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地下室通风与排烟设计

简介：从通风排烟系统划分、通风方式及通风排烟风机选择方面 , 介绍了高层建筑地下室通风系统和排烟系统相结合 , 以充分利用地下室上部空间的设计方法 , 包括解决从平时运行到火灾运行的可靠转换的做法。强调了风机的选择、布置及设计中需注意的问题。

关键字：地下室通风 , 排烟设计

高层建筑地下室面积大 , 层数多为 1～3 层 , 除大部分作地下车库外 , 常设置

部分设备用房 , 如高低配电室、水池、泵房、通风排烟机房及空调冷冻机房。若设

有六级人防地下工事, 则地下层还应设有人防进出风口部分( 滤毒室、进风机房、密闭通道、消毒通道、扩散室、活门室等) 。因此, 地下室集中了水电、通风空调大部分管线 , 特别是通风排烟管道 , 尺寸大 , 系统多。在工程设计中 , 有必要把平时通风管道兼作火灾时该区的排烟管, 以减少地下室上部空间占用及风管用量, 而排风排烟机合理组合及控制 , 对于火灾时排风排烟系统可靠地转换为排烟系统就显得很重要。

1系统划分

通风排烟系统划分应结合建筑防火分区来考虑 , 做到既有利于通风系统兼作排烟系统 , 又不会出现排烟风管跨越防火分区的现象。根据文献 [1], 地下室在设有自动喷淋灭火设施时 , 防火分区面积为 1000m2,可分成 2 个防烟分区 , 排烟量按

60m3/(h ·m2)计算 , 该防火分区排烟量为 60000m3/h,而平时通风量按换气次数 8h-1 计算 , 层高 ( 净高 ) 按 3.9m 计, 通风量为 1000×3.9 ×8=31200m3/h。可见 , 平时通风量与火灾时排烟量相差约一半 , 而平时通风管主干管风速一般设计在 8～10m/s, 火灾时排烟风管风速允许最大达 20m/s, 所以使用一套风系统可以满足通风与排烟要

求 , 但应注意 , 共用一套风管时风管应满足排烟风管所要求的壁厚 ( 最小厚度不应小于1mm)。所以每个防火区应设一套通风、排烟系统 , 按文献 [1] 还应设一套机械进

风系统 , 进风量为火灾时排烟量的一半。此进风系统除保证火灾时启动补风外 , 最好平时也能开启补风 , 特别是对于地下二层及更深层的地下室 , 靠车道补新风已不可能。

2 通风方式

平时通风采用均匀排风 , 即地下室均匀设置排风管及排风口 , 平时通风用 , 火灾时兼作排烟风管及排烟口 ; 地下一层考虑由车道自然进风 , 其它层由火灾时进风系

统兼作平时进风。机械进风系统可不接送风管或接一小段风管相对集中送风 , 此通风方式比均匀送风、集中排风效果会好。另外 , 每个防火分区即对应一个排风、排烟系统及进风系统 , 应设置进风竖井、排风竖井 , 进风口应设在地面洁净处 , 若能与地面主楼有一定距离更好 , 其受火灾烟气影响会小 ; 排风口位置应高于附楼屋面 , 以减少排风对地面环境影响。

3 排风排烟机及进风机设置

风机选型 : 排风排烟风机可选离心风机或者高温轴流风机。普通离心风机即

可满足排风排烟要求 , 但大风量离心风机只能安装在地面, 占地较大 , 需要较大机房。高温轴流风机为消防专用风机, 也能满足在 280℃烟温下运行30min 的要求 , 而高温轴流风机体积小 , 一般可吊装 , 若设机房面积也小 , 实际工程设计中 , 往往采用高温轴流风机排烟。下面就高温轴流风机与普通轴流风机在排烟通风系统的组合应用

方面分别讨论。

图 1

1高温轴流风机HIF - 8 # , 30 000m3/ h ,661Pa ,7. 5 kW火灾时开启 ,平时关闭

2高温轴流风机HIF - 8 # , 30 000m3/ h ,661Pa ,7. 5 kW火灾时开启 ,平时开启

3消声箱 2 300 ×1 000 ×900 ( H)

4止回阀a850

5防火阀280℃

6石棉布软接L=200

3.1 平时和火灾时均使用高温轴流风机 , 如图 1。

可选 2 台型号相同、风量均为 30000m3/h 的高温轴流风机。压头按管路阻

力定 , 平时开启一台作机械排风用 , 火灾时另一台同时启动进行排烟, 当烟温 280℃时 , 通过风机入口的 280℃防火阀关闭 2 台联动风机停止工作。由于平时仅开启一台 , 另一台风机停止 , 应在每台风机管路上设止回阀 , 以免短路 , 同时 , 也可防止上、下层气流 ( 烟气 ) 进入。 2 台风机应设计为平时可手动控制 , 互为备用 , 不致造成某台风机总不开启 , 损坏也不知道。为了减少风机噪声对车库及其它房间的影响 , 应在风机前后接内衬不锈钢丝网的不燃石棉布软接头及消声静压箱。为了尽量少占上部空

间应充分利用梁上部吊装风机及消声静压箱 ( 如图 2), 但这种方式平时运行时噪声大。

3.2 平时开启低噪混流风机, 火灾时仅开启高温轴流风机, 这种方式高温轴

流风机风量为60000m3/h。

混流风机仅为平时排风用 , 火灾时停止。由于平时开启低噪混流风机 , 故该方式平时运行噪声较小 , 但排烟用的高温风机功率容量较大 , 外形体积也大 , 必要时 , 可选用 2 台高温轴流风机供火灾排烟用。图 3 为其安装示意图。此方式可用于平时要求噪声小的场合。

以上两种方式中的止回阀也可使用排烟阀及防烟阀等来达到要求 , 但这些阀门均要由火灾信号控制并与风机联动 , 其动作可靠性直接影响到排烟系统的可靠性 , 并且防、排烟阀价格均较高 , 因此 , 使用止回阀会更合理、可靠。

3.3 排风排烟风机选择双速高温轴流风机, 平时为低速运行 , 火灾时高速运行。

如:HTF- Ⅱ,12#, 风量 60000m3/h 或 43000m3/h,风压 680Pa或 420Pa,功率17kW或 8kW,转速分别为 960r/min 和 720r/min 。风机体积进一步缩小 , 但低速时功

率及风速偏大 , 电气应做相应转换控制 , 噪声也较大。

图 2

1 低噪混流风机 SWF-9#,30000m3/h,300Pa,5.5kW平时开启 , 火灾时关闭

2 高温轴流风机 HIF-12#,60000m3/h,680Pa,18.5kW 火灾时开启 , 平时关闭

3 消声箱 2300×1000×900(H)

4 止回阀 a700

5 防火阀 280℃

6 石棉布软接 L=200