高層民用建筑防火與防排煙

1、第十章 民用建筑火災(zāi)煙氣的控制第一節(jié) 煙氣特性和煙氣控制的必要性一、煙氣的成分： 煙氣是懸浮的固體碳粒、液體碳粒和氣體的混合物； 火災(zāi)的燃燒過程是一個不完全燃燒反應(yīng)過程。分成兩個階段：(1)在一定溫度下，材料分解出游離碳和揮發(fā)性氣體；(2)游離碳和可燃成分與氧氣劇烈化合，并放出熱量(即燃燒)。 懸浮的固體碳粒和液體碳粒稱為煙粒子，簡稱煙。在溫度較低為液態(tài)粒子，呈白色和灰白色；溫度升高為黑色游離碳微粒，粒徑為0.0110m，是可吸入粒子。二、火災(zāi)煙氣的特性 毒害性：CO、HCN、CO2； 高溫：初期250度，有時可達500度； 遮光作用：不利于逃散；三、控制的必要性： 死亡的主要原因，主要是窒息

2、或中毒。 創(chuàng)造無姻(或煙氣含量極低)的水平和垂直的疏散通道或安全區(qū)。 高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB 5004595)(簡稱“高規(guī)”)， 1995年實施：第二節(jié) 煙氣流動規(guī)律和控制原則一、煙氣的流動規(guī)律因素有：擴散、煙囪效應(yīng)、浮力、熱膨脹、風力、通風空調(diào)系統(tǒng)等。但是擴散比較弱。1、煙囪效應(yīng)引起的煙氣流動（P275 圖10-1）各層之間要有間隙。溫度差密度差煙氣向上或向下流動溫度升高得到加強溫度差有兩種情況。2、浮力（P276 圖10-2） 溫度高密度小與鄰室、走廊形成熱壓差上部外流，下部內(nèi)流。3、熱膨脹 溫度升高體積增大封閉空間內(nèi)向非著火區(qū)域流動4、風力作用迎風側(cè)正壓，背風側(cè)負壓，從正壓往負壓

3、流動。5、空調(diào)系統(tǒng) 火災(zāi)時傳播可以通過管道煙氣。數(shù)值模擬的方法。二、火災(zāi)煙氣的控制原則控制煙氣的合理流動。主要目的是創(chuàng)造無煙或煙氣含量極低的疏散通道或安全區(qū)1、阻斷或阻擋 防火分區(qū)：防火墻、樓板、防火門、防火卷簾，將火災(zāi)限制在一定區(qū)域內(nèi)。 防煙分區(qū)：設(shè)置排煙措施的過道、房間中，用隔墻分隔的區(qū)域。凸梁（大于500mm）、空氣幕、擋煙垂壁等（P278 圖10-3） 一般防火分區(qū)包括防煙分區(qū)。2、排煙：區(qū)域主要包括著火區(qū)和疏散通道自然排煙：機械排煙：3、加壓防煙（P278 圖10-4） 門開時，門洞有風速，門關(guān)時，空間有正壓。第三節(jié) 自然排煙一、定義自然排煙是利用熱煙氣產(chǎn)牛的浮力、熱壓或其他自然作用

4、力使煙氣排除室外。設(shè)施簡單，投資少。日常維護作少、操作容易：但排州效果受室外很多因素影響，并不穩(wěn)定。二、排煙方式（P279 圖10-5） 利用外窗和專設(shè)的排煙口排煙。人工或自動開啟。 利用豎井排煙。煙囪效應(yīng)，截面積太大，6m2，不推薦使用。三、自然排煙孔口有效面積自然排煙是利用外窗、陽臺，凹廊或?qū)Ｓ门艧熆?、豎井等將煙氣排走或稀釋煙氣的濃度。在高層民用建筑中，可采用自然排煙的部位及排煙孔口有效面積見表101。表101 自然排煙部位及開口有效面積 我國高規(guī)規(guī)定：需要排煙的房間可開啟外窗面積房間面積的2。可開啟外窗面積理解為靠近頂棚的面積二、自然排煙設(shè)計要點 排煙口應(yīng)設(shè)于房間凈高的l2以上，宜設(shè)在距

5、頂棚或頂板下800mm以內(nèi)(以排煙口的下邊緣計)。進風口應(yīng)設(shè)于房間凈高的12以下(以進風口上邊緣計)。 內(nèi)走道和房間的自然排煙口，至該防煙分區(qū)最遠點應(yīng)在30m以內(nèi)。 非燃材料制成，宜設(shè)置手動或自動開啟裝置，手動開關(guān)應(yīng)設(shè)在距地坪0.81.5m處。第四節(jié) 機械排煙一、機械排煙系統(tǒng)利用風機做動力的排煙，實質(zhì)上是一個排風系統(tǒng)。機械排煙的優(yōu)點是受外界條件的影響小，而能保證有穩(wěn)定的排煙量。當然機械排煙的設(shè)施費用高，需要經(jīng)常保養(yǎng)維修，否則有可能在使用時因故障而無法啟動。二、排煙風量著火區(qū)產(chǎn)生負壓，許多國家規(guī)定6次/h。高規(guī)：60m3/hm2，中庭（高度大于12米）機械排風量6次/h（體積小于17000m3）

6、或4次/h（體積大于17000m3）。三、總風量和管道風量 不是簡單疊加，最不利為兩個房間或兩個分區(qū)。 高規(guī)：面積最大房間或分區(qū)120m3/hm2，最小風量不小于2m3/hm2。 管道截面按照面積最大房間120m3/hm2計算。四、設(shè)計要點1、系統(tǒng)組成 前室的機械排煙系統(tǒng)：豎井布置，適用于樓梯間前室、消防電梯前室或合用前室 有機械排煙配以機械送風和機械排煙配以自然進風兩種設(shè)計方式 走道和房間機械排煙系統(tǒng)布置：豎式布置和水平式布置。（P281 圖10-7、8） 擋煙垂壁：非燃材料制作，用煙感探測器控制。 中庭機械排煙系統(tǒng)：通過二層或多層樓且頂部是封閉的簡體空間。上部設(shè)置排煙風機，把中庭作為著火樓

7、層的一個大排煙道，著火樓層保持負壓。 2、機械排煙系統(tǒng)設(shè)計要點 排煙口應(yīng)設(shè)在頂棚或靠近頂棚的墻面上，排煙口平時關(guān)閉，當發(fā)生火災(zāi)時僅開啟著火層的排煙口，排煙口應(yīng)設(shè)有手動、自動開啟裝置，手動開啟裝置的操作部位應(yīng)設(shè)置在距地面0.81.5m處。排煙口和排煙閥應(yīng)與排煙風機聯(lián)鎖，當任一排煙口或排煙閥開啟時，排煙風機即能啟動。 排煙口距本防煙分區(qū)最遠點的水平距離應(yīng)不超過30m。 排煙風機可采用普通鋼制離心式通風機或?qū)Ｓ门艧熭S流風機，并應(yīng)在風機入口總管及排煙支管上安裝280時能自動關(guān)閉的防火閥。 機械排煙系統(tǒng)宜單獨設(shè)置，有條件時可與平時的通風排氣系統(tǒng)合用。 機械防排煙系統(tǒng)的風管、風口、閥門及通風機等必須采用非

8、燃材料制作，安裝在吊頂內(nèi)的排煙管道應(yīng)以非燃材料作保溫。排煙管道的鋼板厚度不應(yīng)小于1.0mm。 機械防排煙系統(tǒng)應(yīng)定期檢修和運行，以確保緊急情況下能及時啟動。第五節(jié) 加壓防煙一、設(shè)置加壓防煙的部位（P282 表10-1）重要部位，主要用于高層建筑的垂直疏散通道和避難層，包括防煙樓梯和消防電梯以及與之相連的前室和合用前室。表10-1可知，13肯定要加，48看情況。二、加壓送風量的確定加壓的兩條原則1、風速法，防煙樓梯間及其前室，當門開啟時，保持門洞處一定風速所需的風量Vv：各門洞面積乘以平均風速（0.71.2ms），然后相加?？傦L量乘以10。2、壓差法：當門關(guān)閉時保持一定正壓值計算： 式中：Ac縫隙

9、面積；P門、窗兩側(cè)的壓差值。根據(jù)加壓方式和部位確定；高規(guī)：防煙樓梯間：50Pa；前室、合用前室和封閉避難層25Pa；總風量加25的系數(shù)。確定面積時要確定縫長和縫寬，四種類型標準門的漏風面積見表112。壓差法計算的值一般比較小，所以一般用門洞風速法。3、臨時避難間送風量 保持50Pa壓力或30m3/hm2,兩者取大值。三、注意問題： 加壓送風機的全壓，除風道系統(tǒng)壓力損失外，尚有下列余壓值：防煙樓梯間為50Pa；前室或合用前室為25Pa；封閉式避難層為25Pa。 防煙樓梯間送風口宜每隔23層設(shè)一個風口，風口應(yīng)采用自垂式百葉風口或常開百葉式風口；當采用常開百葉式風口時，壓出管上設(shè)置止回閥。 前室的送

10、風口應(yīng)每層設(shè)置。當設(shè)計為常閉型時，應(yīng)設(shè)手動和自動開啟裝置，并應(yīng)與加壓送風機的啟動裝置聯(lián)鎖，手動開啟裝置宜設(shè)在距地面0.81.5m處；如每層風口設(shè)計為常開百葉式風口時，應(yīng)在加壓風機的壓出管上設(shè)置止回閥。 加壓空氣的排出，可通過走廊或房間的外窗、豎井自然排出，也可利用走廊的機械排煙裝置排出。四、通風與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的防火防爆設(shè)計要點 橫向應(yīng)按每個防火分區(qū)設(shè)置；豎向不宜超過五層，但排風管道設(shè)有防止回流措施以及各層設(shè)有自動噴水滅火裝置時，其新風和排風管道不受此限。垂直風管應(yīng)設(shè)在管道井內(nèi)，該井壁應(yīng)為耐火極限不低于1 h的非燃燒體，井壁上的檢查門應(yīng)采用丙級防火門。 風管不宜穿過防火墻和變形縫，如必須穿過時，應(yīng)在風管上設(shè)70能自動關(guān)閉的防火閥。防火閥處應(yīng)有獨立的支、吊架和防止風管變形影響關(guān)閉的措施。 廚房、浴室和廁所的排風管與豎向風道相連接時，可采用以下防止回流的措施： 風管內(nèi)設(shè)有電加熱器時，電加熱器前后各800mm范圍內(nèi)的風管和穿過有火源等容易起火房間的風管均應(yīng)采用非燃燒保溫材料進行保溫。電加熱器應(yīng)設(shè)置無風斷電保護裝置。 機房應(yīng)與其他部分隔開，并分別采用耐火極限不低于3h和2h的隔墻和樓板，門應(yīng)采用耐火極限不小于125h的甲級防火門。 風管及通風機等應(yīng)采用非燃燒材料制作。保溫和消