论高级体育馆空调防火与排烟系统设计

一、设计导言

现代高级体育建筑，在国际体育运动、奥运会、亚运会、全运会世界名星赛的积极推动下，象雨后春笋般层出不穷，体育康乐城的迅速兴起，体育建筑世界大放异彩，体育建筑聚集人多，面积大，空间高，一旦发生火灾物体燃烧时将产生温度很高的有毒和可燃气体四处流串，引发瞬间爆燃，给疏散与扑救造成困难，以致中毒、窒息、伤亡、会造成很大的损失。因此，体育馆通风空调防火与防排烟的设计，是关系以生命与财产安全的重大问题，决不可掉以轻心。在体育建筑防火与排烟系统的设计中为了防止和减少火灾的危害，保障国家财产和人身安全，要求在体育建筑中加强防火排烟的设计是具有十分重要的现实经济意义的。

现在新的防火规范GB0045-95强制性国家标准自1995年月日11月1日起施行。因此如何认真贯彻执行好新《高规》，“以防为主，防消结合”这个设计精粹，把事故稳患消灭于未然，这就需要探讨研究，科学地寻找出一条具有体育建筑特色的，必须全面考虑防火安全，实现通风、空调系统自身安全及保证人员安全疏散与消防迅速扑救的防排烟系统。

二、高级体育建筑消防排烟的重要性

1、体育建筑火灾特性分析：现代化体育建筑，电气设备多，线路错综复杂，通风空调管道四通八达，都是造成火灾蔓延扩大的途径，无论是多功能体育馆、游泳馆、还是室内溜冰场或冰球馆，一旦发生火灾，在比赛大厅内，火焰中心垂直上升气流，就会以4~6m/s的速度向顶棚和屋架蔓延，这时馆内的各种竖井，如新风、排风、送、回风及水管道井，楼梯间和电梯井等都成为窜火的大烟囱。由于烟囱效应热压作用造成烟火迅速扩展，甚至通过伸缩缝迅速传播，当火源燃烧到6分钟时，火焰温度则会升到900℃以上，由于火灾燃烧与烘烤等作用下，使钢屋架强度降低，大

空间内起火一般在15分钟左右钢屋架就会塌倒，此时大厅内烟雾弥蔓，火光熊熊，观众必然惊恐万状，一片混乱，急相逃难将会造成重大的伤亡事故和严重的经济损失。

2、引起火灾的原因分析：依据国内外高级体育建筑引起火灾的原因有：(1)大多数是由于电器设备及其线路年久失修，电器绝缘老化，长时间通电过热引起火灾;

(2)日光灯线路连接不密实，形成接触不良，产生高热可燃烧着火酿成火灾;(3)电气线路接头铜铝线氧化，接触不良电阻过大，产生高热，使燃烧物引起火灾;(4)由于抛掷烟头点燃可燃物或垃圾引起火灾;(5)由于电气施工的明火点燃风管保温材料而造成火灾;(6)还有其他稳蔽的原因造成火灾事故。因大空间建筑物火灾扑救很困难，故造成的经济损失，是很巨大的。

3、体育建筑发生火灾造成损失的实例：(1)某市体育馆在1973年发生火灾，大火燃烧了5个多小时，使这座5000多座位的大型体育馆全部烧毁，损失千万元，损失惨重，后来只好重建;(2)某市体育馆相连中的附属房于1974年4月发生火灾，据分析是由于电线绝缘老化两线碰在一起引起短路火灾，发生在夜间，报警晚，消防队到达火场时，火焰已穿出屋顶以致使几百平方米的建筑全部烧毁，损失惨重;(3)英因布拉德福德市室外体育场主看台在1985年5月起火，当时正在进行足球比赛，场内有12000人观众，火灾是由于烟头点燃垃圾着火引起，出现明火1分钟后，火灾就达到主看台后面的屋顶，火焰猛烈延伸向下面的可燃物辐射热能，造成下面看台火焰迅速向水平方向发展，引起屋顶结构也随之燃烧，大火燃烧7个多小时，场内座位和看台全部烧毁。

被烟气烧死和薰死的观众达52人，受伤者有200多人，轰动英国，英首相为此发表电视讲话，应从中吸取严重的教训。从以上火灾实例，可见抓紧现代体育建筑的防排烟设计是多么的重要。

三、体育建筑通风、空调防火与排烟的技术措施

现代体育建筑的通风空调管道纵横交错，分布于各个部分，如若处理的不好，管网就会变成串火大烟囱，因此必须有可靠的防火安全技术措施来加以防患。

1、通风、空调机房、制冷机房及中央电脑管理控制室、消控中心等均应设有自动报警控测器，中央控制室还要有自动灭火装置;

2、空调风管、冷(热)水管采暖和设备等的保温材料均应用非燃材料;

3、风管及配件(如风口和阀门等)应用非燃材料制作，空调系统一般不许兼作火灾时的排烟系统，如确实必须兼用时，应设有安全可靠的自动切换阀门，对于一般排风系统可兼作火灾时的排烟系统，其风管，管道及设备均应满足排烟系统的要求;

4、通风、空调机方应为独立房间，用防火墙防火板与其他房间隔开，机房与邻近走廊或房间的门应为甲级防火门;

5、通风空调系统采用的风机或空调器采用非燃材料制品，塑料风机及玻璃钢空调器不应采用;

6、为抑制烟气流窜，火灾蔓延，通风空调系统的送风管、回风或新风管在穿越防火墙、防火楼板时应装设防火阀。同时风管不宜穿过防火墙和变形缝，若必须穿越时，应在穿越处设置防火阀，垂直总风管与每层水平交接处的水平管段上也应设置防火阀，与防火阀连接的风管在穿琥防火墙或防火楼板处应用≥2mm厚的钢板制作;

7、在空调器连接的送风与回风总管上的防火阀应设阀门关闭连锁信号，即防火调节阀关闭时可联动送风机和回风机停止运行;防火阀安装应设置单独吊支架，以防止风管变形时影响防火阀关闭的严密性，并在防火下设置450×450mm检查孔;

8、消声器、消声弯头的保温材料也应为非燃材料，消声用材也应用非燃消声材

料;

9、所有通风、空调及制冷设备的电源均应与体育建筑的自动报警灭火系统相联锁，一旦某位发生火警、通风、空调及制冷电器设备的电源应随之立即切断和停止运行。

四、正压送风量与排烟量简易快速优化计算方法

1.正压送风系统送风量的快速优化计算方法：

正压送风系统旨在于发生火灾后，保证体育建筑内有几条安全可靠的疏散通道，来完成人们的安全迅速撤离，并保证消防人员能安全迅速通过，尽快地扑灭火灾;保证楼梯间、电梯间、前室和合用前室与通道之间维持一定的正压值，使外部烟气不致侵入，保证每人有足够的新鲜空气及保持楼梯间内有较高的能见度和清晰的光线，确保火灾发生时有一条可靠的安全疏散通道。在国内外实际所采用的计算方法根据不完全统计有几十种，大体上可以归纳为压差法，门洞风速法，层均风量法和综合计算法等四种，而这其中要以压差法和门洞风速最为优化快速实用。

因此，中国建筑科学研究院防火部在研究测定：正压磅负系统峋风压值的实验研究时，就是以作者提出上述的两个方法，实验结果证实压差法比门洞风速法来得困难些，但压差法比门洞风速法更准确和符合实际些，现把压差计算法和门洞风速法介绍如下：

(1)压差计算法：基本公式为：

L=aF[(2ΔP/P)1/2]×3600(m3/h)-(1)

式中：ΔP-开门两侧的压差;

a-开门的流量系数，一般a=0.6~0.7，通常取0.65;

P-通过开门的气密度(取空气密度)，取空气20℃时为1.2(Kg/m3);

F-开门流通面积(m2);