第18讲 防火排烟系统设计

▪ 燃烧生成的气体：CO、CO2、氢化氰、HCl、SO2、丙烯醛等。
▪ 现代建筑中装修材料和化工材料使用较多，燃烧生成的气 体种类和毒性更大。
▪ 烟气的危害：
–毒性 –降低了能见度
室内人员呼吸和疏散困难 妨碍消防人员有效地实施扑救
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二、防排烟设计的基础知识
（一）烟气的流动规律
▪ 为什么要了解烟气流动规律？
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隔墙 挡烟梁
挡烟垂壁
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3．封闭楼梯间
▪ 封闭楼梯间是指设有阻挡 烟气的双向弹簧门及外开 门的楼梯间（开向疏散方 向），如图7-2。
• 有助于正确设计防排烟系统 • 采取相应措施降低烟气的危害
▪ 在不同燃烧阶段烟气流动状态是不同的：
• 火灾初期，烟气比重小，在热压作用下向上升腾，遇到 天棚转化为水平方向流动，此时呈层流状态流动
• 当遇到梁或挡烟垂壁时烟气折回在空间上部聚集，当烟 气厚度超过梁或挡烟垂壁竖向尺寸时，继而越过梁或挡 烟垂壁继续扩散，这一阶段烟气流动速度约为0.3m/s
区域扩散
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（三）术语
1．防火分区
▪ 为了防止火势蔓延，需要将火灾控制在一定范围内， 以减少火灾造成的损失。
▪ 在建筑设计中，利用具有一定耐火能力的墙、楼板等 分隔构件将建筑物的平面和空间分成若干分区，能够 在一定时间内将火灾控制在某一范围内，这些分区称 为防火分区。
▪ 防火分区按其作用分为： • 水平防火分区 • 竖向防火分区
▪ 建筑火灾给人类的生命财产安全造成极大危害和威胁
▪ 其危害主要来自三个方面： – 火灾产生的热量和高温
建筑火灾
– 燃烧产物包括毒气、烟尘，易使人窒息死亡
– 火灾发生后，人们产生恐惧、惊吓而采取不理智行动
建筑火灾中的人员伤亡，有80%死于毒气。
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（二）火灾燃烧产物及其危害性
▪ 火灾燃烧产物主要由气体、液体颗粒和固体颗粒组成，通 常称为烟气。
• 轰燃前，烟气扩散速度约0.5～0.8m/s • 轰燃时，烟气被喷出的速度每秒可高达数十米
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❖ 烟气流动状态：在竖直方向与水平方向也不同的
▪ 在竖直方向的扩散速度
• 火灾初期，烟气上升速度达到1～2m/s • 在热压作用下烟气迅速上升，最盛时达到3～5m/s • 轰燃时达到9m/s
❖ 二类公共建筑包括除一类建筑以外的商业楼、展 览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼、商住楼、 图书馆、书库；省级以下邮政楼、防灾指挥调度 楼、广播电视楼、电力调度楼；建筑高度不超过 50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、 档案楼等。
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第一节 概论 第二节 自然排烟 第三节 机械加压送风 第四节 机械排烟 第五节 通风与空调系统的防火 第六节 地下汽车库防排烟设计
中央级和省级（含计划单列市）广播电视楼；网
局级和省级（含计划单列市）电力调度楼；省级
（含计划单列市）邮政楼、防灾指挥调度楼；藏
书超过100万册的图书楼、书库；重要的办公楼、
科研楼、档案楼；建筑高度超过50m的教学楼和
普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等。
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❖ 二类居住包括建筑十层至十八层的普通住宅。
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（三）烟气控制原则 1．人员疏散路线 ❖ 人员疏散路线（一般分为四个阶段）：
▪ 第一阶段为室内任一点到房间门口的路程 ▪ 第二阶段为房间门口到进入楼梯间的路程，即走廊内
的疏散 第三阶段为进入防烟
楼梯间前室、消防电 梯间前室或合用前室 第四阶段为进入防烟 楼梯间或避难层
→ 人员流向 ← 烟气流向
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第一节 概论
一、火灾的危害 二、防排烟设计的基础知识 三、建筑防排烟设置范围 四、建筑防排烟设计常用规范 五、防火排烟设计的任务
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一、火灾的危害
（一）火灾及其危害
▪ 火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害
▪ 火灾种类很多，如森林火灾、石油化工火灾、建筑火灾等
• 通过划分防火分区和防烟分区防止火势蔓延和烟气扩散
▪ 加压送风防烟
• 通过将一定量空气送入房间或通道内，使室内保持一定 压力以阻止烟气扩散到房间内
• 或在敞开的门洞处有一定流速，通过控制气流的流向来 阻止烟气扩散到疏散通道
▪ 疏导排烟
• 通过热压、风压作用或排烟风机作用将烟气从着火房间 排除，保证着火房间为负压，以阻止烟气向其他房间或
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❖ 水平防火分隔有： ▪ 防火墙、防火门、防火窗、防火卷帘、防火水 幕等 ▪ 建筑的墙体客观上也发挥着防火分隔作用
❖ 竖向防火分隔有：楼板、避难层、防火挑檐、功 能转换层等
“高规”规定
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2．防烟分区 ▪ 为了控制火灾和烟气的流动 和蔓延，利用防烟隔断将一 个防火分区划分为多个小区 域，每个小区域即为一个防 烟分区 ▪ 防烟分区是对防火分区的细 分，防烟分区的作用是有效 控制烟气流动，但无法防止 火灾扩散 ▪ 常用的防烟隔断主要有：挡 烟垂壁、隔墙或从顶棚下突 出不小于0.5m的挡烟梁
❖ 总结，烟气流动规律：
▪ 流动方向总是由压力高处流向压力低处 ▪ 烟气流动速度在燃烧的不同阶段是不同的 ▪ 而且烟气流动速度在竖直方向较水平方向上大得多
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（二）建筑火灾烟气流动的影响因素
▪ 温度引起的烟气膨胀 ▪ 烟囱效应 ▪ 室外风力的影响 ▪ 通风空调系统的影响 ▪ 其他因素
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❖ 一类居住建筑包括高级住宅和十九层及十九层以 上的普通住宅。
❖ 一类公共建筑包括医院；高级旅馆；建筑高度超
过50m或每层建筑面积超过1000m2的商业楼、展
览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼；建筑高度
超过50m或每层建筑面积超过1500m2的商住楼；
沿疏散路线方向，各阶段的安全性依次提高
2．烟气控制原则
▪ 控制烟气的目的：使烟气不向疏散通道、安全区和非 着火区流动，也就是控制烟气流动方向与人员疏散方 向相反
→ 人员流向 ← 烟气流向
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排烟
❖ 烟气控制须遵循以下原则：
送风
送风
▪ 控制烟气扩散范围
→ 人员流向 ← 烟气流向