新防排烟技术在某大型冷库穿堂及楼梯间的应用

新防排烟技术在某大型冷库穿堂及楼梯间的应用

作者：李鹏刘李平廖晓峰杨勇丁胜伟

来源：《砖瓦世界·下半月》2019年第10期

摘要：结合目前设计完成的工程实例，对《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017（下文简称新防排烟规范）中的防烟设计和排烟设计在冷库穿堂中的实际应用进行设计计算，对今后的防、排烟设计提供参考。

关键词：建筑防烟排烟系统技术标准;防烟设计;排烟设计;冷库穿堂;实际应用

一、本项目穿堂及楼梯间情况的介绍

本项目冷冻车间一穿堂的建筑面积为5467平米，共4层，室内设计温度要求为10～12°C，高度32.5米;冷冻车间二穿堂的建筑面积为4552平米，共4层，室内设计温度要求为10～12°C，高度32.5米。根据穿堂的特点，穿堂的维护结构必须设置隔热层，窗户均选择采用固定窗。根据《建筑防烟排烟系统技术标准》[1]（GB51251-2017）第3.1.3条的规定，本项目属于建筑高度小于50m的工业建筑，且不满足自然通风条件，故其防烟楼梯间均采用机械加压送风系统。又根据《建筑设计防火规范》[2]（GB50016-2014）（2018年版）第8.5.2条第一条的要求（“人员或可燃物较多的丙类生产场所，丙类厂房内建筑面积大于300m2且经常有人停留或可燃物较多的地上房间”应设置排烟设施），故本项目的封闭式降温穿堂需设置排烟系统，且不满足自然排烟的要求，因此设置了机械排烟系统。

二、防、烟量的计算

（一）防烟楼梯间机械加压送风量的计算：

1、开启着火层疏散门时为保持门洞处风速所需的送风量L1的确定;开启门的截面面积

Ak=1.2×2.1=2.52（m2）;门洞断面风速取V=1.0m/s;常开风口，开启门的数量

N1=3;L1=Ak×V×N1=2.52×1×3=7.56（m3/s）

2、对于楼梯间，保持加压部位一定的正压值所需要的送风量L2的确定;取门缝宽度为0.004m，每层疏散门的有效漏风面积A=（2.1×3+1.2×2）×0.004=0.0348m2;门开启时的压力差取ΔP=12Pa;漏风门的数量N2=4-

3=1;L2=0.827×A×ΔP1/n×1.25×N2=0.827×0.0348×121/2×1.25×1=0.124≈0.12（m3/s）。

3、楼梯间的机械加压送风量：Lj=L1+L2=7.56+0.12=7.68（m3/s）=27648（m3/h）。Lj——楼梯间的机械加压送风量（m3/s）;L1——门开启式，达到规定风速值所需的送风量

（m3/s）;L2——门开启式，规定风速值下，其他门缝漏风总风量（m3/s）;由于本项目建筑高度大于24m，故将计算值与技术标准中表3.4.2-3中的数值进行比较，取较大的值。经比较之后，按照表3.4.2-3中的取值确定计算值，本项目取值为38000m3/h，设计风量不应小于计算风量的1.2倍，因此设计风量应不小于38000×1.2=45600m3/h。

（二）封闭式降温穿堂机械排烟量的计算：

1、最小清晰高度的计算;Hq=1.6+0.1×H’=1.6+0.1×7.8=2.38mHq——最小清晰高度（m）H’——对于单层空间，取排烟空间的建筑净高度（m）;对于多层空间，取最高疏散楼层的层高（m）。

2、储烟仓的厚度按照1.5m计算，即燃料面到烟层底部的高度为6.00m，计算机械排烟系统的排烟量。左侧穿堂1-4层的防烟分区由一个排烟系统担负，右侧由另外一个排烟系统担负，故排烟量按最大的一个防烟分区的排烟量计算。

（1）确定热释放速率的对流部分QC;Qc=0.7Q=0.7×2500=1750kw

（2）确定火焰极限高度Z1;Z1=0.166QC2/5=0.166×17502/5=3.29m

（3）确定燃料面到烟层底部的高度Z;Z=6m

（4）确定轴对称型烟羽流质量流量

Mρ;Mρ=0.071QC1/3Z5/3+0.0018QC=0.071×17501/3×65/3+0.0018×1750=20.1kg/s

（5）计算烟气平均温度与环境温度的差ΔT;ΔT=KQc/MρCρ=1.0×1750/（20.1×1.01）

=86.20K

（6）确定烟层的平均绝对温度T;T=T0+ΔT=293.15+86.20=379.35K

（7）计算排烟量V;V=MρT/ρ0T0=20.1×379.35/（1.2×293.15）=21.68m3/s=78048m3/h

（8）单个排烟口的最大允许排烟量Vmax，按照新防排烟规范中附录B选取，

Vmax=22180m3/h，本项目单个排烟口的排烟量取20000m3/h。

（9）补风量的计算：补风量不小于最小排烟量的50%。最小允许排烟量

Vmix=90400×0.5=45200m3/h本項目补风量取59000m3/h。

三、防、排烟系统的设计及控制要求

（一）防、排烟系统设计

1、冷库封闭降温穿堂设置机械排烟系统。封闭降温穿堂净高7.6m，且设有喷淋系统，经计算每个防烟分区的计算排烟量为90400m3/h，并考虑1.2倍的修正系数，设计排烟量不小于108480m3/h。排烟风机设置在降温穿堂屋面专用排烟机房内。由于本穿堂不设置吊顶，排烟口采用上排烟口，且排烟口位于储烟仓内。降温穿堂的每个防烟分区均设有消防补风系统，补风系统大于排烟量的50%，补风风机设置在降温穿堂屋面专用机房内。

2、冷库封闭降温穿堂楼梯间不满足自然排烟要求，均设置了机械加压送风系统。加压送风口采用双层百叶送风口，加压送风机设置于屋顶专用机房内。

3、设置加压送风系统的楼梯间，正压值为40～50Pa。压力传感器设置在楼梯间的二层，超压时控制加压送风机前的旁通阀开启，为进一步保证安全，在楼梯间和走廊之间设有余压阀。

4、楼梯间在顶层设置面积不小于1m2的固定窗，靠外墙的防烟楼梯间，应在其外墙上每5层内设置总面积不小于2m2的固定窗。

（二）防、排烟系统控制

1、通风风管穿越机房的隔墙、楼板、防火分区的隔墙处及与风井相接处，穿越变形缝两侧均设置70℃防火阀。

2、首层至四层穿堂的排烟口均采用单层百叶排烟口，在各层设置280°C常闭的排烟防火阀，在屋顶排烟风机前设置280℃常开的排烟防火阀。排烟补风口采用电控多叶补风口。

四、结语

伴随着新的防排烟规范的落地与实施，设计人员在学习和理解新规范要求的同时，也应该针对工程实际，仔细分析其客观特性，提出安全可靠、经济合理的设计方案，采取有效的措施，以满足工程实际所要达到的设计目的和要求。

参考文献：