建筑防排煙設計疑難問題

第一部分：基于現行規范（高規、建規,人防,汽車庫等）進行防排煙設計中一些常見問題的解析

主講人：王詩萃一．一般規定1.1建筑中的防煙可采用自然通風方式或機械加壓送風方式；排煙可采用自然排煙方式或機械排煙方式。1.2民用建筑下列部位應設置防煙設施：1防煙樓梯間及其前室；2消防電梯間前室或合用前室；3高層建筑的避難層（間）；4人民防空工程避難走道的前室；1.3民用建筑下列部位應設置排煙設施：1高層建筑面積超過100m2、非高層公共建筑中建筑面積大于300m2且經常有人停留或可燃物較多的地上房間；2總建筑面積大于200m2或一個房間建筑面積大于50m2且經常有人停留或可燃物較多的地下、半地下建筑或地下室、半地下室；3多層建筑設置在一、二、三層且房間建筑面積大于200m2或設置在四層及四層以上或地下、半地下的歌舞娛樂放映游藝場所；高層建筑內設置在首層或二、三層以及設置在地下一層的歌舞娛樂放映游藝場所；4長度超過20m的疏散走道；多層建筑中的公寓、通廊式居住建筑長度大于40m的地上疏散走道；5中庭；6非高層民用建筑及高度大于24m的單層公共建筑中，建筑占地面積大于1000m2的地上丙類倉庫；7汽車庫。1.4防煙與排煙系統中的管道、風口及閥門等必須采用不燃材料制作，且風道不宜采用土建風道；當防排煙系統采用金屬管道時，其鋼板厚度按《通風與空調工程施工質量驗收規范（GB50243-2002）》高壓系統選用。1.5機械加壓送風系統、排煙系統和補風系統的風速應符合下列規定：1采用金屬管道時，不宜大于20m/s；2采用內表面光滑的混凝土等非金屬管道時，不宜大于15m/s；3機械加壓送風口不宜大于7m/s；排煙口不宜大于10m/s；機械補風口不宜大于10m/s，公共聚集場所不宜大于5m/s；自然補風口不宜大于3m/s。1.6加壓送風機、排煙風機和用于排煙補風的送風機宜設置在通風機房或室外屋面上。風機房應采用耐火極限不低于2.0h的隔墻和1.5h的樓板及甲級防火門與其他部位隔開。若確有困難時，可設置在吊頂等專用空間內，空間四周的圍護結構應采用耐火極限不低于1.0h的不燃燒體，風機周圍應有大于600mm的操作空間。若風機設在屋面上，應有防護措施，防止雨水、蟲、鳥等異物等進入。1.7防煙與排煙管道在防火閥、排煙防火閥兩側各2.0m范圍內的風管,采用金屬風管時厚度δ≥2.00mm，采用其它防火風管時其耐火極限不應低于1.5h，以保證火災時防火閥、排煙防火閥正常工作。1.8機械加壓送風管道和用于機械排煙的補風管道不宜穿過防火分區或其他火災危險性較大的房間，當必須穿越時，應在穿過處設置防火閥，加壓送風管道防火閥的動作溫度為70℃，補風管道防火閥的動作溫度可為280℃。1.9防煙系統和補風系統的室外進風口宜布置在室外排煙口的下方，且高差不宜小于3.0m；當水平布置時，水平距離不宜小于10m。二．自然通風2.1按1.2條規定需設置防煙設施的部位且開口外窗面積滿足自然通風要求時，宜優先采用自然通風方式；1除建筑高度超過50m的一類公共建筑和建筑高度超過100m的居住建筑外，靠外墻的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和合用前室；2防煙樓梯間前室或合用前室采用敞開的陽臺、凹廊可自然通風時，該樓梯間可不設防煙設施（如圖2.1-1）；3除建筑高度超過50m的一類公共建筑和建筑高度超過100m的居住建筑外，防煙樓梯間前室或合用前室內有不同朝向可開啟窗自然通風時，該樓梯間可不設防煙設施（如圖2.1-2）。2．1-1帶凹廊的防煙樓梯間2.1-2兩個不同朝向2.2需設置排煙設施的場所，如滿足自然排煙條件時，宜優先采用自然排煙方式；1按1.3條中規定的需設置排煙設施的地下和地上房間等；2多層建筑中的中庭及高層建筑中凈空高度小于12m的中庭；3建筑面積小于2000m2的地下汽車庫。2.3采用自然通風方式的場所，其自然通風口的凈面積應符合下列規定：1防煙樓梯間前室、消防電梯間前室，不應小于2.0m2；合用前室不應小于3.0m2；2靠外墻的防煙樓梯間，每五層內可開啟外窗的總面積不應小于2.0m2,且頂層可開啟面積不宜小于0.8m2；3中庭、劇場舞臺可開啟外窗的總面積不應小于該部位建筑面積的5%；4需要排煙的疏散走道可開啟外窗面積不應小于走道面積的2%；5需要排煙的房間可開啟外窗面積不應小于該房間面積的2%；6其他場所，宜取該場所建筑面積的2%～5%。7建筑面積大于500m2且凈空高度大于6m的大空間場所，不應小于該場所地面面積的5%；2.4自然排煙口的設置應符合下列要求：1應設置在排煙區域的頂部或外墻上方。當設置在外墻上時，排煙口底標高不應低于室內凈高度的1/2，并應有方便開啟的裝置，同時自然通風口的開啟方向應沿火災氣流方向開啟；2距該防煙分區最遠點的水平距離不應超過30m。當室內凈高超過6m、且具有對流條件時，不宜超過35m。2.5建筑面積大于500m2且室內凈高大于6m時的中庭、展覽廳、觀眾廳、營業廳、體育館、客運站、航站樓等公共場所采用自然排煙時，應設置與火災自動報警系統聯動或由其他電動設施控制啟閉的自動排煙窗。自動排煙窗附近同時應設置便于操作的手動開啟裝置。2.6設置在外墻上的自動排煙窗其凈面積按下列要求確定：1當開窗角度大于70°時，其面積可按窗的面積計算；2當開窗角度小于70°時，其面積近似按公式（4.9.6）計算窗的有效排煙面積：（2.6）式中Fp—有效排煙面積（m2）；Fc—窗的面積（m2）；a—窗的開啟角度。當采用側拉窗時，其面積應按開啟的最大窗口計算；當采用百葉窗時，其面積按窗的有效面積計算。

窗的有效面積為窗的凈面積乘以系數。根據實際工程經驗，當采用防雨百葉窗(圖2.6)時，系數取0.6；當采用一般百葉窗時，系數宜取0.8。

三．機械防煙3.1建筑中下列場所應設置獨立的機械加壓送風的防煙設施：1不具備自然排煙條件的防煙樓梯間；2不具備自然排煙條件的消防電梯前室或合用前室；3采用自然排煙措施的防煙樓梯間，其不具備自然排煙條件的前室（或合用前室）；4高層建筑的封閉避難層（間）；5人民防空工程避難走道的前室；3.2高層建筑防煙樓梯間及其前室，消防電梯間前室或合用前室，當裙房以上部分利用可開啟外窗進行自然排煙，裙房部分不具備自然排煙條件時，其前室或合用前室應設置局部正壓送風系統。3.3當建筑的地下部分為三層或三層以上，或當地下最底層室內地坪與室外出入口地面高差大于10m時，設置的防煙樓梯間，應采用機械加壓送風方式。當地下為一到兩層，且地下最底層地坪與室外出入口地面高差不大于10m時，所設置的封閉樓梯間在首層有直接開向室外的門或有不小于1.2m2的可開啟外窗時，其樓梯間可不采用機械加壓送風方式。3.4機械加壓送風防煙系統的加壓送風量應經計算確定。常用的基本計算方法如下：1壓差法：當疏散通道門關閉時，加壓部位保持一定的正壓值所需送風量。（3.4-1）式中—加壓送風量（m3/h）；0.827—漏風系數；—門、窗縫隙的總有效漏風總面積（m2）；門縫寬度：疏散門0.002～0.004(m)電梯門0.005～0.006(m)—壓力差（Pa）；疏散樓梯間取40～50Pa；前室、消防電梯前室、合用前室取25～30Pa—指數（一般取2）；1.25—不嚴密處附加系數；2開啟著火層疏散門時，為保持門洞處風速所需的送風量：（3.4-2）式中—加壓送風量（m3/h）；—一樘門開啟的斷面積（m2）；—開啟門洞處的平均風速（m/s）,取0.7～1.2m/s；—背壓系數，根據加壓間密封程度取0.6～1.0；—漏風附加率，取0.1～0.2；—同時開啟門的計算數量；對于多層建筑和20層以下的高層建筑取2，20層及20層以上取3。注:1，當前室有2個或2個以上門時,其風量按計算數值乘以1.50～1.75確定，開啟門時，通過門洞處的風速不應小于0.7m/s2，在多層建筑中，若地下僅有一層疏散樓梯間，按上述公式計算時，公式中n取1，通過門洞處的風速v應適當加大，宜取0.9m/s～1.20m/s。計算數值直接取用（不與表3.4比較）根據以上公式3.4-1）和（3.4-2）分別算出的風量,取其中的大值，再與表3.4規定的數值相比較，取其中大值作為系統計算加壓送風量。表3.4機械加壓送風量序號條件和部位加壓送風量（m3/h）圖示＜20層20～32層1對防煙樓梯間加壓（前室不送風）高層25000～3000035000～40000非高層25000—2前室或合用前室自然排煙（防煙樓梯間不具備自然排煙條件）對防煙樓梯間加壓高層25000～3000035000～40000非高層25000—3防煙樓梯間及其合用前室分別加壓送風樓梯間高層16000～2000020000～25000非高層16000—合用前室高層12000～1600018000～22000非高層13000—4消防電梯前室高層15000～2000022000～27000非高層15000—5防煙樓梯間自然排煙前室或合用前室加壓高層22000～2700028000～32000非高層22000—接上一頁表3.4機械加壓送風量注：1.表3.4的風量數值系按開啟寬×高=1.6m×2.0m的雙扇門為基礎的計算值。當采用單扇門時，其風量宜按表列數值乘以0.75確定；當前室有2個或2個以上門時，其風量應按表列數值乘以1.50～1.75確定。開啟門時，通過門的風速不宜小于0.7m/s。2.風量上下限選取應按層數、風道材料、防火門漏風量等因素綜合比較確定。3.5封閉避難層（間）的機械加壓送風量應按避難層凈面積每平米不小于30m3/h計算。3.6在改建工程中，當不具備設置加壓送風豎井的條件時，樓梯間可采用直灌式加壓送風系統。直灌式加壓送風系統的設置應符合以下規定：1超過15層的高層建筑，應采用樓梯間多點送風的方式，送風口的服務半徑不宜大于10層；2直灌式加壓送風系統的送風量宜比計算數值或表3.4中的送風量增加20%，加壓送風口不宜設在首層。3.7機械加壓送風系統的全壓，除計算的最不利環路阻力損失外的余壓值應符合下列要求：1封閉樓梯間、防煙樓梯間與走道之間的壓差應為40～50Pa；2防煙樓梯間前室或合用前室、消防電梯前室、封閉避難層（間）與走道之間的壓差應為25～30Pa；3人民防空工程避難走道的前室與走道之間的壓差應為25～30Pa；3.8民用建筑防煙樓梯間的加壓送風口宜每隔2或3層設置一個；合用一個風道的剪刀樓梯應每層設置一個；每個風口的有效面積，應按風口數量均分系統總風量確定；3.9前室或合用前室的加壓送風口應每層設置一個,每個送風口的有效面積，通常按火災著火層及其上下相鄰兩層的三個風口均分計算確定（開啟門時，通過門的風速不宜小于0.7m/s），也可設定為火災時著火層及其上一層的二個風口均分計算確定；3.10機械加壓送風系統設計中需注意：1機械加壓送風口不宜設置在被門擋住的部位。2防煙樓梯間和合用前室的機械加壓送風系統宜分別獨立設置。3建筑層數超過32層或建筑高度大于100m時，其送風系統及送風量應分段設計。4剪刀樓梯間可合用一個風道，其風量按兩樓梯間風量計算，送風口應分別設置。塔式住宅設置一個前室的剪刀樓梯應分別設置加壓送風系統。5地上和地下部分在同一位置的防煙樓梯間需設置機械加壓送風時，加壓送風系統宜分別設置。若合用一個風道時，風量應疊加，且均應滿足地上、地下加壓送風系統的要求。6前室的加壓送風口為常閉型時，除設置由消防控制中心控制且與加壓送風機聯鎖的自動裝置外，尚應設置現場手動開啟裝置；手動開啟裝置宜設在距地面0.8～1.5m處。7前室的加壓送風口為常開型時，其前室應采用帶啟閉信號的常閉防火門。并應在加壓送風機的壓出段上設置防回流裝置或電動調節閥。8人民防空工程避難走道的前室、防煙樓梯間及其前室或合用前室的機械加壓送風系統宜分別獨立設置，當需要共用系統時，應在支管上設置壓差自動調節裝置。避難走道的前室的機械加壓送風量應按前室入口門洞風速為0.7-1.2m/s計算確定。9采用機械加壓送風的場所不應設置百葉窗，不宜設置可開啟外窗。系統加壓送風量應計算窗縫的漏風量。10防煙樓梯間的加壓送風口可采用自垂百葉式或常開百葉式風口，并應在加壓風機壓出段上設置防回流裝置或電動調節閥；3.11加壓送風系統的余壓值超過3.7條規定的數值較多時，宜設置以下超壓裝置：1設置泄壓閥，且在穿越防火墻處設置70℃防火閥，泄壓閥板的開啟面積可用以下公式計算：

（3.11）式中F—泄壓閥閥板的開啟面積（m2）；LY—加壓送風量（m3/h）；LY—當疏散通道門關閉時，加壓部位保持一定的正壓值所需送風量（m3/h），即按3.4條1款所計算出的數值；2采用旁通閥1）在樓梯間的適當位置設置壓力傳感器，控制加壓送風機出口處的旁通泄壓閥，調整樓梯間的余壓值。2）在每層防煙樓梯間前室.消防電梯前室或合用前室設置壓力傳感器，控制加壓送風機出口處的旁通泄壓閥，調整加壓送風前室或合用前室的余壓值。3.12未能設置在獨立管道井內的加壓送風管采用金屬風管時，其厚度δ≥1.2mm,或采用耐火極限不小于1.0h的防火風管。四．機械排煙4.1在1.3條設置排煙的場所中，不具備自然排煙條件時應設置機械排煙設施。4..2需設置機械排煙設施且室內凈高不超過6m的場所應劃分防煙分區，并應符合以下要求：1每個防煙分區的建筑面積不宜超過500m2；車庫不宜超過2000m2;2防煙分區不應跨越防火分區，一般不應跨越樓層，某些情況下，如樓層面積過小，允許將多個樓層劃分為同一個防煙分區，但不宜超過3層；3對地下室、防煙樓梯間、消防電梯間等有特殊用途的場所，應單獨劃分防煙分區；4宜采用隔墻、頂棚下凸出不小于500mm的結構梁以及頂棚吊頂下凸出不小于500mm的不燃燒體來劃分防煙分區，梁或其他擋煙垂壁距室內地面的高度不宜小于2.0m；5當防煙分區的建筑面積超過規定，且設置擋煙垂壁確有困難，可將排煙區域的防煙分區劃分成幾個負擔的建筑面積不超過規定的排煙系統，幾個系統風量總和應為整個排煙區域的排煙量，但各排煙系統應同時動作；6同一個防煙分區應采用同一種排煙方式。4.3機械排煙系統的設置應符合下列規定：1橫向宜按防火分區設置；2豎向穿越防火分區時，與垂直風管連接的水平管道應設280℃能自動關閉的防火閥；3水平排煙管道穿越其他防火分區時，應在穿越處設置280℃能自動關閉的防火閥，其管道的耐火極限不應小于1h；排煙管道不應穿越前室或樓梯間，若必須穿越時，管道的耐火極限不應小于2h，且不得影響人員疏散；4垂直管道宜設置在管井中，其管井應采用耐火極限不小于1h的隔墻與相鄰區域分隔，當墻上必須設置檢修門時，應采用不低于丙級的防火門；5超過32層或建筑高度超過100m的高層建筑，其排煙系統應分段設計；6車庫宜按每個防煙分區設置；7機械排煙系統與通風、空氣調節系統宜分開設置。當合用時，必須采取可靠的防火安全措施，并應符合機械排煙系統的相關要求；1）火災確認后，應能在60s內開啟排煙區域的相關排煙口（閥）和排煙風機，并在75s內自動關閉與排煙無關的通風、空氣調節系統；2）系統的管道、風口、閥件和風機等均應滿足排煙系統的要求；3）管道應采用不燃材料保溫。8利用吊頂空間進行間接排煙時，封閉式吊頂上設置的煙氣入口頸部煙氣的速度不宜大于2.7m/s，且吊頂應采用不燃燒材料；排煙口（閥）設在非封閉吊頂內時，吊頂內的開孔率不應小于吊頂凈面積的25%，且應均勻布置；9當吊頂內有可燃物時，吊頂內的排煙管道應采用不燃材料隔熱，并與可燃物保持不小于150mm的距離；10排煙支管上應設置當煙氣溫度超過280℃時能自行關閉的排煙防火閥；4.4設置機械排煙設施的部位，其排煙風機的排煙量應符合表4.4的規定。表4..4排煙風機的排煙量條件和設置場所單位排煙量（m3/h.m2）換氣次數次/h備注擔負1個分防煙分區≥60—風機排煙量不應小于7200m3/h室內凈高大于6m且不劃分防煙分區的空間≥60—擔負2個及2個以上防煙分區≥120—應按最大防煙分區面積確定中庭體積≤17000m3—6體積大于17000m3時，排煙量不應小于102000m3/h體積＞17000m3—4劇場觀眾廳9013取兩者中的大值汽車庫64.5機械排煙系統中的排煙口、排煙閥和排煙防火閥的設置應符合下列規定：1排煙口或排煙閥應按防煙分區設置，且應與排煙風機聯鎖，當任一排煙口（閥）開啟時，排煙風機應能自動啟動；2排煙口（閥）的設置宜使氣流方向與人員疏散方向相反，其安裝位置應設置在頂棚或靠近頂棚的墻面上，且與附近安全出口的最小距離不應小于1.5m。設在頂棚上的排煙口，距可燃構件或可燃物的距離不應小于1.0m。3當火災確認后，同一排煙系統中著火的防煙分區中的排煙口（閥）應呈開啟狀態，其他防煙分區的排煙口應呈關閉狀態；4在多層建筑中,設置機械排煙系統的地下、半地下場所，除歌舞娛樂放映游藝場所和建筑面積大于50m2的房間外，排煙口可設置在疏散走道；其排煙量由疏散走道面積和需排煙的各個房間的面積比較，按其最大面積每平米不小于120m3/h計算確定。5防煙分區的排煙口距最遠點的水平距離不應超過30m；4.6在地下建筑和地上密閉場所中設置機械排煙系統時，應同時設置補風系統，其補風量不宜小于排煙量的50%，補風系統應符合下列要求：1補風可采用自然補風或機械補風方式，空氣宜直接從室外引入；2排煙區域所需的補風系統應與排煙系統聯動開停3送風口設置位置宜遠離排煙口，二者的水平距離不應小于5m。4.7排煙風機可采用離心風機或排煙專用的軸流風機，其設置應符合下列規定：1排煙風機的排煙量應考慮10%～20%的漏風量；其全壓應滿足排煙系統最不利環路的要求；2排煙風機應保證在280℃時能連續工30min；3排煙風機宜設置在排煙系統的上部；4在排煙風機入口處的總管上應設置當煙氣溫度超過280℃時能自行關閉的排煙防火閥，且應與排煙風機連鎖，當該閥關閉時，排煙風機應能停止運轉；5當排煙風機及系統中設置有軟接頭時，該軟接頭應采用不燃材料制作，且應能在280℃的環境下連續工作不小于30min。五．通風和空氣調節5.1凡空氣中含有容易起火或爆炸危險的房間，應有良好的通風或獨立的機械通風設施，且其空氣不應循環使用，其通風設備必須符合防火、防爆的要求。如放映室、實驗室、藥品庫、蓄電池室、、氧氣瓶間、煤氣表間等的排風系統應各自分設單獨系統。5.2通風和空氣調節系統管道的布置應符合下列規定：1橫向高層建筑應按每個防火分區設置，非高層建筑宜按每個防火分區設置；2豎向不宜超過5層，高層建筑中管道設置防止回流設施或防火閥且各層設有自動噴水滅火系統時，管道可不受此限制；非高層建筑中管道設置防止回流設施或防火閥時，其管道布置可不受此限制。3穿過防火分區的垂直風管宜設在管井內。5.3下列情況之一的通風，空氣調節系統的風管應設防火閥：1穿越防火分區處；2穿越通風、空調、變配電