《建筑設(shè)備》本科課件09 第9章建筑通風(fēng)及防火排煙

1、第9章 建筑通風(fēng)及防火排煙學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解并掌握建筑環(huán)境中有害物的來(lái)源及其危害；2.掌握建筑通風(fēng)系統(tǒng)；3.掌握建筑防火排煙的設(shè)置要求；4.掌握通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備組成、原理和常用材料。本章導(dǎo)讀防排煙系統(tǒng)指建筑的防排煙設(shè)施，主要包括防煙樓梯間及前室、消防電梯前室、合用前室、封閉樓梯間、避難層等場(chǎng)所設(shè)置的防煙設(shè)施，防排煙設(shè)施是高層民用建筑等建筑中保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全不可缺少的消防安全設(shè)施。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，使讀者了解并掌握建筑環(huán)境中有害物的來(lái)源及其危害，建筑通風(fēng)方式，建筑防排火和排煙的設(shè)置要求，通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備組成、原理和常用材料。第9章 建筑通風(fēng)及防火排煙目錄CONTENTS9.1有害物的來(lái)源及危害9.2

2、通風(fēng)系統(tǒng)9.3建筑防火排煙9.4通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備及附件9.1有害物的來(lái)源及危害9.1.1 | 有害物的來(lái)源工業(yè)有害物的來(lái)源工業(yè)有害物主要來(lái)源于工業(yè)生產(chǎn)中散發(fā)的懸浮微粒、有害蒸汽和氣體、余熱和余濕。民用建筑有害物的來(lái)源民用建筑有害物主要來(lái)源于人們?nèi)粘５幕顒?dòng)、居住環(huán)境所使用的材料和室外環(huán)境。按區(qū)域劃分，室內(nèi)空氣污染物來(lái)源于室外污染空氣和室內(nèi)來(lái)源。9.1.2 | 有害物的危害工業(yè)有害物的危害VOC民用建筑室內(nèi)污染物的種類(lèi)及危害粉塵對(duì)人體危害的大小取決于空氣中所含粉塵的性質(zhì)、濃度和粒徑?；瘜W(xué)性質(zhì)有毒的粉塵(汞、砷、鉛等)進(jìn)入人體后，會(huì)引起中毒以致死亡；無(wú)毒粉塵吸入人體后，會(huì)在肺內(nèi)沉積，發(fā)生“砂肺”病。粉

3、塵濃度越大，粒徑越小，對(duì)人體的危害也越大。粉塵的物理化學(xué)活性越大和進(jìn)入人體的深度越深，對(duì)人體的危害越大。常見(jiàn)種類(lèi)數(shù)十種到上百種，主要由脂肪族碳水化合物、芳香族碳水化合物組成。例如酒精類(lèi)、甲醛、甲苯、四氯化碳等，主要對(duì)人體的呼吸器官和神經(jīng)器官有影響。氨存在于建筑工程中常用的添加劑和防凍劑。氨對(duì)皮膚組織、上呼吸道有腐蝕作用，造成流淚、咳嗽、呼吸困難，嚴(yán)重可發(fā)生呼吸窘迫綜合征；還可通過(guò)三叉神經(jīng)末梢反射作用引起心臟停搏和呼吸停止；通過(guò)肺泡進(jìn)入血液，破損運(yùn)氧功能。氡是一種無(wú)色、無(wú)味、自然界唯一的天然放射性惰性氣體，由鐳蛻變產(chǎn)生，在放射療法中可用作輻射源，在科研中可用于制造中子。9.1.3 | 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和

4、排放標(biāo)準(zhǔn)污染物的衡量標(biāo)準(zhǔn)污染物的控制方法衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)不同物質(zhì)的衡量標(biāo)準(zhǔn)不同氣體污染物濃度常用以下方式表示。 體積濃度(mL/m3)：1 ppm表示空氣中某有害蒸汽或氣體的體積濃度為百萬(wàn)分之一，常用單位是mL/m3，因?yàn)? mL=10-6 m3，所以1 mL/m=1 ppm。 質(zhì)量濃度：每立方米空氣中所含某有害蒸汽或氣體的質(zhì)量值mg。堵源節(jié)流稀釋清除為維護(hù)人的身體健康，我國(guó)制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國(guó)家環(huán)保局的統(tǒng)一規(guī)定，中國(guó)空氣質(zhì)量劃分為清潔、未污染或污染物不超標(biāo)、輕污染、中污染、重污染5級(jí)。9.2通風(fēng)系統(tǒng)9.2.1 | 通風(fēng)系統(tǒng)的分類(lèi)全面通風(fēng)它是對(duì)整個(gè)房間進(jìn)行通風(fēng)換氣，用送入室內(nèi)的新鮮空氣把房間里的有

5、害物濃度稀釋到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的允許濃度以下，同時(shí)把室內(nèi)被污染的空氣直接或經(jīng)過(guò)凈化處理后排放到室外大氣中去。局部通風(fēng)它是采用局部氣流，使局部工作地點(diǎn)不受有害物的污染，從而造成良好的局部工作環(huán)境。與全面通風(fēng)相比，局部通風(fēng)除了能有效地防止有害物質(zhì)污染環(huán)境和危害人們的身體健康外，還可以大大減少排出有害物所需的通風(fēng)量，是一種經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)方式。按通風(fēng)系統(tǒng)的作用范圍分類(lèi)9.2.1 | 通風(fēng)系統(tǒng)的分類(lèi)自然通風(fēng)自然通風(fēng)是利用室外風(fēng)力造成的風(fēng)壓，以及由室內(nèi)外溫度差和高度差產(chǎn)生的熱壓使空氣流動(dòng)的通風(fēng)方式，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不用復(fù)雜的裝置和消耗能量，因此，是一種經(jīng)濟(jì)的，使空氣流動(dòng)的通風(fēng)方式。機(jī)械通風(fēng)它是依靠風(fēng)機(jī)提供的動(dòng)力使空氣

6、流動(dòng)。按通風(fēng)系統(tǒng)的作用動(dòng)力分類(lèi)9.2.2 | 自然通風(fēng)熱壓作用下的自然通風(fēng)熱壓和風(fēng)壓同時(shí)作用下的自然通風(fēng)風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)窗孔兩側(cè)的壓力差大小與室內(nèi)外空氣的密度差和進(jìn)、排風(fēng)窗孔的高度差有關(guān)，通常用熱壓表示。在大多數(shù)工程實(shí)際中，建筑物是在熱壓和風(fēng)壓的作用很難分隔開(kāi)來(lái)。一般，在風(fēng)壓和熱壓共同作用的這種自然通風(fēng)中，熱壓作用的變化較小，風(fēng)壓的作用隨室外氣候變化較大。具有一定速度的風(fēng)由建筑物迎風(fēng)面的門(mén)窗吹入房間內(nèi)，同時(shí)又把房間中的原有空氣從背風(fēng)面的門(mén)、窗壓出去(背風(fēng)面通常為負(fù)壓)，這樣也可使工作區(qū)的空氣環(huán)境得到改善。由于建筑物的阻擋，建筑物周?chē)目諝鈮毫l(fā)生變化。在迎風(fēng)面，空氣流動(dòng)受阻，速度減小，靜

7、壓升高，室外壓力大于室內(nèi)壓力。當(dāng)建筑物外墻上的窗孔兩側(cè)存在壓力差時(shí)，壓力較高一側(cè)的空氣將通過(guò)窗孔流到壓力較低的一側(cè)。自然通風(fēng)的作用原理9.2.3 | 機(jī)械通風(fēng)局部送風(fēng)局部送、排風(fēng)局部排風(fēng)向局部工作地點(diǎn)送風(fēng)，保證工作區(qū)有良好空氣環(huán)境的方式，稱(chēng)局部送風(fēng)。局部通風(fēng)系統(tǒng)也可以采用既有送風(fēng)又有排風(fēng)的通風(fēng)裝置，在局部地點(diǎn)形成一道“風(fēng)幕”，利用這種風(fēng)幕來(lái)防止有害氣體進(jìn)入室內(nèi)，是一種既不影響工藝操作又比單純排風(fēng)更為有效的通風(fēng)方式。局部工作地點(diǎn)排除被污染氣體的系統(tǒng)稱(chēng)局部排風(fēng)，為了減少工藝設(shè)備產(chǎn)生的有害物對(duì)室內(nèi)空氣環(huán)境的直接影響，將局部排風(fēng)罩直接設(shè)置在產(chǎn)生有害物的設(shè)備附近，及時(shí)將有害物排入局部排風(fēng)罩，然后通過(guò)風(fēng)管

8、、風(fēng)機(jī)排至室外。局部通風(fēng)9.2.3 | 機(jī)械通風(fēng)全面送風(fēng)全面送、排風(fēng)全面排風(fēng)事故通風(fēng)向整個(gè)車(chē)間全面均勻地進(jìn)行送風(fēng)的方式稱(chēng)為全面送風(fēng)。全面送風(fēng)可以利用自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。個(gè)車(chē)間常?？赏瑫r(shí)采用全面送風(fēng)系統(tǒng)和全面排風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合的系統(tǒng)，對(duì)門(mén)窗密閉、自行排風(fēng)或進(jìn)風(fēng)比較困難的場(chǎng)所。通過(guò)調(diào)整送風(fēng)量和排風(fēng)量的大小，使房間保持一定的正壓或負(fù)壓。在整個(gè)車(chē)間全面均勻進(jìn)行排氣的方式稱(chēng)全面排風(fēng)。全面排風(fēng)系統(tǒng)既可利用自然排風(fēng)，也可利用機(jī)械排風(fēng)。事故通風(fēng)是為防止在生產(chǎn)車(chē)間當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生偶然事故或故障時(shí)可能突然放散的大量有害氣體或有爆炸性的氣體造成更大人員或財(cái)產(chǎn)損失而設(shè)置的排氣系統(tǒng)。全面通風(fēng)9.3建筑防火排煙9.3.1

9、| 建筑火災(zāi)煙氣的特性建筑煙氣是指發(fā)生火災(zāi)時(shí)物質(zhì)在燃燒和熱分解作用下生成的產(chǎn)物與剩余空氣的混合物。火災(zāi)的燃燒過(guò)程可分為兩個(gè)階段：熱分解和燃燒過(guò)程，它通常是一個(gè)不完全燃燒反應(yīng)過(guò)程，在一定溫度下，材料分解出游離碳和揮發(fā)性氣體；游離碳和可燃成分與氧氣劇烈化合，并放出熱量(即燃燒)。在不完全燃燒下，煙氣是懸浮的固體碳粒、液體碳粒和氣體的混合物，其小懸浮的團(tuán)體碳粒和液體碳粒稱(chēng)為煙粒，簡(jiǎn)稱(chēng)煙。在溫度較低的初燃階段主要是液態(tài)粒子，呈白色和灰白色；溫度升高后，游離碳微粒產(chǎn)生，呈黑色。煙粒子的粒徑一般為0.0110 m，是可吸入粒子。煙氣的化學(xué)成分及發(fā)生量與建筑材料性質(zhì)、燃燒條件等有關(guān)，其主要成分有CO2、CO

10、水蒸氣及其他氣體，如氰化氫(HCN)、氨(NH3)、氯(Cl)、氯化氫(HCl)、光氣(COCl2)。煙氣中C0、HCN、NH3等都是有毒性的氣體；另外，大量的CO2氣體以及燃燒消耗了空氣中大量氧氣，引起人體缺氧而窒息。可吸入的煙粒子被人體的肺部吸入后，也會(huì)造成危害?？諝庵泻趿繚舛?%，CO2濃度20%，CO濃度1.3%時(shí)，都會(huì)在短時(shí)間內(nèi)致人死亡。有些氣體有劇毒，少量即可致死，如光氣，空氣中濃度5 0mL/m3時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)就能致人死亡。建筑火災(zāi)煙氣的成分和特性9.3.1| 建筑火災(zāi)煙氣的特性煙囪效應(yīng)引起的煙氣流動(dòng)熱膨脹引起的煙氣流動(dòng)浮力引起的煙氣流動(dòng)風(fēng)力作用下的煙氣流動(dòng)當(dāng)建筑物內(nèi)外有溫度差

11、時(shí)，在空氣的密度差作用下引起垂直通道內(nèi)(樓梯間、電梯間)的空氣向上(或向下)流動(dòng)，從而攜帶煙氣向上(或向下)傳播。著火房間隨著煙氣的流出，溫度較低的外部空氣流入，空氣的體積因受熱而急劇膨脹。由于物質(zhì)燃燒生成的產(chǎn)物和參與燃燒的空氣量相對(duì)較少，可以忽略不計(jì)。著火房間溫度升高，空氣和煙氣的混合物密度減小，與相鄰的走廊、房間或室外的空氣形成密度差，也會(huì)引起煙氣流動(dòng)。建筑物在風(fēng)力作用下，迎風(fēng)側(cè)產(chǎn)生正壓，而在建筑側(cè)部或背風(fēng)側(cè)，將產(chǎn)生負(fù)壓。當(dāng)著火房間在正壓側(cè)時(shí)，將引導(dǎo)煙氣向負(fù)壓側(cè)的房間流動(dòng)。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)引起的煙氣流動(dòng)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的管路是煙氣流動(dòng)的通道：當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，空氣流動(dòng)方向也是煙氣可能流動(dòng)的方向，條件是

12、煙氣可能進(jìn)入系統(tǒng)，例如從回風(fēng)口、新風(fēng)口等處進(jìn)入。建筑火災(zāi)煙氣的流動(dòng)規(guī)律9.3.2 | 火災(zāi)煙氣的控制原則和方法隔斷或阻擋加壓防煙疏導(dǎo)排煙墻、樓板、門(mén)等都具有隔斷煙氣傳播的作用。為了防止火勢(shì)蔓延和煙氣傳播，各國(guó)的法規(guī)中對(duì)建筑內(nèi)部間隔作了明文規(guī)定，規(guī)定了建筑中必須劃分防火分區(qū)和防煙分區(qū)。加壓防煙是利用風(fēng)機(jī)將一定量的室外空氣送入房間或通道內(nèi)，使室內(nèi)保持一定壓力及門(mén)洞處有一定流速，以避免煙氣侵入。加壓防煙是一種有效的防煙措施，但它的造價(jià)高。利用自然或機(jī)械作用力，將煙氣排到室外，稱(chēng)之為排煙。利用自然作用力的排煙稱(chēng)為自然排煙；利用機(jī)械(風(fēng)機(jī))作用力的排煙稱(chēng)機(jī)械排煙。排煙的部位有兩類(lèi)：著火區(qū)和疏散通道。9.

13、3.3 | 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的防火、防爆空氣中含用易燃、易爆物質(zhì)的房間，其送風(fēng)、排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)采用防爆型通風(fēng)設(shè)備，即用有色金屬制作的風(fēng)機(jī)葉片和防爆的電動(dòng)機(jī)。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，橫向應(yīng)按每個(gè)防火分區(qū)設(shè)置，豎向不宜超過(guò)五層。送排風(fēng)管道設(shè)有防止回流設(shè)施，而且各層設(shè)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，其進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)管道可不受此限制。9.4通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備及附件9.4.1 | 通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備組成風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)是為通風(fēng)系統(tǒng)中的空氣流動(dòng)提供動(dòng)力的機(jī)械設(shè)備。在工業(yè)與民用建筑的通風(fēng)空調(diào)工程中，按風(fēng)機(jī)作用原理和構(gòu)造的不同，風(fēng)機(jī)的類(lèi)型可分為離心式風(fēng)機(jī)、軸流式風(fēng)機(jī)和貫流式風(fēng)機(jī)等?？諝鈨艋幚碓O(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中，可能會(huì)產(chǎn)生大量的含塵氣體或有害氣體，危害人體健康

14、，影響環(huán)境。為了防止大氣污染，當(dāng)排風(fēng)中的有害物濃度超過(guò)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)所允許的最高濃度時(shí)，必須使用除塵器或其他有害氣體凈化設(shè)備對(duì)排風(fēng)處理，達(dá)到規(guī)范允許的排放標(biāo)準(zhǔn)后才能排入大氣。9.4.2 | 通風(fēng)系統(tǒng)的附件避風(fēng)天窗防排煙裝置避風(fēng)風(fēng)帽在普通天窗附近架設(shè)擋風(fēng)板或采取其他措施，以保證天窗的排風(fēng)口在任何風(fēng)向下都處于負(fù)壓區(qū)的天窗稱(chēng)為避風(fēng)天窗。常見(jiàn)的有矩形避風(fēng)天窗、下沉式避風(fēng)天窗、曲(折)線(xiàn)性避風(fēng)天窗等形式。一個(gè)完整的防排煙系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)、管道、閥門(mén)、排煙口、送風(fēng)口、隔煙裝置以及風(fēng)機(jī)、閥門(mén)與送風(fēng)口或排風(fēng)口的聯(lián)動(dòng)裝置等組成。它是一種在自然通風(fēng)房間的排風(fēng)口出，利用風(fēng)力造成的抽力來(lái)加強(qiáng)排風(fēng)的裝置。9.4.3 | 通風(fēng)管道的常用板材普通薄鋼板鋁板不銹鋼板復(fù)合鋼板薄鋼板指厚度的鋼板，包括普通薄鋼板(如普通碳素鋼板、花紋薄鋼板及酸洗薄鋼板等)、優(yōu)質(zhì)薄鋼板和鍍鋅薄鋼板等。鋁板的種類(lèi)很多，可分為純鋁板和合金鋁板兩種