防排煙系統設計評析

趙明宇，趙明坤保定市公安消防支隊

防排煙系統設計評析

趙明宇，趙明坤
保定市公安消防支隊

高層公共建筑具有較高的火災危險性，其火災撲救與人員疏散有很大的難度，一旦發生火災，易造成重大人員傷亡及財產損失。本文綜合運用消防工程專業所學知識和消防技術標準，以一棟商住樓為研究對象，通過運用多種方法計算出的風量，確定機械加壓送風系統送風機選型、機械排煙風機選型等設計參數。

防排煙；加壓送風；機械排煙

1　防排煙系統設計依據

最新的《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）于2014年8月27日發布，2015年5月1日實施，但是由于新的標準規范中對防排煙系統的設計參數并未明確給出，而且相關的專業規范還未出版，因此目前對于建筑內防排煙系統的設計審核仍然依據舊版的國家標準即《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）（以下簡稱《建規》）和《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045-95（2005年版）（以下簡稱《高規》）。

2　防排煙系統設計評析思路

民用建筑消防防排煙系統設計可參考下述程序進行：（1）根據建筑物使用性質、建筑規模確定是否需要設置防排煙設施以及防排煙設施設置的部位；（2）防煙設施：根據設置部位的大小和位置，通過查表或是計算確定送風量的大小或是開窗面積；（3）排煙設施：根據設置部位的大小和位置計算排煙量或開窗面積；（4）根據建筑實際情況布置管道和送風口、排風口，設計送風口和排風口的位置和尺寸；（5）通過計算得出的風量，選擇防煙風機和排風機。

3　建筑防排煙系統設計評析

以某高層公共建筑為例，對其建筑防排煙系統進行計算、分析。該高層公建地上十八層，地下一層，建筑高度為56.9米，地上四層為商業區，五到十八層為住宅，地下一層為儲藏間。

3.1機械防煙

3.1.1防煙部位

根據標準規定，不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、消防電梯間前室或合用前室應設置獨立的機械加壓送風的防煙設施。該建筑商業區在防煙樓梯間應設置獨立的防煙設施，住宅部分在防煙樓梯間和合用前室設置獨立的防煙設施。

3.1.2加壓送風量計算

（1）商業部分

查表法：25000～30000 m3×h-1。

一扇雙開門A=（2.1×3+1.2×2）×3.26×10-3×4=0.113 m2

ΔP取50Pa，b取2，得Ly=2973.6 m3×h-1

n取2，ν取0.7m/s，b取0.25，a取0.8，A=1.2×2.1=2.52 m2。經計算得：19845 m3×h-1。

經比較，選取最大的送風量為25000 m3×h-1，因此該高層公建實應在該樓梯間選用送風量不小于25000m3×h-1的送風機。

（2）住宅部分合用前室

查表法：12000～16000 m3×h-1。

一扇雙開門：A=（2.1×3+1.2×2）×3.26×10-3×19=0.539 m2，

ΔP取30Pa，b取2，計算得Ly=10986.7 m3×h-1。

n取2，ν取0.7m/s，b取0.25，a取0.8，A=1.2×2.1=2.52m2。經計算得：19845 m3×h-1。

選取最大值為19845 m3×h-1，因此該前室應選用送風量不小于19845 m3×h-1的送風機。

3.1.3管道和送風口尺寸設計

（1）管道

防排煙工程中混凝土管道煙風氣流速度的最大值為15 m× s-1，計算管道最小截面尺寸：

防煙樓梯間的管道最小截面尺寸S1，合用前室的S2計算：

其中L為機械加壓送風量，m3×h-1；v為管道內風速，m×s-1。

（2）送風口

其中L為加壓送風量，m3×h-1；n為加壓送風口同時開啟的層數(或門數)；v為風口風速，m×s-1，取7m×s-1時相應得到的是最小有效面積；η為風口有效面積率，一般取0.85。

因此根據計算數據，該高層公建的機械防煙系統的風機選型、管道尺寸、送風口最小截面尺寸均不得小于計算值。

3.2機械排煙

3.2.1排煙部位

根據《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）第8.5.3和第8.5.4的規定，結合《高規》第8.2.1和8.4.1的規定該高層公建高度為56.9 m，三、四層疏散走道長度為89 m，無自然通風，應設置機械排煙設施；地下儲藏間總面積大于200平方米，且無自然排煙窗，應設置機械排煙設施。

3.2.2防煙分區的劃分

根據標準規定，對該高層公建的三層、四層疏散走道、地下儲藏間劃分防煙分區，用符合要求的擋煙垂壁分隔，該高層建筑地上第三層和第四層的疏散走道面積均為240.824 m2，分別作為一個防煙分區；地下一層劃分為四個防煙分區，面積分別為354.5 m2、320.93 m2、320.93 m2、294.39 m2，防煙分區之間采用隔墻和輕質龍骨石膏板擋煙垂壁相隔。

3.2.3機械排煙量計算

（1）地上三層、四層：Q=νF

其中Q為機械排煙量，m3×h-1；v為單位時間單位面積排煙量，m3/(m2·h)；F為防煙分區的地板面積，m2。

根據《高規》第8.4.2.1條，擔負一個防煙分區排煙或凈空高度大于6.00 m的不劃防煙分區的房間時，應按每平方米面積不小于60 m3×h-1計算（單臺風機最小排煙量不應小于7200 m3/h）。因此ν 取60 m3/(m2·h)，F為240.8 m2，Q為14448 m3×h-1。

（2）地下一層

地下一層為自行車庫，設置獨立的機械排煙系統，采用換氣次數法計算排煙量，按其體積的6次/h計算。地下一層共分四個防煙分區，設置兩臺排煙風機，每臺風機負責兩個防煙分區的排煙。第一防煙分區和二防煙分區中，最大面積為354.5 m2，體積為1418 m3，排煙量為8508 m3×h-1；第三防煙分區和第四防煙分區中最大面積為320.93 m3，體積為1283.72m3，排煙量為7702.32 m3×h-1。

根據上述計算結果，應選擇排風量不小于計算值的排風機。