烟气浓度图(防排烟系统工程基础)

Posted 2023-06-02

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烟气浓度图(防排烟系统工程基础)

烟气扩散与控制区域划分：

烟气的扩散：

烟气扩散与控制区域划分：

发生火灾时的首要任务是把烟气控制在一定区域并迅速排出室外，以防止烟气蔓延到其它区域尤其是疏散通道中。

排烟区：把火灾烟气控制在某特定区域并进行排烟的区域。如起火区域。

防烟区：防止烟气的侵入。如非着火区，疏散通道。

防火分区：指采用具有一定耐火能力的分隔设施(如楼梯、墙体等)在一定时间内将火灾控制在一定范围内的单元空间。

为控制烟气在建筑物内任意流动，需要利用一些设备把防火分区划分为若干个防烟空间，利用区内的排烟口把烟排除。

防烟分区：以屋顶挡烟隔板，挡烟垂壁或从顶棚向下突出500mm的梁为界，从地板到屋顶或吊顶之间的空间。

防烟分区的划分原则：

凡需要设置排烟设施的走道、房间(不包括净空高度超过6m的房间)、应采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下突出不小于50cm的梁划分防烟分区。

每个防烟分区的面积不宜超过500m2，且防烟分区不应跨越防火分区。

防烟分区面积的计算：

走道按规定需要设排烟设施，而房间(包括地下室)不设，且房间与走道相通的门为防火门时，可只按走道面积划分防烟分区；如房间与走道相通的门不是防火门时，防烟分区面积的划分包括房间的面积

房间(包括地下室)按规定设排烟设施而走道不设，并且房间与走道相通的门是防火门时，可只按房间的面积划分防烟分区；如房间与走道相通的门不是防火门，则防烟分区面积的划分应包括走道的面积。

走道和房间(包括地下室)按规定均设排烟设施时，可根据具体情况分设或合设排烟设施，按分设或合设排烟设施的情况划分防烟分区。

当建筑面积较大时，可将每个防烟分区划分成几个排烟系统，并将竖风道分散布置在相应防烟分区之内，以便尽量缩短水平风道。这样，不仅排烟效果好，而且经济。

按面积划分：在建筑物内按面积将其划分为若干个基准防烟分区,这些防烟分区在各个楼层,大小,形状各不相同。每个楼层的防排烟分区可采用同一套防烟设施。排烟风机的容量应按最大防烟分区的面积计算。

按用途：如按建筑物的各个部位进行划分，厨房、楼梯、办公用房,但此种方法划分防烟分区时,应注意对通风空调管道、电器配管、给排水及采暖管道等穿墙和楼板处,采用不燃烧材料填实密闭。

按楼层划分：高层建筑底层多用于厨房、餐厅、多功能厅、接待室等。上层多用于客房，上下用途不同。而且底部发生火灾的几率大，易着火，上层相对较小；所以应尽可能根据房间的不同用途垂直方向按楼层划分防烟分区。

挡烟垂壁的设置：

用不燃烧材料制成，从顶棚下垂不小于500mm固定或活动挡烟设施。

防排烟的方式：

防烟方式：

非燃化防烟：

防烟的基本作法首先是非燃化。非燃化防烟是从根本上杜绝烟源的一种防烟方式。关于非燃化的问题，各国都制定了专门的法规或规范，对包括建筑材料，室内家具材料以及各种管道及其保温绝热材料在内的各种材料的燃化都作了明确的规定，特别是对那些特殊建筑、大型建筑、地下建筑等许多场所，要求是非常严格的。

非燃烧材料的特点是不容易发烟，即不燃烧且发烟量很少，所以非燃材料可使火灾时产生的烟气量化大大减少，烟气光学浓度大大降低。

密闭防烟方式：

对发生火灾的房间实行密闭防烟也是防烟的一种基本方式，其原理是采用密封性能很好的墙壁等将房间封闭起来，并对进出房间的气流加以控制。当房间一旦起火时，一般可杜绝新鲜的空气流入，使着火房间内的燃烧因缺氧而自行熄灭，从而达到防烟灭火的目的。

这种方式一般适用于防火分区容易分得很细的住宅、公寓、旅馆等，并优先采用容易发生火灾的房间，如灶房等。这种方式的优点是不需要动力，而且效果很好。缺点是门窗等经常处于关闭状态使用不方便，而且发生火灾时，如果房间内友人需要疏散，仍将引起漏烟。

阻碍防烟方式：

在烟气扩散流动的路线上设置各种阻碍以防止烟气继续扩散的方式称为阻碍防烟方式。这种方式常常用在烟气控制区域的交界处，有时在同一区域内也采用。防烟卷帘、防火门、防火阀、防烟垂壁等都是这种阻碍结构。

阻碍防烟方式：

加压防烟方式：

在建筑物发生火灾时，对着火区以外的区域进行加压送风，使其保持一定的正压，以防止烟气侵入的防烟方式称为加压防烟。因为加压区域和非加压区域之间有若干常规的挡烟物，如墙壁、楼板及门窗等，挡烟物两侧的压力差可有效地防止烟气通过门窗周围的缝隙和围护结构缝隙渗漏过来。

加压防烟方式的优点是能有效地防止烟气侵入所控制的区域，而且由于送入大量的新鲜空气，特别适合于作为疏散通道的楼梯间，电梯间及前室的防烟。

排烟方式：

机械排烟：用机械设备强制送风或排烟的手段来排除烟气的方式。

全面排烟方式，负压机械排烟，正压送风排烟。

正压送风排烟：用送风机给走廊、楼梯间前室和楼梯间等送新鲜空气,使这些部位的压力比着火房间略大些,烟气经过专门设计的排烟口或外窗以自然排烟的方式排出。

自然排烟：

自然排烟：利用火灾时产生的热烟气流的浮力和外部风力作用,通过建筑物的对外开口把烟气排至室外的排烟方式。在自然排烟设计中,必须有冷空气进口和热烟气的排烟口,排烟口可以是建筑物的窗，亦可以是专门设在侧墙上的排烟口。

自然排烟的方式：

有关自然排烟的相关规定：

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，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室，宜采用自然排烟方式。

采用自然排烟的开窗面积应符合下列相关规定：

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2.00m2，合用前室不应小于3.00m2。

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2.00m2。

采用自然排烟的开窗面积应符合下列相关规定：

长度不超过60m的内走道可开启外窗面积不应小于走道面积的2%。

需要排烟的房间可开启外窗面积不应小于该房间面积的2%。

净空高度小于12m的中庭可开启的天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面积的5%。

采用自然排烟的开窗面积应符合下列相关规定：

自然排烟设计应注意的问题：

尽可能利用不同朝向开启外窗来排除前室的烟气

可开启的天窗，应尽量设置在上方，并有能方便开启的装置。

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。

内走道与房间的排烟窗，应尽量设置两个或两个以上，并且不同朝向。

影响自然排烟的因素：

优点：构造简单、经济，不需要专门的排烟设备及动力设施；运行维修费用低；排烟口可以兼做平时通风换气用。对于顶棚高大的房间（中庭），若在顶棚上开设排烟口，自然排烟效果好。也存在一些问题。

自然排烟的缺点：

自然排烟效果不稳定；

排烟量及烟气温度随火灾的发展而变化；

高层建筑的热压作用随季节发生变化；

室外风速、风向随气象情况变化。

对建筑设计有一定的制约：

房间必须至少有一面墙壁是外墙；

房间进深不宜过大，否则不利于自然排烟；

排烟口的有效面积与地面面积之比不小于1/50。

缺点：

存在火灾通过外窗向上蔓延的危险性；

在排烟口或外窗的上方升出足够长的遮檐；

相邻两楼层的上下窗口或排烟口之间的外墙应有足够的距离。

自然排烟口的面积，一般可取地板面积的1／50。

排烟口应该设置在距顶棚800mm以内。不管窗的高度有多高，起排烟作用的有效高度是顶棚以下的800mm。

防烟分区内的任何地点至排烟口的水平距离应在30m以内。

当利用防烟楼梯间前室、消防电梯前室和合用前室直接对外开启的窗自然排烟时，应符合下表的规定：

不靠外墙的防烟楼梯间前室、消防电梯前室和合用前室活虽靠外墙但不能开窗者，可采用竖井进行自然排烟，应符合下列要求：

排烟风道、进风风道要求，见表。

排烟口宜设置在前室内走道与前室相同门的上部，排烟口宽度与门宽相同。当排烟口不能设在门上部时，可以设在前室入口门附近净高1/2以上的墙面上，进风口设置在前室净高1/2以下墙面上。

自然排烟竖井顶部应高出屋面，出口应装金属百叶窗，其下缘距屋面不宜小于1m。自然进风竖井的室外空气吸入口，宜设在建筑物的下部。

排烟竖井要求严密防止渗漏；排烟口与进风口关闭时应保持严密。

机械排烟部位的确定：

长度超过20m，且无直接天然采光或设固定宙的内走道。

虽有直接采光和自然通风，但长度超过60m的内走道。

面积超过100m2，且经常有人停留或可燃物较多的无窗房间或设固定窗的房间。

净空高度超过12m及12m以下，且不具备自然排烟条件的室内中庭。

地下室各房间总面积超过200m2或一个房间面积超过50m2，且经常有人停留或可燃物较多的房间(没有宙井等采用可开宙自然排烟措施的房间除外)。

当排烟风机负担一个防烟分区时(包括不划分防烟分区的大房间)，应按该防烟分区面积每平方米不小于60m3/h计算；当负担两个或两个以上防烟分区时，应按最大防烟分区面积每平方米不小于120m3／h计算。

一个排烟系统可以担负几个防烟分区，其最大排烟量为60000m3／h ，最小排烟量为7200m3／h 。

室内中庭的排烟量以其体积大小按4—6次/h换气计算。当室内中庭体积17000m3时，其徘烟量按其体积的4次/h换气计算；当室内中庭体积小于17000m3时，其排烟量按其体积的6次/h换气计算。但必须注意，按规定计算出来的总风量，不应小于102000m3／h。

选择排烟风机，应增加漏风系致，一般采用10％-30％。排烟系统的管道，应按系统最不利条件考虑也就是按最远两个排烟口同时开启计算。

排烟系统的布置：

走道与房间的排烟系统宜分开设置。走道的排烟系统宜竖向布置，房间的排烟系统宜按防烟分区布置。

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。

机械排烟系统与通风和空气调节系统分开独立设置，当有条件利用通风和空气调节系统进行排烟时，必须采取可靠的防火安全措施，如设有在火灾时能将通风和空气调节自动切换为排烟系统的装置。系统应符合排烟系统的要求。

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。

每个排烟系统设有排烟口的数量不宜超过30个。

独立设置的机械排烟系统可兼作平时通风排气使用。

需要排烟的地下室房间，应同时没有进风系统(机械进风或自然进风)，进风量不宜小于排烟量的50％并应组织合理的气流使烟气顺利诽出。

净空高度超过12m的室内中庭，竖向的排烟口应按2至3层设一排烟口或者分段设置。

排烟口：

划分防烟分区时，每个分区应设置排烟口；

排烟口应尽量设置在防烟分区的中心部位，排烟口到该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m。

排烟口必须设置在距顶棚800mm以内的高度上。对于顶棚局度超过3m的建筑韧，排烟口可设在距地面2.1m的高度上，或者设置在地面与顶棚之间1／2以上高度的墙面上.

为防止顶部排烟口处的烟气外溢，可在排烟口—侧的上部装设防烟幕墙。

排烟口的尺寸，可根据烟气通过排烟口有效断面时的速度不大于10m/s进行计算。排烟口的最小面积一般不宜小于0.04m2。

同一分区设置数个排烟口时，要求做到所有排烟口能同时开启，排烟量应等于各排烟口排烟量的总和。

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。

在防烟分区内含有几个单独分隔的房间，或同一用途的小房间作为单独的防烟分区时，将其统一于一个防烟分区，可达到安全可靠的排烟效果：

在隔墙上部设排烟洞口，使上部烟气能流通而在该防烟分区只设置一个排烟口；

在分隔的各房间各设一个排烟口，与排烟风机采用联动的方式；

在分隔的各房间顶棚上各设一个排烟口(平时开启的形式)，在管道内用一个排烟阀门进行操作。

排烟口均应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，平时一直保持闭锁状态。

手动开启装置宜设置在墙面上，距地板面0.8~1.5m处；或者从顶棚下垂时，距地板面宜为1.8m处。

排烟风道：

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。

排烟风道因排出火灾烟气时温度较高，除应采用金属板、混凝土等金属非燃材料制作外，还应安装牢固，排烟时温度升高不致变形，不脱落，并应具有良好的气密性。

排烟风道风量的确定。

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：当采用金属风管时，不应超过20m/s；当采用混凝土砌块、石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3600m3/h，其排烟总管可按7200m3/h计算，其余各支管的风量均按各自担负的风量计算确定。

排烟道构造和施工要求：

混凝土砌块等非金属材料排烟道，灰缝必须饱满，防止漏烟。通过闷顶(吊顶与屋面板或吊顶与上部楼板之间的空间)的部分，必须勾缝或抹水泥砂浆。

排烟风道外表面与木质等可燃构件的距离不应小于15cm或在排烟道外表面包有厚度不小于10 cm的保温材料进行隔热。

排烟风道穿过挡烟墙时，风道与挡烟隔墙之间的空隙，应用水泥砂浆等非燃材料严密填塞。

排烟风道与排烟风机的连接，宜采用法兰连接，或采用非燃烧的软性连接。

需要隔热的金属排烟道，必须采用非燃保温材料，如矿棉、玻璃棉、岩相、硅酸铝等材。

烟气排出口：

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。

烟气排出口的位置，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。

合理选择排烟风机：

用丁排烟的风机主要有离心风机和轴流风机，还有自带电源的专用排烟风机。排烟风机应有备用电源，并应有能自动切换的装置，排烟风机应耐热，变形小。使其在排送280℃烟气时连续工作30 min仍能达到设计要求。

排烟风机设置要求：

应设置在该排烟系统最高排烟口的上部，并宜设在用耐火极限不小于2h的隔墙隔开的机房内，机房的门应采用耐火极限不低于0.6h的防火门。

为了方便维修，排烟风机外壳至墙壁或设备的距离不宜小于60cm。

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，则排烟风机立即投入运行，同时立即关闭着火区的通风空调系统。

排烟风机入口处必须设有当烟气温度超过280℃时能自动关闭的装置。

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。风机吸入口管道上不应设有调节装置。

排烟风机的选择：

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。

排烟风机的风压。应按排烟系统最不利条件进行水力计算得到，即应满足当该系统最远的两个防烟分区内的排烟口同时开启的条件。

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