防排烟设施

防排烟设施一、防排烟方式与分区(一)火灾烟气的扩散路线火灾产生的高温烟气，其容重比冷空气小，由于浮力作用向上升起，遇到水平楼板或顶棚时改为沿水平方向继续流动，这就形成烟气的水平扩散。

水平流动的烟气进入楼梯间、电梯及各种管道等竖直通道时，由于“烟囱效应”产生的抽力，烟气沿竖井向上流动，形成烟气的垂直扩散，当到达建筑物上层部分再进入各楼层，又形成水平扩散。

在高层建筑中，火灾烟气的扩散流动一般有三条路线：1、着火房间--走道--楼梯间--上部各楼层--室外，这是最主要的一条。

2、着火房间--室外。

3、着火房间--相邻上层房间--室外。

(二)防排烟方式1、防烟方式(1)非燃化防烟。

这是从根本上杜绝烟源的一种防烟方式。

对此，各国都专门制订了有关的法规，对包括建筑材料、室内装修材料、家具材料，各种管道及其保温材料等的非燃化都作了相应的规定。

此外，还要考虑建筑物内贮放的各种易燃物品的收藏方式的非燃化，通常是把其存放在专门设计的以非燃或难燃材料制作的柜中。

(2)密闭防烟。

这是采用密封性能很好的墙壁和门窗等将房间封闭起来，并对进出房间的气流加以控制，当房间一旦起火时，杜绝新鲜空气流人，使着火房间内的燃烧因缺氧而自行熄灭。

(3)阻碍防烟。

这是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。

常用的阻碍方式有防烟卷帘、防火门、防烟阀、防烟垂壁等。

另外，管道穿越建筑构件四周缝隙的密封填塞亦属阻碍防烟。

(4)加压防烟。

这是对建筑物着火区或有烟区以外的区域加压送风，使其维持一定的正压，从而防止烟气侵入的方式。

加压防烟可以做到着火区和非着火区、有烟区和无烟区之间的门无论关闭或开启时都能有效地防止烟气侵入所加压的区域。

2、排烟方式(1)自然排烟。

这是利用火灾产生的热烟气流的浮力作用和室外风力作用使烟气通过建筑物的对外开口排至室外的方式，其实质是热烟气和冷空气的对流运动。

(2)机械排烟。

这是借助机械力作用强迫送风或排气的手段来排除火灾烟气的方式。

送风和排烟可全部借助机械力作用，也可一个借助机械力的作用，另一个则借助自然通风或排烟作用，据此，机械排烟又具体分为三种方式。

a、机械排烟方式是对火灾房间借助排烟机进行排烟的同时，对楼梯间、前室甚至走道利用送风机进行送风，控制送风量稍小于排烟量，使火灾房间内保持负压，从而有效地防止烟气扩散到疏散通道中；b、机械排烟方式是利用送风机对楼梯间、前室甚至走道进行加压送风，使这些部位的气体压力比火灾房间相对高些，火灾房间内所产生的烟气则通过外窗或自然排烟口排至室外；c、机械排烟方式是单纯借助排烟机把火灾房间中所产生的烟气通过排烟口排至室外。

(三)防排烟分区及其划分1、防排烟分区建筑物发生火灾后的首要任务之一是把火灾所产生的烟气控制在一定的区域之内并迅速排至室外，以防止烟气蔓延到其它区域中去，特别是防止烟气侵入疏散通路中去。

因此，对于着火区域或有烟区域，就要把烟气控制在本区域之内，并迅速排除，这种区域是排烟区；而对于非着火区域或无烟区，就要防止烟气的侵入，这种区域是防烟区。

烟气控制区域是排烟区和防烟区的总称，亦称为防排烟分区。

在进行建筑物的防排烟工程设计时，首先必须把建筑物各部分按一定的要求划分为排烟区和防烟区，这就是防排烟分区的划分。

2、防排烟分区划分的原则(1)防排防分区不应跨越防火分区；(2)每个防排烟分区所占据的建筑面积一般应控制在500m2以内，当建筑物顶棚高度在3m以上时允许适当扩大，但最大不超过1000m2；(3)防排烟分区一般不跨越楼层，有些情况下，如单层建筑物面积过小，允许包括一个以上的楼层，但以不超过三个楼层为宜；(4)对有特殊用途的场所，如地下室、防烟楼梯间、消防电梯、避难层或避难间等，应单独划分防排烟分区。

3、防排烟分区划分方法防排烟分区之间常常是用隔墙、楼板、防火门及防烟阀等加以分隔，根据建筑物种类和要求不同，防排烟分区可按用途、面积、方向划分。

(1)按用途划分是对建筑物的各个部分，按其用途不同划分为不同的防排烟分区，如高层建筑常常划分为居住或办公用房、走道、防烟楼梯间、消防电梯及其前室、停车库等；(2)按面积划分是对单层面积超过500m2的建筑物，在各层上划出形状相同、用途相同、面积相同且不超过500m2的区域，即使用途和形状不同但面积也应尽做到相同或相近；(3)按方向划分是对现代高层建筑根据不同用途沿垂直方向按楼层进行垂直分区，而对面积超过500m2的底层部分和地下室，则要沿水平方向进行水平分区。

对于超高层建筑，从防烟的观点出发，应特别注重垂直分区。

二、自然排烟(一)工作原理和影响因素自然排烟形成的条件，一是存在着室内外气体温度差和孔口高度差引起的浮力作用，即热压作用；二是存在着由室外风力引起的风压作用。

这两个条件同时或单独存在都可以形成自然排烟，基于这一工作原理，影响自然排烟效果的因素有如下四个：(1)烟气和空气之间的温度差。

温度差越大，烟气和空气间的容重差越大，所产生的浮力作用越大，排烟效果就越好。

(2)排烟口和进风口之间的高度差。

高度差越大，所产生的浮力越大，排烟效果越好。

所以，提高排烟口的位置和降低进风口的位置是提高排烟效果的有效措施。

(3)室外自然风力。

当排烟口位于下风向时，排烟是顺风的，由于室外风力的吸引作用，有利于自然排烟，风速越高越有利；相反，当排烟口位于上风向时，排烟是逆风的，由于室外风力的阻挡作用，不利于自然排烟，风速越高越不利，当风速大到一定值时，自然排烟失效，该风速值称为临界风速。

风速进一步扩大，将出现烟气倒灌现象。

(4)高层建筑的热压作用。

高层建筑中室内外温差引起的热压作用，在不同的季节是不同的。

在冬季采暖期间，产生的是正热压作用，上部楼层排气，下部楼层进风。

当下部楼层发生火灾时，在火灾初期，烟气将被进风带人走道、楼梯间，蔓延扩散到上部各楼层，而在夏季空调期间，产生的是反热压作用，上部楼层进风，下部楼层排气。

当火灾发生在上部楼层时，火灾初期，烟气将被进风带人走道、楼梯间，蔓延扩散到下部各楼层。

在上述四个影响因素中，有三个是不稳定的：(1)室外风向和风速随季节变化；(2)火灾期间烟气的温度随时间变化；(3)高层建筑的热压作用随季节变化。

这就导致自然排烟效果不稳定。

所以，对一些重要的高层建筑，单靠自然排烟方式是不能满足防排烟的要求的。

(二)应用场合1、对于设有可开启外窗的房间，可利用外窗进行自然排烟；对于无窗房间或设固定窗扇的房间，可采用排烟竖井开设专用排烟口实现自然排烟。

2、对建筑物单层面积小于500m2的内走道，可在两端开设可开启的外窗进行自然排烟；对于单层面积较大而不能开设外窗的内走道，可采用排烟口实现自然排烟。

3、敞开式楼梯间和封闭式楼梯间可相应于每层开设一外窗实现自然排烟，此外，封闭式楼梯间还必须在其顶部开设一排烟口，以保证更好的排烟效果。

防烟楼梯间的前室，靠外墙的可开设外窗实现自然排烟，无外墙的可设排烟竖井和专用排烟口实现自然排烟。

4、高层建筑中敞开式或半敞开避难层。

5、对于高大的单层建筑物，可在顶棚上开设天窗，平时作为自然通风排气口，火灾时则作为自然排烟的排烟口。

(三)排烟口及其布置发生火灾时将建筑物内所产生的烟气排向室外或烟道的出口称为排烟口。

对应于排烟方式，排烟口分为自然排烟口和机械排烟口。

1、有效尺寸(1)靠外墙的防烟楼梯间有可启外窗时，每五层内可开启外窗总面积之和不小于2m2；(2)防烟楼梯间前室，消防电梯前室，设有可开启外窗时，其面积，对独用前室不小于2m2，对合用前室不小于3m2；(3)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％；(4)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％；(5)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％。

2、布置排烟口必须布置在排烟场所的顶棚上或侧墙上部靠近顶棚处，排烟口下缘不得低于棚面80cm，在布置有防烟垂壁的情况下，不得低于防烟垂壁的下端。

自然排烟口的平面布置应遵循如下规定：(1)防排烟分区中任何一部分至最近排烟口的水平距离应不超过30m；(2)尽可能对称布置。

3、数量对于自然排烟，一个500m2的防排烟分区所需的排烟口总有效面积至少为10m2。

在建筑物某处开设这么大的孔一般是不大可能的。

在高层建筑中，自然排烟口通常都是采用分散布置方式，特别是同一防排烟分区中含有许多面积不大的房间时，原则上是至少每个房间有一排烟口。

对于一个较大而没有任何分隔的防排烟分区，一般应设置两个以上的排烟口。

对于面积较大而有分隔的防排烟分区，应根据分隔情况设置多个排烟口。

值得注意的是，在同一防排烟分区中分设两个以上的排烟口时，各排烟口之间应有联动装置，当任何一个排烟口开启时，其余排烟口必须随之开启，这样才能保证整个防排烟分区的总有效面积达到设计要求。

三、机械排烟(一)工作机理和应用场合利用机械排烟机抽吸着火层或着火区域内的烟气，并将其排至室外，当排烟量大于烟气生成量时，着火层或着火区域内就形成一定的负压，可有效地防止烟气向外蔓延扩散。

所以，这种机械排烟又称为负压机械排烟，也就是前述的第三种机械排烟方式。

我国规定，一类建筑和建筑高度超过32m的二类建筑中不具备自然排烟条件的下列部位应采用负压机械排烟。

1、长度超过20m且无直接采光窗或设固定窗的内走道；2、虽设有直接采光窗，但长度超过60m的内走道；3、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；4、净空间高度超过12m的共享空间；5、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地下室。

(二)排烟系统的划分机械排烟分为局部排烟和集中排烟两种不同的系统。

局部排烟就是在每个房间和需要排烟的走道内设置小型排烟机，当某个房间着火或走道中进烟时，该房间或走道的排烟机启动投入运转，实现局部排烟。

局部排烟系统排烟风机多，设备投资高，风机的维护工作量大，只适用于不能设置竖向烟道的场合。

集中排烟系统是把建筑划分为若干系统，每个系统设置一台较大容量的排烟风机，系统内任何部位着火时所生成的烟气通过排烟口进入排烟管道引到排烟机直接排至室外。

集中排烟系统划分时应注意如下几点：1、系统所包含的建筑面积不宜过大，一个水平的集中排烟系统可包含两个或两个以上面积较小的防排烟分区，而一个面积较大的防排烟分区也可划分成几个面积较小的系统。

2、走道的集中排烟系统宜竖向布置。

3、对于超高层建筑，为不使竖向的排烟系统负担过大的防排烟区域，常按竖向划分为两个以上的排烟系统。

4、处于同一系统中的防排烟分区的面积应尽可能相等或相近。

5、采用机械排烟方式的楼梯间及其前室必须单独作为一个排烟系统。

6、如利用通风空调系统的管道作为排烟系统时，必须采取可靠的防火安全措施，包括：(1)管道必须采用非燃材料制作；(2)安装在吊顶内的管道的保温材料亦必须采用非燃材料；(3)管道或保温层的外壁面应与可燃物保持不小于15cm的间距；(4)排烟机人口必须设有当烟气温度超过280℃时能自动关闭的防火阀。