大空间建筑的通风与防排烟设计

大空间建筑的通风与防排烟设计

摘要：介绍了某体育馆中庭的通风与防排烟系统的设计，认为此类建筑的中庭应当设置防排烟设施，并有必要对其设置依据、方法、排烟量计算等相关问题开展深入的研究和讨论。

关键词：体育馆建筑中庭通风量通风设施排烟量排烟设施

Abstract: this paper introduced ventilation and smoke control system design of the atrium in a gymnasium that such building’s atri um smoke management facilities should be set, and the need to set the rationale, methodology, and calculation of smoke emission related issues in-depth study and discussion.

Key words: stadium building; atrium; ventilation rate; ventilation; emission of smoke; smoke Facilities

随着现代建筑的发展，设有中庭的多层民用建筑如体育馆、商场、会展中心等建筑大量涌现。这类建筑的中庭建筑高度大多超过12m，屋面采用大跨度轻型钢结构或网架结构、玻璃采光顶。它具有内部空间大、使用功能复杂、人员密度大、可燃物较多、火灾强度大等特点。一旦发生火灾，人员的疏散、火灾的救援难度较大。鉴于以上特点，这类建筑的中庭的确有设置防排烟设施的必要。本文仅就笔者以前设计的某体育馆，结合切身经验，从具体操作上谈谈多层建筑中庭的通风排烟系统设计。

一、工程概述本工程为甘肃某县体育馆，主体结构采用钢筋混凝土框架结构，屋面采用正放四角锥螺栓球节点网架。玻璃采光顶；建筑高度为22.80m。体育馆为小型体育馆，呈长方形，中心主体部分为比赛及训练场地，四周为配套用房。地下一层为泵房及消防水池；地上二层，局部三层。地下一层层高为4.20m;四周配套用房一层层高为3.60m，二层层高为3.60m，局部三层层高为3.60m; 中庭贯穿一至三层；中心场地净高为14.50m。四周看台固定座位约1175个，临时座位约984个，共可容纳观众约2159人。总建筑面积为7942.77㎡。其中地上建筑面积7745.40㎡，地下建筑面积197.37㎡。体育馆的设计等级为丙级；

二、该体育馆的通风系统设计配套用房通风系统设计如下:(a)地下水泵房、消防水池设置一台混流型风机通风，通过排风竖井排向室外，通风换气次数为3次/h。计算通风量为2486 m3/h。(b)一层变配电室、设置机械通风系统，通风换气次数为6次/h，计算通风量为1582.4 m3/h。(c)一层贵宾休息室设置吊顶式新风换气机组进行通风换气，在冬季，室内排风与室外新风进行换热后排至室外。贵宾休息室换气次数按3次/h计。(d)健身房、舞蹈室以自然通风为主，机械通风为辅。分别各采用一台混流型通风机通风,通风换气次数为3次/h。(e)本工程

7.200标高管理用房设置机械通风系统，通风换气次数为3次/h，计算通风量为1761.3 m3/h，(f)本工程公共卫生间，淋浴间、更衣室等均设置管道式换气扇，用通风管引至室外机械排风。卫生间换气次数为10次/h计算。

三、体育馆内不能自然排烟的内走道设机械排烟系统设置：（a）本工程一层内走道划分

为三个防烟分区，如上图所示，设置了三个排烟系统PY-1、PY-2、PY-3排烟系统，系统排烟量以60m3/m2.h计,排烟量分别如下：PY-1、PY-3系统防烟分区面积为230 m2，计算排烟量为13800 m3/h，考虑到漏风量选用排烟风机排烟量为计算排烟量的1.2倍，排烟风机排烟量为16090 m3/h；PY-2系统分区面积为158m2，计算排烟量为9480 m3/h，选用排烟风机的排烟量为12000 m3/h；火灾时,相应防烟分区内走道排烟管上排烟防火阀启动,系统开始排烟，风机入口设有280℃关闭的排烟防火阀，当烟气温度超过280℃时，排烟防火阀关闭,联锁风机停运。（b）.本工程二层辅房不能自然排烟的内走道设置了两个机械排烟系统PY-4、PY-5排烟系统；PY-4、PY-5排烟系统，内走道防烟分区面积为均为230 m2排烟系统排烟量以60m3/m2.h计, 计算排烟量均为138000 m3/h，考虑到漏风量选用风机排烟量为计算排烟量的1.2倍，选用排烟风机排烟量为16090 m3/h。火灾时,相应防烟分区内走道排烟管上排烟防火阀启动,系统开始排烟，风机入口设有280℃关闭的排烟防火阀，当烟气温度超过280℃时，排烟防火阀关闭,联锁风机停运。

四、中庭排烟设施的设置依据多层建筑内的中庭一般设在建筑物内部，上下贯穿多层空间，其用途多种多样，因此其防灾措施既有共同的特征，又具有自身的特点。由于中庭空间形似烟囱，因此易产生烟囱效应。若中庭空间与周围楼层间无分隔、中庭空间又未考虑排烟设施，当火灾发生时，烟气很快就进入中庭，并向周围楼层扩散，进而扩散到整个建筑物。同样中庭内上升的烟气会在上部形成烟气层，并缓慢下降，进而影响消防救灾活动。因而在中庭中对烟气的控制，防止燃烧的传播和扩散是很重要的。除了在建筑设计中正确确定防火分区，进行防火设计和设置灭火设施外，其防排烟设计也非常重要。

五、中庭排烟设施的方式选择建筑物的排烟设施分为机械排烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。机械排烟是设置专用的排烟口、排烟管道及排烟风机等，把火灾时产生的烟气和热量排至室外。自然排烟是利用火灾时产生的热压，通过可开启的外窗或排烟窗（包括在火灾时破碎玻璃以打开外窗）把烟气排至室外。参照《高规》第8.4.1.3条：“不具备自然排烟条件或净空高度超过12m的中庭应设置机械排烟设施。”也就是说，净空高度小于12m、且具备自然排烟条件的中庭，可采用自然排烟设施；其可开启外窗的面积也可参照《高规》第8.2.2.5条：“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%”的规定执行。不具备自然排烟条件或净空高度超过12m的中庭，必须采用机械排烟设施。该体育馆中庭的净空高度为14.5m，因此设计采用机械排烟设施。