防排煙系統(tǒng)設(shè)計評析

趙明宇，趙明坤保定市公安消防支隊

防排煙系統(tǒng)設(shè)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(zāi)危險性，其火災(zāi)撲救與人員疏散有很大的難度，一旦發(fā)生火災(zāi)，易造成重大人員傷亡及財產(chǎn)損失。本文綜合運用消防工程專業(yè)所學(xué)知識和消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以一棟商住樓為研究對象，通過運用多種方法計算出的風(fēng)量，確定機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)機選型、機械排煙風(fēng)機選型等設(shè)計參數(shù)。

防排煙；加壓送風(fēng)；機械排煙

1　防排煙系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)

最新的《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014）于2014年8月27日發(fā)布，2015年5月1日實施，但是由于新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中對防排煙系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)并未明確給出，而且相關(guān)的專業(yè)規(guī)范還未出版，因此目前對于建筑內(nèi)防排煙系統(tǒng)的設(shè)計審核仍然依據(jù)舊版的國家標(biāo)準(zhǔn)即《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2006）（以下簡稱《建規(guī)》）和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50045-95（2005年版）（以下簡稱《高規(guī)》）。

2　防排煙系統(tǒng)設(shè)計評析思路

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

3　建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計評析

以某高層公共建筑為例，對其建筑防排煙系統(tǒng)進(jìn)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(yè)區(qū)，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(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(yīng)設(shè)置獨立的機械加壓送風(fēng)的防煙設(shè)施。該建筑商業(yè)區(qū)在防煙樓梯間應(yīng)設(shè)置獨立的防煙設(shè)施，住宅部分在防煙樓梯間和合用前室設(shè)置獨立的防煙設(shè)施。

3.1.2加壓送風(fēng)量計算

（1）商業(yè)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(jīng)計算得：19845 m3×h-1。

經(jīng)比較，選取最大的送風(fēng)量為25000 m3×h-1，因此該高層公建實應(yīng)在該樓梯間選用送風(fēng)量不小于25000m3×h-1的送風(fēng)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(jīng)計算得：19845 m3×h-1。

選取最大值為19845 m3×h-1，因此該前室應(yīng)選用送風(fēng)量不小于19845 m3×h-1的送風(fēng)機。

3.1.3管道和送風(fēng)口尺寸設(shè)計

（1）管道

防排煙工程中混凝土管道煙風(fēng)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(fēng)量，m3×h-1；v為管道內(nèi)風(fēng)速，m×s-1。

（2）送風(fēng)口

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

因此根據(jù)計算數(shù)據(jù)，該高層公建的機械防煙系統(tǒng)的風(fēng)機選型、管道尺寸、送風(fēng)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(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014）第8.5.3和第8.5.4的規(guī)定，結(jié)合《高規(guī)》第8.2.1和8.4.1的規(guī)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(fēng)，應(yīng)設(shè)置機械排煙設(shè)施；地下儲藏間總面積大于200平方米，且無自然排煙窗，應(yīng)設(shè)置機械排煙設(shè)施。

3.2.2防煙分區(qū)的劃分

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(qū)，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(qū)；地下一層劃分為四個防煙分區(qū)，面積分別為354.5 m2、320.93 m2、320.93 m2、294.39 m2，防煙分區(qū)之間采用隔墻和輕質(zhì)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(qū)的地板面積，m2。

根據(jù)《高規(guī)》第8.4.2.1條，擔(dān)負(fù)一個防煙分區(qū)排煙或凈空高度大于6.00 m的不劃防煙分區(qū)的房間時，應(yīng)按每平方米面積不小于60 m3×h-1計算（單臺風(fēng)機最小排煙量不應(yīng)小于7200 m3/h）。因此ν 取60 m3/(m2·h)，F(xiàn)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(shè)置獨立的機械排煙系統(tǒng)，采用換氣次數(shù)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(qū)，設(shè)置兩臺排煙風(fēng)機，每臺風(fēng)機負(fù)責(zé)兩個防煙分區(qū)的排煙。第一防煙分區(qū)和二防煙分區(qū)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(qū)和第四防煙分區(qū)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(jù)上述計算結(jié)果，應(yīng)選擇排風(fēng)量不小于計算值的排風(fēng)機。