1、第一章 機械排煙系統 在不具備自然排煙條件時，機械排煙系統能將火災中建筑房間、走道中的煙氣和熱量排出建筑，為人員安全疏散和滅火救援行動創造有利條件。 一、機械排煙系統的組成 機械排煙系統是由擋煙壁（活動式或固定式擋煙垂壁，或擋煙隔墻、擋煙梁）、排煙口（或帶有排煙閥的排煙口）、排煙防火閥、排煙道、排煙風機和排煙出口組成。 二、機械排煙系統的工作原理 當建筑物內發生火災時，采用機械排煙系統，將房間、走道等空間的煙氣排至建筑物外。當采用機械排煙系統時，通常是由火場人員手動控制或由感煙探測器將火災信號傳遞給防排煙控制器，開啟活動的擋煙垂壁將煙氣控制在發生火災的防煙分區內，并打開排煙口以及和排煙口聯動的

2、排煙防火閥，同時關閉空調系統和送風管道內的防火調節閥，防止煙氣從空調和通風系統蔓延到其他非著火房間，最后由設置在屋頂的排煙機將煙氣通過排煙管道排至室外。如圖3-10-8所示。 目前常見的有機械排煙與自然補風組合、機械排煙與機械補風組合、機械排煙與排風合用、機械排煙與通風空調系統合用等形式，如圖3-10-9和圖3-10-10所示。一般要求是： 1）排煙系統與通風、空氣調節系統宜分開設置。當合用時，應符合下列條件：系統的風口、風道、風機等應滿足排煙系統的要求；當火災被確認后，應能開啟排煙區域的排煙口和排煙風機，并在15s內自動關閉與排煙無關的通風、空調系統。 2）走道的機械排煙系統宜豎向設置；房間

3、的機械排煙系統宜按防煙分區設置。 3）排煙風機的全壓應按排煙系統最不利環管道進行計算，其排煙量應增加漏風系數。 4）人防工程機械排煙系統宜單獨設置或與工程排風系統合并設置。當合并設置時，必須采取在火災發生時能將排風系統自動轉換為排煙系統的措施。 5）車庫機械排煙系統可與人防、衛生等排氣、通風系統合用。 三、機械排煙系統的選擇 1）建筑內應設排煙設施，但不具備自然排煙條件的房間、走道及中庭等，均應采用機械排煙方式。高層建筑主要受自然條件（如室外風速、風壓、風向等）的影響會較大，一般采用機械排煙方式較多。 2）人防工程以下列位置應設置機械排煙設施： 建筑面積大于50，且經常有人停留或可燃物較多的房

4、間和大廳。 丙、丁類生產車間。 總長度大于20m的疏散走道； 電影放映間和舞臺等。 3）除敞開式汽車庫、建筑面積小于1000的地下一層汽車庫和修車庫外，汽車庫和修車庫應設置排煙系統（可選機械排煙系統）。 4）機械排煙系統橫向應按每個防火分區獨立設置。 5）建筑高度超過50m的公共建筑和建筑高度超過100m的住宅排煙系統應豎向分段獨立設置，且每段的高度，公共建筑不宜超過50m，住宅不宜超過100m。 需要注意的是，在同一個防煙分區內不應同時采用自然排煙方式和機械排煙方式，因為這兩種方式相互之間對氣流會造成干擾，影響排煙效果。尤其是在排煙時，自然排煙口還可能會在機械排煙系統動作后變成進風口，使其失

5、去排煙作用。 四、機械排煙系統的主要設計參數 （一）最小清晰高度的計算 走道的最小清晰高度不應小于其凈高的1/2，其他區域最小清晰高度應按以下公式計算： 火災時的最小清晰高度是為了保證室內人員安全疏散和方便消防人員的撲救而提出的最低要求，也是排煙系統設計時必須達到的最低要求。對于單個樓層空間的清晰高度，可以參照圖3-10-1a所示，式（3-10-9）也是針對這種情況提出的。對于多個樓層組成的高大空間，最小清晰高度同樣也是針對某一個單層空間提出的，往往也是連通空間中同一防煙分區中最上層計算得到的最小清晰高度，如圖3-10-11b所示。然而，在這種情況下的燃料面到煙層底部的高度Z是從著火的那一層起

6、算，見圖3-10-11b所示。 空間凈空高度按如下方法確定： 1）對于平頂和鋸齒形的頂棚，空間凈空高度為從頂棚下沿到地面的距離。 2）對于斜坡式的頂棚，空間凈空高度為從排煙開口中心到地面的距離。 3）對于有吊頂的場所，其凈空高度應從吊頂處算起；設置格柵吊頂的場所，其凈空高度應從上層樓板下邊緣算起。 （二）排煙量的計算 1）火災熱釋放量應按以下公式計算或查表3-10-6選取 排煙系統的設計取決于火災中的熱釋放速率，因此首先應明確設計的火災規模，設計規模取決于燃燒材料性質、時間等因素和自動滅火設置情況，為確保安全，一般按可能達到的最大火勢確定火災熱釋放速率。各類場所的火災熱釋放速率可按式(3-10

7、-10)的規定計算或按表3-10-6設定的值確定。設置自動噴水滅火系統（簡稱噴淋）的場所，其室內凈高大于12m時，應按無噴淋場所對待。 2.煙羽流的質量流量。 軸對稱型煙羽流、陽臺溢出型煙羽流、窗口型煙羽流為火災情況下涉及的三種煙羽流形式，計算公式選自NFPA92B。 軸對稱型煙羽流如圖3-10-12所示，計算公式如下： 軸對稱煙羽流的火源不受附近墻壁的限制。 陽臺溢出型煙羽流如圖3-10-13所示，計算公式如下： 當Zb13W時，陽臺型煙雨流的質量流量可使用式（3-10-11）計算。 窗口型煙羽流 式（3-10-16）適用于通風控制型火災（熱釋放速率由流進室內的空氣量控制的火災規模）和可燃物

8、產生的火焰在窗口外燃燒的場景，并且僅適用于只有一個窗口的空間；不適用于有噴淋控制的火災場景。 3）煙氣平均溫度與環境溫度的差應按以下公式計算或查表3-10-8選取。 4）排煙風機的風量選型除根據設計計算確定外，還應考慮系統的泄漏量。排煙量應按以下公式計算或查表3-10-8選取。 5）機械排煙系統中，排煙口的最大允許排煙量Verit應按以下公式計算，且db/D（D為排煙口當量直徑，單位為m，當排煙口為矩形時，D=2a1b1/（a1+ b1）不宜小于2.0。 如果從一個排煙口排出太多的煙氣，則會在煙層底部撕開一個“風洞”，使新鮮的冷空氣卷吸進去，隨煙氣被排出，從而降低了實際排煙量，如圖3-10-1

9、5所示，因此，這里規定了每個排煙口的最高臨界排煙量，公式選自NFPA92B。根據工程經驗，排煙口設置位置參考圖如圖3-10-16所示。 （三）排煙量的選取 1）機械排煙系統的設計風量應充分考慮管道沿程耗損和漏風量，當一臺排煙風機擔負多個防煙分區時，排煙風機的設計風量不應小于計算機的1.2倍。 2）一個防煙分區的排煙量應根據場所內的熱釋放量以及按本節相關規定的計算確定，但下列場所可按以下規定確定： 建筑面積小于等于500的房間，其排煙量應不小于60m/（h），或設置不小于室內面積2%的排煙窗。 建筑面積大于500的房間，其排煙量應符合相關規定的數值，或設置自然排煙窗，其所需有效排煙面積及排煙口風

10、速計算應符合相關規定。 當公共建筑僅需在走道或回廊設置排煙時，機械排煙量不應小于13000m/h，或在走道兩端（側）均設置面積不小于2的排煙窗，且兩側排煙窗的距離不應小于走道長度的2/3。 當公共建筑室內與走道或回廊均需設置排煙時，其走道或回廊的機械排煙量可按60m/（h）計算，或設置不小于走道、回廊面積2%的排煙窗。 汽車庫的排煙量不應小于30000m/h且不應小于表3-10-9中的數值，或設置不小于室內面積2%的排煙窗。 對于人防工程，當擔負一個或兩個防煙分區排煙時，應按該部分總面積每平方米不小于60m/h計算，但排煙風機的最小排煙風量不應小于7200mh；擔負三個或三個以上防煙分區排煙時

11、，應按其中最大防煙分區面積每平方米不小于120m/h計算。 3）當公共建筑中庭周圍場所設有機械排煙時，中庭的排煙量可按周圍場所中最大排煙量的兩倍數值計算，且不應小于107000m/h(或25的有效開窗面積)；當公共建筑中庭周圍僅需在回廊設置排煙或周圍場所均設置自然排煙時，中庭的排煙量應對應表3-10-6中的熱釋放速率按本節相關規定的計算確定。中庭的排煙量不應小于40000mh或按上述排煙量和自然排煙口的風速不大于0.4m/s計算有效開窗面積。 4）除第2）條、第3）條規定的場所外，其他場所的排煙量或排煙窗面積應按照煙羽流類型，根據火災功率、清晰高度、煙羽流質量流量及溫度等參數計算確定。 5）當

12、煙羽流的質量流量大于150kg/s，或儲煙倉的煙層溫度與周圍空氣溫差小于15時，應重新調整排煙措施。 （四）排煙風速 當采用金屬風道時，管道風速不應大于20m/s；當采用非金屬材料風道時，不應大于15m/s。排煙口的風速不宜大于10m/s。 五、機械排煙系統的組件與設置要求 （一）排煙風機 1）排煙風機可采用離心式或軸流排煙風機(滿足280時連續工作30min的要求)，排煙風機入口處應設置280能自動關閉的排煙防火閥，該閥應與排煙風機連鎖，當該閥關閉時，排煙風機應能停止運轉。 2）排煙風機宜設置在排煙系統的頂部，煙氣出口宜朝上，并應高于加壓送風機和補風機的進風口，兩者垂直距離或水平距離應符合：

13、豎向布置時，送風機的進風口應設置在排煙機出風口的下方，其兩者邊緣最小垂直距離不應小于3.00m；水平布置時，兩者邊緣最小水平距離不應小于10m。 3）排煙風機應設置在專用機房內，該房間應采用耐火極限不低于2.00h的隔墻和1.50h的樓板及甲級防火門與其它部位隔開。風機兩側應有600mm以上的空間。當必須與其他風機合用機房時，應符合下列條件： 機房內應設有自動噴水滅火系統。 機房內不得設有用于機械加壓送風的風機與管道。 4）排煙風機與排煙管道上不宜設有軟接管。當排煙風機及系統中設置有軟接頭時，該軟接頭應能在280的環境條件下連續工作不少于30min。 （二）排煙防火閥 排煙系統豎向穿越防火分區

14、時垂直風管應設置在管井內，且與垂直風管連接的水平風管應設置280排煙防火閥。排煙防火閥安裝在排煙系統管道上，平時呈關閉狀態，火災時由電信號或手動開啟，同時排煙風機啟動開始排煙；當管內煙氣溫度達到280時自動關閉，同時排煙風機停機。 （三）排煙閥（口） 1）排煙閥（口）的設置應符合下列要求： 排煙口應設在防煙分區所形成的儲煙倉內，用隔墻或擋煙垂壁劃分防煙分區時，每個防煙分區應分別設置排煙口，排煙口應盡量設置在防煙分區的中心部位，排煙口至該防煙分區最遠點的水平距離不應超過30m，如圖3-10-17所示。 走道內排煙口應設置在其凈空高度的1/2以上，當設置在側墻時，其最近的邊緣與吊頂的距離不應大于0

15、.50m，如圖3-10-18所示。 2）發生火災時，由火災自動報警系統聯動開啟排煙區域的排煙閥（口），應在現場設置手動開啟裝置。 3）排煙口的設置宜使煙流方向與人員疏散方向相反，排煙口與附近安全出口相鄰邊緣之間的水平距離不應小于1.50m，如圖3-10-19所示。 4）每個排煙口的排煙量不應大于最大允許排煙量。 5）當排煙閥（口）設在吊頂內，并通過吊頂上部空間進行排煙時，應符合下列規定： 封閉式吊頂的吊平頂上設置的煙氣流入口的頸部煙氣速度不宜大于1.50m/s，且吊頂應采用不燃燒材料。 非封閉吊頂的吊頂開孔率不應小于吊頂凈面積的25%，且應均勻布置。 6）單獨設置的排煙口，平時應處于關閉狀態，

16、其控制方式可采用自動或手動開啟方式，手動開啟裝置的位置應便于操作；當排風口和排煙口合并設置時，應在排風口或排風口所在支管設置自動閥門，該閥門必須具有防火功能，且應與火災自動報警系統聯動；發生火災時，著火防煙分區內的閥門仍應處于開啟狀態，其他防煙分區內的閥門應全部關閉。 7）排煙口的尺寸可根據煙氣通過排煙口有效截面時的速度不大于10m/s進行計算。排煙速度越高，排出氣體中空氣所占比率越大，因此排煙口的最小截面積一般不應小于0.04。 8）同一分區內設置數個排煙口時，要求做到所有排煙口能同時開啟，排煙量應等于各排煙口排煙量的總和。 （四）排煙管道 1）排煙管道必須采用不燃材料制作，且不應采用土建風

17、道。當采用金屬風道時，管道風速不應大于20m/s，當采用非金屬材料風道時，不應大于15m/s。 排煙管道的厚度應按現行國家標準通風與空調工程施工質量驗收規范(GB50243-2002)的有關規定執行。 2）當吊頂內有可燃物時，吊頂內的排煙管道應采用不燃燒材料進行隔熱，并應與可燃物保持不小于150mm的距離。 3）排煙管道井應采用耐火極限不小于1.00h的隔墻與相鄰區域分隔；當墻上必須設置檢修門時，應采用乙級防火門；排煙管道的耐火極限不應低于0.50h，當水平穿越兩個及兩個以上防火分區或排煙管道在走道的吊頂內時，其管道的耐火極限不應小于1.50h；排煙管道不應穿越前室或樓梯間，如果確有困難必須穿

18、越時，其耐火極限不應小于2.00h，且不得影響人員疏散。 4）當排煙管道豎向穿越防火分區時，垂直風道應設在管井內，且排煙井道必須要有1.00h的耐火極限。當排煙管道水平穿越兩個及兩個以上防火分區時，或者布置在走道的吊頂內時，為了防止火焰燒壞排煙風管而蔓延到其他防火分區，要求排煙管道應采用耐火極限1.50h的防火風道，其主要原因是耐火極限1.50h防火管道與280排煙防火閥的耐火極限相當，可以看成是防火閥的延伸，另外可以精簡防火閥的設置，減少誤動作，提高排煙的可靠性。 當確有困難需要穿越特殊場合（如：通過消防前室、樓梯間、疏散通道等處）時，排煙管道的耐火極限不應低于2.00h，主要考慮在極其特殊

19、的情況下穿越上述區域時，應采用2.00h耐火極限的加強措施，以確保人員安全疏散。排煙風道的耐火極限應符合國家相應試驗標準的要求。 圖3-10-20為一些常用的、推薦的處理方法。 （五）擋煙垂壁 擋煙垂壁是為了阻止煙氣沿水平方向流動而垂直向下吊裝在頂棚上的擋煙構件，其有效高度不小于500mm。擋煙垂壁可采用固定式或活動式，當建筑物凈空較高時可采用固定式，將擋煙垂壁長期固定在頂棚上；當建筑物凈空較低時，宜采用活動式。擋煙垂壁應用不燃燒材料制作，如鋼板、防火玻璃、無機纖維織物、不燃無機復合板等。活動式的擋煙垂壁應由感煙控測器控制，或與排煙口聯動，或受消防控制中心控制，但同時應能就地手動控制。當活動擋

20、煙垂壁落下時，其下端距地面的高度應大于1.80m。 六、補風 （一）補風原理 根據空氣流動的原理，在排出某一區域空氣的同時，需要有另一部分的空氣與之補充。當排煙系統排煙時，補風的主要目的是為了形成理想的氣流組織，迅速排除煙氣，有利于人員的安全疏散和消防救援。 （二）補風系統的選擇 對于建筑地上部分的機械排煙的走道、小于500的房間，由于這些場所的面積較小，排煙量也較小，因此可以利用建筑的各種縫隙，滿足排煙系統所需的補風，為了簡便系統管理和減少工程投入，可以不專門為這些場所設置補風系統。除這些場所以外的排煙系統均應設置補風系統。 （三）補風的方式 補風系統應直接從室外引入空氣，可采用疏散外門、手

21、動或自動可開啟外窗等自然進風方式以及機械送風方式。 1.自然補風 在同一個防火分區內，補風系統可以采用疏散外門、手動或自動可開啟外窗進行排煙補風，并保證補風氣流不受阻隔，但不應將防火門和防火窗作為補風途徑。 2.機械補風 （1）機械排煙與機械補風組合方式。利用排煙機通過排煙口將著火房間的煙氣排到室外，同時對走廊、樓梯間前室和樓梯間等利用送風機進行機械送風，使疏散通道的空氣壓力高于著火房間的壓力，從而防止煙氣從著火房間滲漏到走廊，確保疏散通道的安全。這種方式也稱為全面通風排煙方式。該方式防煙、排煙效果好，不受室外氣象條件影響，但系統較復雜、設備投資較高、耗電量較大。要維持著火房間的負壓差，需要設置良好的調節裝置，控制進風和排煙的平衡。機械排煙如圖3-1