管所占的空间体积；制作风管的材料消耗量；风机所耗功率；风管绝热的用料。一个好的空调风管系统设计的特点 布置合理；占用空间少；风机能耗小；噪声水平低；总体造价低。,0.2.1 空调风管系统的设计原则,(1)子系统的划分要科学合理子系统的划分要考虑到室内空气控制参数、空调使用时间等因素，以及防火分区要求。(2)管路系统要简洁风管长度要尽可能短，分支管和管件要尽可能少。避免使用复杂的管件。要便于安装、调节与维修。(3)风管的断面形状要因建筑空间制宜充分利用建筑空间布置风管。风管的断面形状要与建筑结构和室内装饰相配合，使其达到完美与统一。,0.2.1 空调风管系统的设计原则,(4)风管断面尺寸要国标化为了最大限度地利用板材，使风管设计简便，制作标准化、机械化和工厂化，风管的断面尺寸(直径或边长)应采用国家标准。(5)风管内风速要选用正确选用风速时，要综合考虑建筑空间、风机能耗、噪声以及初投资和运行费用等因素。如果风速选得高，空气流动阻力大，风机能耗高，运行费用增加，而且风机噪声、气流噪声、振动噪声也会增大。如果风速选得低，风管断面大，占用空间大，初投资也大。,采暖通风与空气调节设计规范(GB 50019-2003)9.1.5条规定，有消声要求的空调系统风管内风速应按表6-4给出的数据选用。也可参考表6-5选用。表6-4 风管内风速(单位 m/s),注 风机与消声装置之间的风管，其风速可采用810 m/s。,0.2.1 风管系统的设计原则,表6-5 主管内的最大风速,注：1.支管内的风速应小于或等于上述值的80%。2.送风口颈部风速应小于或等于上述值的50%。,0.2.1 空调风管系统的设计原则,0.2.1 空调风管系统的设计原则,(6)风机的风压和风量要有适当的裕量风机的风压值宜在风管系统总阻力的基础上再增加10%-15%来确定；风机的风量大小则宜在系统总风量的基础上再增加10%来确定。,0.2.2 空调风管系统的设计部骤,1)根据各个房间空调负荷计算出的送回风量，结合气流组织的需要确定送回风口的形式、设置位置及数量。2)根据工程实际确定空调机房或空调设备的位置，选定热湿处理及净化设备的形式，划分其作用范围，明确子系统的个数。3)布置以每个空调机房或空调设备为核心的子系统送回风管的走向和连接方式，绘制出系统轴侧简图。4)确定每个子系统的管道断面形状和制作材料。5)对每个子系统进行阻力计算(含选择风机)。6)进行绝热材料的选择与绝热层厚度的计算。7)绘制工程图。,0.2.3 空调风管系统的阻力计算,又称为水力计算。目的 确定风管各管段的断面尺寸和阻力。对各并联风管支路进行阻力设计平衡。计算出选风机所需要的风压。1.空调风管系统的阻力计算方法假定流速法压损平均法静压复得法,(1)假定流速法也称为流速控制法。特点是先按技术经济要求选定管段的流速，再根据管段的风量确定其断面尺寸和阻力。(2)压损平均法也称为当量阻力法是以单位长度风管具有相等的阻力为前提的。特点是在已知总风压的情况下将总风压按干管长度平均分配给每一管段，再根据每一管段的风量和分配到的风压计算风管断面尺寸。在风管系统所用的风机风压已定时，采用该方法比较方便。,2.3 机械排烟,2.3.2 机械排烟系统的设计要求(1）设置机械排烟设施的部位，其排风机的风量应符合下列规定：1）担负一个防烟分区排烟或净空高度不大于6.00m 的不划防烟分区的房间时，应按每平方米面积不小于60m3h 计算（单台风机最小排烟量不应小于7200m3/h）。2）担负两个或两个以上防烟分区排烟时，应按最大防烟分区面积每平方米不小于120m3/h 计算。3）中庭体积小于17000m3时，其排烟量按其体积的6次h 换气计算；中庭体积大于17000m3时，其排烟量按其体积的4 次h 换气计算，但最小排烟量不应小于102000m3/h。,2.3 机械排烟,(2）带裙房的高层建筑防烟楼梯间及其前室，消防电梯间前室或合用前室，当裙房以上部分利用可开启外窗进行自然排烟，裙房部分不具备自然排烟条件时，其前室或合用前室应设置局部机械排烟设施，其排烟量按前室每平方米不小于60m3h 计算。(3）排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上。设在顶棚上的排烟口，距可燃构件或可燃物的距离不应小于1.00m。排烟口平时应关闭，并应设有手动和自动开启装置。(4）防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30m。在排烟过程中，当烟气温度达到或超过280时,烟气中已带火，如不停止排烟，烟火就有扩大到其他地方而造成新的危害。因此，在排烟系统（排烟支管）上应设有排烟防火阀，该阀当烟气温度超过280 时能自动关闭。,2.3 机械排烟,(5）走道的机械排烟系统宜竖向设置；房间的机械排烟系统宜按防烟分区设置。(6）排烟风机可采用离心风机或采用排烟轴流风机，并应在其机房入口处设有当烟气温度超过280 时能自动关闭的排烟防火阀。排烟风机应保证在280 时能连续工作3Omin。(7）机械排烟系统中，当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能自行启动。(8）排烟管道必须采用不燃材料制作。安装在吊顶内的排烟管道，其隔热层应采用不燃烧材料制作，并应与可燃物保持不小于150mm的距离。,2.3 机械排烟,(9）机械排烟系统与通风空气调节系统宜分开设置。若合用时，必须采取可靠的防火安全措施，并应符合排烟系统要求。(10）设置机械排烟的地下室应同时设置送风系统，且送风量不宜小于排烟量的50(11)排烟风机的全压应按排烟系统最不利环路管道进行计算，其排烟量应增加漏风系数。,2.3 机械排烟,2.3.3 机械排烟量的计算2.3.4 排烟系统排烟系统的布置除满足上述设计规定中有关要求外，还应注意：(1）排烟气流应与机械加压送风的气流合理组织，并尽量考虑与疏散人流方向相反。(2）为防止风机超负荷运转，排烟系统竖直方向可分成数个系统，不过不能采用将上层烟气引向下层的风道的布置方式。(3）每个排烟系统设有排烟口的数量不宜超过30 个，以减少漏风量对排烟效果的影响。,2.3 机械排烟,(4）走道的机械排烟系统宜竖向设置，如图2-9所示，房间的机械排烟系统宜按防烟分区设置。(5）净空高度超过12m 的室内中庭，竖向排烟口应按2-3层设一排烟口或者分段设置。(6）独立设置的机械排烟系统可兼作平时通风排风使用，如图2-10所示。对于高层建筑的地下室，利用通风系统兼作排烟更有利，它不但节约投资，而且对排烟系统的所有部件经常使用可保持良好的工作状态。,2.3 机械排烟,机械排烟系统与空调系统一般情况宜分开设置，当与空调系统合用时，应设有在火灾时能将通风和空气调节系统自动切换为排烟系统的装置。因为空调系统多采用上送下回的送风方式，如利用空调系统作排烟时，一般是多用送风口代替排烟口，烟气又不允许通过空调器，并要把风管与风机连接位置改变，需要装旁通管和自动切换阀。,2.3 机械排烟,利用空调系统作为火灾排烟用时，为使烟气不通过空调器，并要保证火灾时只有着火处防烟分区的排烟口开启而其他风口都要关闭，只能在空调器处增加旁通管和自动切换阀，使得平时漏风量及阻力增加，通风空调系统原来常开的每个风口增加自动控制阀，使系统的投资及故障率升高。,2.3 机械排烟,利用通风系统管道排烟时，应采取可靠的安全措施：1）系统风量应满足排烟量；2）烟气不能通过其他设备（如过滤器、加热器等）；3）排烟口应设有自动防火阀（作用温度280）和遥控或自控切换的排烟阀；4）加厚钢质风管厚度，风管的保温材料必须用不燃材料。另外，设有排烟系统的地下室，应同时设置补风系统，其进风量不宜小于排烟量的50。,2.3 机械排烟,2.3.5 排烟口的设计要求设置排烟口时，应注意下列几点：(l）当用隔墙或挡烟壁划分防烟分区时，每个防烟分区应分别设置排烟口。(2）排烟口应尽量设置在防烟分区的中心部位，排烟口到该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m，如图2-11所示。,2.3 机械排烟,(3）排烟口必须设置在距顶棚800mm以内的高度上。对于顶棚高度超过3m的建筑物，排烟口可设在距地面2.lm 的高度上，或者设置在地面与顶棚之间l2 以上高度的墙面上，如图2-12 所示。(4）为防止顶部排烟口处的烟气外溢，可在排烟口一侧的上部装设防烟幕墙，如图2 一13 所示。,2.3 机械排烟,(5）排烟口的尺寸，可根据烟气通过排烟口有效断面时的速度小于10m/s 进行计算。排烟口的最小面积一般不应小于0.04m2.(6）同一分区内设置数个排烟口时，要求做到所有排烟口能同时开启,排烟量应等于各排烟口的排烟量的总和。(7）在排烟通道中，条缝形排烟口对于整个通道都是有效的，而方形排烟口则不容易排掉通道两侧的烟气，如图2-14 所示。,2.3 机械排烟,(8）排烟口均设有手动开启装置或与感烟器连锁的自动开启装置或消防控制中心远距离控制的开启装置等。除开启装置将其打开外，平时需一直保持闭锁状态。手动开启装置宜设在墙面上，距地板面0.8-1.5m处；或从顶棚下垂时，距地板面宜为1.8m处。,2.3 机械排烟,2.3.6 排烟风机的设计要求(1）合理选择排烟风机用于排烟的风机主要有离心风机和轴流风机，并应在其机房人口处设有当烟气温度超过280 时能自动关闭的排烟防火阀。另外，还有自带电源的专用排烟风机。排烟风机应有备用电源，并应有能自动切换装置，排烟风机应耐热、变形小，使其在排出280烟气时连续工作30min仍能达到设计要求。,2.3 机械排烟,1）普通离心风机。从风机的耐热性能与变形等方面，离心风机比轴流风机优越。经有关部门试验表明，在排送280 烟气时，连续工作30min 是完全可行的。其不足之处是风机体形较大，因而占地面积就大。2）轴流风机。使用轴流风机排烟，其电动机装置应安装在风管外，或者采用冷却轴承的装置，目前国内已经生产专用排烟轴流风机，其设置方便，占地面积小。3）自带电源的专用排烟风机。利用蓄电池为电源的专用排烟风机，其蓄电池的容量应能使排烟风机连续运行30min。对自带发电机的排烟风机，应对其风机房设有能排除余热的全面通风系统。,2.3 机械排烟,(2）排烟风机设置要求1）应设晋在该排烟系统最高排烟口的上部，位于防火分区的机房内，机房隔墙耐火极限不小于2.5h，机房的门应采用耐火极限不低于0.6h 的防火门。当设在机房有困难时，也尽量使排烟风机与其所负担的房间或走道之间由墙体、楼板等隔开，以确保风机安全运行。2）为了方便维修，排烟风机外壳至墙壁或设备的距离不应小于60cm，如图2-15 所示。图中，w均应大于60cm。若排烟风机的设置地点为耐火构造，且当其热量向周围传递时，不会发生事故，此时机壳外可不保温。,2.3 机械排烟,3）排烟风机与排烟道的连接方式应合理。4）排烟风机与排烟口应设有联锁装置。当任何一个排烟口开启时，排烟风机即能自动启动。即一经报警，确认发生火灾时，由手动或由消防控制室遥控开启排烟口，则排烟风机立即投人运行，同时立即关闭着火区的通风空调系统。5）排烟风机应设在混凝土或钢架基础上，但可不设置减振装置。风机吸人口管道上不应设有调节装置。,2.3 机械排烟,(3）排烟风机的风压和风量1）为了决定排烟风机容量，需要进行系统阻力的计算。先设定起火场所，再确定排烟口开启状况。按系统最不利的环路确定（参见图2-8）。计算最大阻力时，先选最远端的管道系统，当该系统的排烟量不够大时，再用次远端的管道系统进行计算，从中得出排烟量最大的管道系统的阻力，将计算结果（每个系统的风量与风压）与排烟风机的性能曲线相比，考虑一定的余量选用排烟机。阻力计算可以不考虑漏风量，最后用总漏风量修正总排烟量和风压。排烟风机的风量应在计算的系统排烟量的基础上考虑一定的排烟风道漏风系数，金属制风道漏风系数取1.1-1.2，混凝土风道漏风系数取1.2-1.3。,2.3 机械排烟,2）排烟风机的排烟量计算方法与原则。担负一个防烟分区排烟或净空高度大于6m的不划防烟分区的房间时，应按每平方米面积不小于60m3h 计算（单台风机最小口加量不应小于7200m3h）。担负两个或两个以上防烟分区排烟时，应按最大防烟分区面积每平方米不小于120m3/h计算。,2.3 机械排烟,2.3.7 排烟风道的设计要求(1）排烟风道不应穿越防火分区。竖直穿越各层的竖风道应用耐火材料制成，并宜设在管道井内或采用混凝土风道。排烟管道在穿越排烟机房楼板或其防火墙处，在垂直排烟管道与每层水平排烟支管交接处的水平管段上，均应设置温度达到280 即关闭的排烟防火阀，并应符合下列要求：该阀门应采用不小于1.5mm 厚的钢板制作；该阀门必须牢固地固定在墙壁上或楼板上；在便于检查阀门的部位应设置检查口，且能看清阀门叶片的开闭和动作状态；防火墙与该阀门之间的风道，应做10mm以上的耐火保护壳或采用厚度1.5mm以上的钢板制作，采用受热时不易变形的结构。,2.3 机械排烟,(2）排烟风道的材料。风道材料必须为不燃烧材料，宜采用镀锌钢板或冷轧钢板，也可采用混凝土制品，但不宜采用砖砌风道（漏风量较大）。与防火阀门连接的排烟风道，穿过防火楼板或防火墙时，风道厚度应采用不小于1.5mm 的钢板制作。排烟时风道不应变形或脱落，同时应有良好的气密性。风道配件应采用钢板制作。排烟风道厚度，按排烟风道风速不同选定，低速风道（平均风速小于等于15m/s),高速风道（平均风速大于15m/s)，则管壁厚度要求也不尽相同，设计时宜按表2-3 要求选用。排烟风道的吊架和支撑，应按表2-4 的要求选用。,2.3 机械排烟,2.3 机械排烟,(3）排烟风道的风量确定。风道内通过的风量，应按该排烟系统各分支风管所有排烟口中最大排烟口的两倍计算。排烟风速：当采用镀锌金属风管时，不应超过20m/s；当采用混凝土砌块或石棉板等其他非金属材料风道时，不应超过15m/s。当某个排烟系统各个排烟口风量都小于60m3min 时，其排烟总管可按120m3min 计算，其余各支管的风量均按各自担负的风量计算确定。,2.3 机械排烟,(4）排烟道构造要求。1）排烟风道的保温。需要隔热的金属排烟道，必须采用不燃保温材料，如矿棉、玻璃棉、岩棉、硅酸铝等材料。采用玻璃纤维材料时，保温层厚度不应小于25mm。安装在吊顶内的排烟管道，其隔热层应采用不燃烧材料制作，并应与可燃物保持不小于150mm 的距离。2）排烟风道穿过挡烟墙时，风道与挡烟隔墙之间的空隙，应用水泥砂浆等不燃材料严密填塞。3）排烟风道与排烟风机的连接，宜采用法兰连接，或采用不燃烧的软性连接。(5）烟气排出口。1）烟气排出口的材料，可采用1.5mm厚钢板或用具有同等耐火性能的材料制作。2）烟气排出山约设置，应根据建筑物所处的条件（风向、风速、周围建筑物以及道路等情况）考虑确定，既不能将排出的烟气直接吹在其他火灾危险性较大的建筑物上，也不能妨碍人员避难和灭火活动的进行，更不能让排出烟气再被通风或空调设备等吸人。此外，必须避开有燃烧危险的部位。,2.3 机械排烟,2.3.8 机械排烟系统设计其他应注意的问题可燃物多、火灾时发烟量多的商场、室内停车场、大型厨房等，应划作独立防烟分区，以防向其他空间扩散烟气；不固定服务对象且人数众多的影剧院、宾馆、展览馆等，应防止其他空间的烟气侵人，划分独立防烟分区。此外，疏散通道的走廊等因其安全程度不同，划分为不同的防烟分区。在上述不同的防烟分区，最好分别设置排烟系统（含管网、风机），但是，如果分别设置排烟系统造成管线、风机增加，管理困难时，其竖管道（总管道）可以不增设，而各个分区的水平管道仍应分别设置。,2.3 机械排烟,高层建筑中的停车场、走廓等，宜设单独的排烟系统，见图2-16；厨房和走廊等，原则上，水平管道应分设，但可用同一竖（总）管道，如图2-17 所示。,2.3 机械排烟,同一排烟系统担负不同面积防烟分区的排烟时，因为管道和风机都是按照面积大的防烟分区选择的，势必造成对面积小的防烟分区的风量、静压过大，引发门的开闭费力，漏气量增加，排烟风机的振动等问题。所以，在同一管道系统内，尽可能使防烟分区面积相差较小。排烟风管过长或管网复杂时，会出现管网系统的阻力过大，排烟管道应利用烟的自然流动，使排烟能够平稳顺畅地进行。为此，管道与排烟风机的位置应适当布置，使水平管道越短越好（图2-18、图2-19)，排烟风机不得设在排烟口位置的下方。,2.3 机械排烟,机械排烟系统的补风。机械排烟设计应考虑补风的途径，在不能自然补风时应进行机械补风，恰当的补风可使排烟效果更好。一般考虑地上建筑机械排烟时，有门窗洞口及其缝隙的空气渗透，可以不进行补风就能有较好的效果；但是对于地下建筑来说，由于其周边处于封闭条件下，因此必须设有补风系统，且送风量不宜小于排烟量的50。,2.3 机械排烟,2.3.9 机械排烟系统控制程序当建筑物发生火灾时，随着火灾的发展，需要明确掌握何时排烟设备动作以及在同一间内使哪些设备动作。对于小型排烟设备，因平时没有监视人员，所以不可能设置集中制室，一般都是在发生火灾的火场附近进行局部操作。在大型的排烟设备中，虽然可以在火灾现场附近操作，但从全局看，有必要使排烟设系统地动作，并且能局部控制时，如果把排烟设备的顺序号搞错，就有可能把烟气引进散通道或其他部位的危险。因此，有必要设置消防控制室，配备专门的监视人员对排烟进行控制和监视,2.3 机械排烟,(1）不设消防控制室的机械排烟控制程序图2 一20 为不设消防控制室的机械排烟控制程序方框图。（联动）,2.3 机械排烟,(2）设有消防控制室的机械排烟控制程序图2-21为设有消防控制室的机械排烟控制程序方框图。图2-21(a）中，火灾报警器动作后，排烟口、排烟风机、通风及空气调节系统的通风机均由消防控制室集中控制；图2-21(b）中，火灾报警器动作后，消防控制室仅控制排烟口，由排烟口联动排烟风机、通风机及空气调节系统的通风机。,2.4 高层建筑的中庭排烟问题,2.4.1 中庭的防火排烟要求从20 世纪70 年代以来，世界各地的高级宾馆、饭店、银行、办公楼等各种公共建筑都采用中庭，可以说中庭建筑已成为今后高层建筑的一大趋势。,2.4 高层建筑的中庭排烟问题,2.4.1.1 中庭防火设计的基本原则中庭的防火问题相当复杂，因为中庭是上下左右贯通的大空间，不可能采用一般建筑物那样的普通防火对策，如果中庭的防火设计不当，则有可能酿成大祸。就中庭的火灾特点可归纳为以下几方面：(1）空间大，防火分区难于划分，一旦发生火灾，烟气迅速蔓延(2）功能复杂、疏散困难：1）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1.8m;2）中庭与茸掀开敞房间之间必须设置防火卷帘。对于多边形的中庭，可以设置水幕。,2.4 高层建筑的中庭排烟问题,2.4.1.2 中庭的防排烟要求中庭必须设置防排烟系统，可以机械排风，也可以自然排风。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：1）净空高度小于12m的中庭，当其可开启的天窗或高侧窗的面积不小于中庭地面面积的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12m的中庭，应设置机械排烟设施。当中庭体积小于17000m3时，排烟量按其体积的6次h 换气计算；当中庭体积大于17000m3时，排烟量按其体积的4次h 换气计算；最小排烟量不应小于102000m3h。,2.4 高层建筑的中庭排烟问题,现行规范中中庭的集中机械排烟量是以中庭体积为单位，按换气次数确定的。因此正确确定中庭的排烟体积十分重要，它与中庭建筑防火分区面