高层建筑的防排烟文档格式.docx
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凡建筑高度超过24m的新建、扩建和改建的高层民用建筑(不包括单层主体建筑高度超过24m的体育馆、会堂、剧院等公共建筑,以及高层民用建筑中的人民防空地下室)及其相连的且高度不超过24m的裙房设有防烟楼梯及消防电梯,均应进行防烟、排烟设计。
需要设置防烟、排烟的部位有:
(1)防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或两者合用前室。
(2)一类建筑和高度超过32m的二类建筑的下列部位:
①长度超过20m的内走道;
②面积超过100㎡,且经常有人停留或可燃物较多的房间;
③封闭避难层;
④室内中庭。
(3)总面积超过200㎡或一个房面积超过100㎡并且经常有人停留或可燃物较多的地下室房间。
防火的目的,是防止火灾的发生与扩散,以及有利于扑灭火灾;
防、排烟的目的,是将火灾产生的大量烟气准时予以排解,以及阻挡烟气向防烟分区以外扩散,以确保建筑物内人员的顺当疏散、安全避难和为消防队员创造有利的扑救条件。
因此,防、排烟是进行安全疏散的必要手段。
如随着火势的猛烈扩大,当火灾区域内温度达到280℃时,人员疏散完毕或疏散无法进行时,排烟设备在其所属的防火分区内应部分停止运行,以防风助火势。
防、排烟的设计理论,就是对烟气掌握的理论。
从烟气掌握的理论分析:
对于一幢建筑物,当内部某个房间或部位发生火灾时,应快速采取必要的防、排烟措施,对火灾区域实行排烟掌握,使火灾产生的烟气和热量能快速排解,以利于人员的疏散和扑救;
对非火灾区域的空气压力,阻挡烟气的侵入,掌握火势的扩散。
如美国“西雅图大楼”的防、排烟系统,采用了计算机掌握,当收到烟气或热感应器发出的信号时,计算机马上命令空调系统进入火警状态,火灾区域的风机马上停止运行,空调系统转而进入排烟运作;
同时,非火灾区域的空调系统连续送风,并停止回风和排风,使非火灾区处于正压状态,以阻挡烟气侵入。
这种防、排烟系统,对削减火灾的损失是很有效的。
但是,这种系统的掌握和运行,需要先进的掌握设备及技术管理水平,投资比较高,目前我国的经济技术条件较难达到。
从当前我国国情动身,《高层民用建筑设计防火规范》对设置防烟、排烟设施的范围作出规定。
详细可按以下两个部分考虑:
(1)防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和合用前室、封闭避难层按条件设置防烟设施;
(2)走廊、房间及室内中庭等按条件设置机械排烟设施或采用可开启外窗的自然排烟措施。
三、高层建筑防烟、排烟的设计程序
进行防、排烟设计时,首先要了解清晰建筑物的防火分区,并且合理划分防烟分区。
防烟分区应在同一防火分区内,其建筑面积不宜过大,一般不超过500㎡。
然后,再确定合理的防、排烟方式和进一步选择合理的防、排烟系统,继而确定送风道、排风道、排烟口、防火阀等位置。
四、高层建筑自然排烟
自然排烟,是在自然力作用下,使室内外空气对流进行排烟。
自然力包括火灾时可燃物燃烧产生的热量使室内空气温度升高,由于室内外空气容重的不同产生热压;
室外空气流淌产生的风压,随作用于建筑物位置的不同而变化,在建筑物的迎风面产生正压,背风面产生负压。
当火灾房间处在迎风面时,由于排烟口受到风压作用,烟气很难排出,甚至把烟气吹进走廊和其它房间,引起烟气在建筑物内扩散;
当火灾房间处于背风面时,烟气才能较顺当地排至室外。
这种排烟方式经济、简洁、易操作,不需使用动力及专用设备。
自然排烟的方式可分为:
(1)利用可开启的外窗进行自然排烟,如4-8-18所示。
(2)利用室外阳台或凹廊进行自然排烟。
需要说明的是,对于无窗房间、内走道和前室,设置专用排烟竖井、排烟口的自然排烟方式已被取消。
其原烟在于,原参照日本建筑基本法的排烟竖井的截面规定要占有较大的建筑面积,很不经济,一般状况下很难被设计人员所接受。
我国一些新建的高层民用建筑中采用专用自然排烟方式,其竖井截面及排烟口截面积与日本规定相比小得许多,但目前又尚无法确定国内采用的竖井和排烟口的截面能否有良好的排烟效果。
为了保证安全和扩大建筑的利用面积,从《高层民用建筑设计防火规范》中已取消了
设置专用竖井的自然排烟方式。
(一)自然排烟存在的问题
自然排烟方式结构简洁、经济,不使用动力及专用设备,但还存在着一些问题,因此当采用自然排烟方式时,应结合建筑物特性进行充分的研究。
自然排烟存在下列问题:
1.对建筑设计的制约
由于自然排烟的烟气是通过靠外墙上可开启的外窗直接排至室外,所以需要排烟的房间必需面对室外,而且进深不能太大,按自然排烟设计条件还需要有一定的开窗面积。
这样,即使有明确要求作分隔的房间,也必需设置外窗,所以对隔音、防尘等带来困难。
2.具有火势扩散至上层的危急性
利用外部开口进行排烟时,若火灾房间的温度很高,烟气中又含有多量未燃烧的气体,则烟气排出后就会形成火焰,这将会引起火势向上扩散。
3.影响自然排烟的因素多
由于自然排烟的效果是靠烟气的浮力作用的,假使由于某种原因使烟气冷却而失掉浮力,则烟气就失去排出的能力。
此外,当室外风力很强,而排烟窗处在迎风面时,则会引起烟气倒灌,反而使烟气扩散。
不仅如此,对于高层建筑中由于室内外温差引起的热压作用,经常使其存在着上下层之间的压力差,从理论上讲,一般中和面大致在建筑高度的1/2四周,假如在中和面以下的外墙上开口,当冬季发生火灾时,不仅不能从开口部向外排烟,相反还会从开口处吸入室外空气,在这种状况下,假如防烟分区没有妥当支配,则会通过楼梯井、电梯井助长烟气的传播。
同样,在夏季时建筑物内产生的下降气流,将会招致烟气向下层传播。
综上所述,在自然排烟方式中,排烟效果的很多不稳定因素,对自然排烟设计范围要有一定的限制。
下列条件下的建筑物各部位,不应采取自然排烟措施:
(1)建筑高度超过50m的一类公共建筑的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室及两者合用的前室,不宜采用可开启外窗的自然排烟措施。
当建筑物高度超过100m时,这些部位不应采用可开启外窗的自然排烟措施。
(2)净空高度超过12m的室内中厅。
(3)长度超过60m的内走道。
(二)自然排烟设计条件
依据《高层民用建筑设计防火规范》规定,采用自然排烟方式的部位,应满意下列条件:
(1)防烟楼梯间及其前室,消防电梯前室和两者合用的前室,利用可开启外窗进行自然排烟时,这些部位可开启外窗的面积应符合下列规定:
①防烟楼梯间每五层内平均有可开启外窗面积不小于2㎡。
②防烟楼梯间前室、消防电梯前室有可开启外窗面积不小于2㎡,合用前室不小于3㎡。
(2)当防烟楼梯间前室和合用前室利用阳台、凹廊或有两个不同朝向的可开启外窗时,且开窗面积前室不少于2㎡,合用前室不小于3㎡,该楼梯间可不再设防烟、排烟措施。
(3)需要排烟的房间、内走道,有可开启外窗面积不小于该房间、走道地面积的2%。
(4)室内中庭有可开启的天窗或高侧窗,且面积不小于地面积的5%。
(三)自然排烟设计
自然排烟设计是与建筑专业共同研究的设计问题。
依据自然排烟设计条件,需要对排烟部位的有效可开启的外窗面积,进行校核计算。
为了使烟气能顺当排出,自然排烟的设计还应考虑以下几点:
(1)可开启的天窗,应尽量设置在上方,并有能便利开启的装置。
(2)为了削减室外风压对自然排烟的影响,排烟口部位宜尽量设置与建筑物型体全都的挡风措施,如图4-8-21所示。
(3)内走道与房间的排烟窗,应尽量设置两个或两个以上,并且不同朝向。
五、高层建筑机械加压送风防烟设置机械加压送风防烟系统的目的,是为了在建筑物发生火灾时供应不受烟气干扰的疏散路线和避难场所。
因此,加压部位必需使关闭的门对着火楼层保持一定的压力差,同时应保证在打开加压部位的门时,在门洞断面处有足够大的气流速度,能有效地阻挡烟气的入侵,保证人员安全疏散与避难。
(一)机械加压送风防烟系统的组成
机械加压送风防烟系统,由下列三部分组成:
1.对加压空间的送风
通常是依靠通风机通过风道安排给加压空间中必要的地方。
这种空气必需吸自室外,并不应受到烟气的污染。
加压空气不需要作过滤、消声或加热等任何处理。
2.加压空间的漏风
任何建筑物空间的围护物,都不可避免地存在着
不严密的漏风途径,如门缝、窗缝等。
因此,加压空间和相邻空间之间的压力差,必定会造成从高压侧到低压侧的渗漏。
加压空间与相邻空间之间的严密程度,将打算渗漏风量的大小。
3.非加压部分的排泄
空气由加压空间渗入相邻的非加压部分,必需使空气与烟气顺当地流至建筑物外。
假如没有设置必要的排泄途径,则加压空间和相邻部分之间,将难以维持正常的压力差。
一般由机械排烟系统或可开启外窗的自然排烟系统相协作。
(二)机械加压送风防烟部位的确定
依据《高层民用建筑设计防火规范》规定:
“高层民用建筑的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和两者合用前室,应设置机械加压送风的防烟设施或设有可开启外窗的自然排烟措施。
”但防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和两者合用前室之间,各自采用机械加压送风的防烟与采用可开启外窗的自然排烟两种防、排烟方式是不同的,两种方式绝不能共用。
1.防烟楼梯间及其前室
不具备自然排烟条件的防烟楼梯间及其前室,如图4-8-22所示。
不具备自然排烟条件的楼梯间及其前室,采用可开启外窗自然排烟。
2.楼梯间的前室
当楼梯间设有可开启的排烟窗能自然排烟,而其前室不靠外墙时,可对楼梯间的前室设置机械加压送风系统。
3.消防电梯前室
当消防电梯前室不具备自然排烟条件时,应设置机械加压送风系统。
4.合用前室
合用前室受楼梯井和消防电梯井烟囱效应的影响,应设置机械加压送风系统。
当楼梯间设置机械加压送风系统时,考虑到楼梯间与合用前室之间的压差保持及风量安排,合用前室应设置独立的机械加压系统;
当与楼梯间共用一个系统时,应在通向合用前室的支风管上设置压差自动掌握装置。
5.封闭式避难层
封闭式避难层应设置独立的机械加压送风系统。
由引可见,对防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和合用前室,由于各部位采用机械加压送风与可开启外窗自然排烟这两种方式的组合不同,需要依据不同的组合状况,确定设置机械加压送风系统设施的部位。
(三)机械加压送风防烟系统的设计
1.正压值
正压值是机械加压送风系统设计中的一个重要技术指标,对加压送风量的计算、风机余压的选择等,均起着关键的作用。
正压值的确定,是为了保证与加压部位相通的门在关闭的状况下,在热压、风压、浮力、膨胀力等因素联合作用下,足以阻挡着火层的烟气进入加压部位;
同时,正压值又不致过高,造成人们推不开通向疏散通道门。
为了促使加压空气的流淌,提高疏散入口处空气对烟气的排斥作用,要求楼梯间的正压值略高于前室,取50Pa;
前室的正压值略高于走廊,取25Pa。
2.加压送风量
高层建筑防烟楼梯间及其前室、合用
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