根据国家标准规定,凡建筑物高度大于24m,设有防烟楼梯(疏散楼梯)和消防电梯的建筑物,均应设防排烟设施。
对于一类高层建筑物或建筑物高度超过32m的二类建筑,应设防排烟的部位有:
1)长度超过20m的内走廊,或虽然有自然通风而长度超过了60m的内走廊。
2)面积超过100m2且经常有人停留或有可燃物较多的房间。
3)高层建筑的中庭且经常有人停留或有可燃物较多的地下室。
根据规范和实践,总结出常用的防排烟方式有:自然排烟方式、机械排烟方式和机械加压送风的排烟方式。
1.自然排烟方式
自然排烟是利用火灾时产生的高温烟气的浮力作用,通过建筑物对外部的开口处,如门、窗、阳台等或排烟竖井,将室内的烟气排到室外。图6-31所示为自然排烟的两种方式。自然排烟的优点是:不需要电源和排烟设备,可兼作平时的自然通风用,避免了设备的闲置。缺点是:当开口部位处于迎风点时,不仅减低了排烟效率,有时还会使烟气向其他房间蔓延。
除了建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外,靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室以及净空高度为12m的中庭,均适用自然排烟方式。但各部位采用的自然排烟的开窗面积应符合规范的规定。
图6-31 自然排烟方式示意图
a)外窗排烟 b)竖井排烟
2.机械排烟方式
机械排烟方式是按照通风气流组织的理论,将火灾时产生的烟气通过排烟风机排到室外,其优点是能有效地保证疏散通路,使烟气不向其他区域扩散,但必须向排烟房间补充新风。根据补风形式的不同,机械排风可分为两种形式:自然进风和机械进风,如图6-32所示。
在排烟过程中,当烟气温度达到或超过280℃时,烟气中已经带火,如果不停止排烟,烟火就可能扩大到其他区域而造成更大的危害,因此在排烟系统上,应设有排烟防火阀,但烟气达到280℃时,防火阀应能自动关闭。
排烟系统的布置原则如下:
1)走道与房间的排烟系统宜分开布置,走道的排烟系统宜竖向布置,房间的排烟系统宜分区布置。
图6-32 机械排烟方式示意图
2)地下室需要排烟时,应设置进风系统,进风量不小于排风量的50%。
3)为了能安全疏散,应合理布置排风口,尽量考虑到烟气气流的排风方向与疏散人流的方向相反,如图6-33所示。
4)排烟风口应设置有手动开启装置,或与感应器相互联锁的自动开启装置,或消防中心遥控的开启装置等。排烟口平时处于关闭状态,并与排风机联锁,一旦排烟口开启,排风机便自动起动。
图6-33 走道排烟口与人流疏散口位置示意图
注:空心箭头为疏散人流、实心箭头为排烟烟气。
5)机械排烟系统与空调系统是分开布置的。但在现代的写字楼中,也有将空调系统兼作排烟系统应用的,如图6-34所示。
3.机械加压送风的防排烟方式
当发生火灾时向作为疏散通道的前室或防烟楼梯间及消防电梯井加压送风,用造成两室间的空气压差的方式,以防止烟气侵入安全通道。所谓的疏散通道,是指从房间经走廊到前室再进入防烟楼梯间的消防(疏散)通道。其应用的目的是保证防烟楼梯间及消防电梯井在建筑物一旦发生火灾时,能维持一定的大气压正压值。图6-35所示为加压送风防排烟原理图。
图6-34 空调系统兼作排烟系统示意图(www.daowen.com)
a)空调时 b)排烟时
OA—室外空气 EA—排风 SA—送风 RA—回风 SEA—排烟空气
图6-35 加压送风防排烟原理图
a)楼梯间正压送风 b)楼梯间自然送风
机械加压防烟的设置部位如下:
1)不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室和合用前室。
图6-36 前室加压送风原理图
2)采用自然排烟措施的防烟楼梯间、不具备自然排烟条件的前室,如图6-36所示。
3)封闭的避难层(房间)对于不同的建筑有不同的加压防烟方式,表6-4列出了多种加压防烟方式。
图6-37所示为不同办公楼加压防烟布置实例图。图6-37a所示为分别向防烟楼梯、合用前室和前室加压送风的布置图;图6-37b所示为分别向防烟(疏散)楼梯、合用前室加压送风的布置图。
加压防烟方式对防烟楼梯间的加压为50Pa;前室和合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层(房间)的加压为25Pa。楼梯间宜每隔2~3层设一个加压风口,前室的加压风口应每层设置一个。
表6-4 防烟楼梯间及消防电梯间加压送风方式
注:图中“++”、“+”、“-”表示各部位静压力的大小。
图6-37 办公楼加压防烟布置实例图
a)向防烟楼梯、合用前室和前室加压送风 b)向防烟(疏散)楼梯、合用前室加压送风
加压送风部位的送风量控制(下限)值见表6-5。
表6-5 加压送风部位的送风量控制(下限)值
注:表中的风量按开启2.00m×1.60m的双扇门确定。当采用单扇门时,其风量可乘以系数0.75计算;当有两个或两个以上出口时,其风量按乘以0.75~1.75系数计算。开启门时,通过门的风速不小于0.7m/s。
4.防排烟方式的选择
凡是利用外窗(或排烟口)实现自然排烟的部位,应尽量采用自然排烟方式,如靠外墙的防烟楼梯间前室、消防电梯间前室和合用前室,可在外墙上每层开设外窗,当防烟楼梯间前室、消防电梯间前室和合用前室靠阳台和凹廊时,则可利用阳台和凹廊进行自然排烟。
表6-6为加压送风及机械排烟部位和设计条件,对于特定的建筑物防排烟方式,应根据具体情况,因地制宜地采用多种方式相结合。
表6-6 加压送风及机械排烟部位和设计条件
注:高度超过50m的一类公共建筑的防烟楼梯及其前室、消防电梯前室和合用前室,不论有无开启的外窗,均应设机械防排烟系统。
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