第5章-防排烟系统

第5章防排烟系统◆建筑，尤其是高层建筑，起火因素多。发生火灾时，火势蔓延快，扑救疏散困难，损失重大。◆建筑物内室内用品、家具利用合成材料的较多，燃烧时热量释放速率快，燃烧产生的有害气体复杂，火灾烟气成为对人的生命安全威胁最大的因素。据统计，火灾死亡人中80％由于吸入毒性气体而致死的。建筑防排烟当建筑成为火事建筑防排烟当建筑成为火事◆建筑内部必须设有周密而可靠的防烟、排烟系统。◆防排烟内容：（1）将火灾产生的烟气，在着火房间或着火房间所在的防烟区内就地排出；（2）防止烟气扩散到疏散通道和其它防烟分区中去；（3）确保疏散和扑救用的防烟楼梯及消防电梯间内无烟，使人员可以迅速疏散，给抢救工作创造条件。◆防排烟的主要部位：房间、走道、防烟楼梯间、前室、消防电梯间前室、合用前室。防火排烟的规定1、公共建筑、高度大于24米的单层公共建筑设防排烟设施的部位：（1）经常有人停留或可燃物较多大于300平方米的房间（2）地下室：一个房间大于50平方米、总面积大于200平方米（3）地下室内走道长于20米（4）其他建筑内走道长于40米（5）中厅防火排烟的规定2、高层民用建筑设防排烟设施的部位：（1）长度超过20m的内走道。（2）面积超过100m2且经常有人停留或可燃物较多的房间。（3）中庭（4）地下室：一个房间大于50平方米、总面积大于200平方米（5）封闭的避难层（6）防烟楼梯间、前室及合用前室防火排烟的规定本章主要内容建筑防排烟概述火灾烟气的流动规律与控制原则防火分区和防烟分区高层建筑的防排烟5.1建筑防排烟概述建筑火灾烟气的成分建筑烟气是指发生火灾时物质在燃烧和热分解作用下生成的产物与剩余空气的混合物。一般的有机物燃烧过程大致分成两个阶段：（1）在一定温度下，材料分解出游离碳和挥发性气体；（2）游离碳和可燃成分与氧气剧烈化合，并放出热量（即燃烧）。5.1建筑防排烟概述建筑火灾烟气的特性1）烟气的毒害性2）烟气的高温危害3）烟气的遮光作用4）建筑火灾烟气控制的必要性烟气控制：通过有效的防排烟设计，控制烟气的合理流动，将火灾造成的危险减到最小。其作用体现在：1）为安全疏散创造有利条件；2）为消防扑救创造有利条件；3）可控制火势的蔓延思考：防烟与排烟的区别？防排烟系统是合起来说的，就是指防烟系统和排烟系统。防烟系统是指在火灾的时候，对需要设置防烟系统的区域进行正压送风，保证区域内人员的安全。一般是防烟楼梯，前室等。排烟系统是指设置在一定区域，当火灾的时候，对火灾发生区域进行排烟的系统。防烟系统是向区域正压送风，排烟系统是将烟气排出。目的都是保证人员安全和救援的进行。5.2火灾烟气的流动规律与控制原则烟囱效应引起的烟气流动t0tst0ts5.2火灾烟气的流动规律与控制原则浮力引起的烟气流动5.2火灾烟气的流动规律与控制原则热膨胀引起的烟气流动着火房间随着烟气的流出，温度较低的外部空气流入，空气的体积因受热而急剧膨胀。由于物质燃烧生成的产物和参与燃烧的空气量相比很少，可以忽略不计。风力作用下的烟气流动当着火房间在正压侧时，将引导烟气向负压侧的房间流动。反之，当着火房间在负压侧时，风压将引导烟气向室外流动。通风空调系统引起的烟气流动通风空调系统的管路是烟气流动的通道。当系统运行时，空气流动方向也是烟气可能流动的方向，条件是烟气可能进入系统，当系统不工作时，由于烟囱效应、浮力、热膨胀和风压的作用，各房间的压力不同，烟气可通过房间的风口、风道传播，也将使火势蔓延。1、烟气在着火房间内遇到顶棚后水平扩散，受周围建筑围护结构的阻挡和冷却，沿墙流动的，烟气不断产生，上部烟层逐渐增厚到达门窗开口，通过开启的门窗向室外和走廊扩散。门窗关闭，至室内温度升高到一般为200～300℃时，门窗上的玻璃破裂，烟气从门窗外扩散。烟气在建筑物内的蔓延规律2、烟气在走廊内从房间内流向走廊内的烟气，附贴在天棚流动，速度一般为每秒0.5～0.8米，受冷却和空气混合，烟层变厚。3、烟气沿楼梯间、电梯井、管道井等竖井内竖井上下开口的高差大，火灾时，建筑物热压造成的自然通风量加大，烟囱效应显著，火灾的蔓延迅速，垂直向上的速度约3～4米/秒。烟气在建筑物内的蔓延规律5.2火灾烟气的流动规律与控制原则烟气控制的主要目的是在建筑物内创造无烟或烟气含量极低的疏散通道或安全区。烟气控制的实质是控制烟气使其合理流动，也就是使烟气不流向疏散通道、安全区和非着火区，而向室外流动。主要方法有：（1）隔断或阻挡；（2）疏导排烟；（3）加压防烟。5.2火灾烟气的流动规律与控制原则图5.3用梁和挡烟垂壁阻挡烟气流动（a）下凸≥500的梁；（b）可活动的挡烟垂壁图5.4加压防烟(a)门关闭时；(b)门开启时1、阻碍防烟◆在烟气扩散流动的路线上，设置阻碍以防止烟气继续扩散的方式。常用的阻碍方式有防火卷帘、防火门、防烟阀、防烟垂壁等。另外，管道穿越建筑构件四周缝隙的密封填塞亦属阻碍防烟。2、疏导排烟对于疏散通道的排烟是为了排除可能侵入的烟气，以保证疏散通道无烟或少烟，以利于人员安全疏散及救火人员通行。3、加压防烟◆对建筑物着火区、有烟区以外的区域加压送风，维持一定的正压，防止烟气侵入的方式。加压防烟可使着各区间的门无论关闭或开启时都能有效地防止烟气侵入所加压的区域。建筑物内的防排烟方式防排烟设施的设置范围一、防排烟工程设计的目的将火灾产生的大量烟气及时排除，以及防止着火区向非着火区蔓延扩散，特别是防止烟气侵入作为疏散通道的走廊、楼梯间及其前室，以确保建筑物内人员顺利疏散、安全避难和为消防队员扑救创造有利条件。二、防排烟工程设计的指导思想：当一幢建筑物内部某个房间或部位发生火灾时，应迅速采取必要的防排烟措施，对火灾区域实行排烟控制，使火灾产生的烟气和热量能迅速排除，以利人员的疏散和扑救；对非火灾区域及疏散通道等应迅速采用机械加压送风的防烟措施，使该区域的空气压力高于火灾区域的空气压力，阻止烟气的侵入，控制火势的蔓延。防排烟设施的设置范围三、防排烟设施的设置范围(1)《高层民用建筑设计防火规范》根据建筑物的使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等对高层建筑进行了分类。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人民防空地下室)及其相连的且高度不超过24m的裙房当中设有防烟楼梯及消防电梯的均应进行防排烟设计。防排烟设施的设置范围需要设置防排烟设施的具体部位规定如下：①防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室；②封闭避难层(间)；③内走道；④房间；⑤中庭；⑥地下室。房间走廊防烟楼梯间前室防烟楼梯间室外1、火灾时人员的疏散路线◆各部分用防火墙或防烟墙隔开，采取防火排烟措施，可疏散过程得到安全保护。◆室内疏散人员从一个分区向另一个分区移动需要花费时间，移动次数越多，就越要有足够的安全性。5.3防火分区和防烟分区安全分区的概念5.3防火分区和防烟分区安全分区的概念5.3防火分区和防烟分区安全分区的概念5.3防火分区和防烟分区防火分区是指用防火墙、楼板、防火门或防火卷帘等分隔的区域，可以将火灾限制在一定局部区域内（在一定时间内），不使火势蔓延。防烟分区是指在设置排烟措施的过道、房间中，用隔墙或其他措施（可以阻挡和限制烟气的流动）分隔的区域。防烟分区在防火分区中分隔。利用自然或机械作用力，将烟气排到室外，称之为排烟。加压防烟是用风机把一定量的室外空气送入一房间或通道内，使室内保持一定压力或门洞处有一定流速，以避免烟气侵入。1、防火分区在建筑内部采用防火墙、耐火楼板、防火卷帘、防火门等防火分隔设施把建筑物划分为若干个防火单元，在火灾发生时，阻止火势、烟气的蔓延和扩散，便于消防人员的灭火和扑救，减少火灾危害。建筑类别水平防火分区允许的最大面积一类建筑1000有自喷系统面积可增大一倍二类建筑1500有自喷系统面积可增大一倍地下室500有自喷系统面积可增大一倍营业厅展览馆4000（地上）2000（地下）裙房2500有自喷系统面积可增大一倍5.3防火分区和防烟分区防火分区及防烟分区水平防火分区◆水平防火分区的分隔物，主要依靠防火墙，也可以利用防火水幕带或防火卷帘加水幕。◆防火墙是指由非燃烧材料组成，直接砌筑在基础上或钢筋混凝土框架梁上，耐火极限不小于3h的墙体。防火墙上尽量不开洞口，必须开设时，应设耐火极限不小于1.2h的防火门窗。5.3防火分区和防烟分区防火分区及防烟分区垂直防火分区◆高层建筑的竖直方向通常每层划分为一个防火分区，以耐火楼板（主要是钢筋混凝土楼板）为分隔。◆对于在两层或多层之间设有各种开口，如设有开敞楼梯、自动扶梯、中庭（共享空间）的建筑，应把连通部分作为一个竖向防火分区的整体考虑，且连通部分各层面积之和不应超过允许的水平防火分区的面积。5.3防火分区和防烟分区防火分区及防烟分区2、防烟分区◆火灾发生时，为了控制烟气的流动和蔓延，保证人员疏散和消防扑救的工作通道，需对建筑划分防烟分区。◆设置排烟设施的走道、净高不超过6.00m的房间，采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下突出不小于0.50m的梁划分防烟分区。◆每个防烟分区的建筑面积不宜超过500m2，防烟分区不跨越防火分区5.3防火分区和防烟分区防火分区及防烟分区1、防烟分区不应跨越防火分区防烟分区的划分原则前者的目的在于防止烟气扩散；后者的目的在于防止烟火由一个防火分区蔓延到相邻的另一个防火分区。划分防烟分区与划分防火分区的目的不同：若防烟分区跨越了防火分区，则会使跨越防火分区的防烟分区空间的排烟发生困难。2、每个防烟分区的建筑面积不宜超过规范要求在《高层民用建筑设计防火规范》和《人民防空工程设计防火规范》中规定每个防烟分区的建筑面积一般不超过500m2。若净空高度h＞6m,一般不划分防烟分区；若设有机械排烟系统的汽车库，每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000m2。歌舞娱乐放映游艺厅场所一个厅、室的建筑面积不应大于200m2。防烟分区的划分原则①长度超过20m，两端无自然采光和通风②长度超过40m，一端有自然采光和通风③长度超过60m，两端有自然采光和通风对于一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑的下列内走道:特别说明：特殊:在重要的建筑物中，上述这些区域应单独划分防烟分区。一般：上述区域应和相邻的房间划分为同一防烟分区。3）房间按规定设置排烟设施，走道不设时，当房间与走道相通的门为防火门，可只按房间面积划分防烟区，不是防火门时防烟区的划分应包括走道的面积。有关的方法：1）不设排烟设施的房间和走道，不划分防烟区。2）走道按规定设置排烟设施，房间不设时，当房间与走道相通的门为防火门，可只按走道面积划分防烟区，不是防火门时防烟区还应包括房间的面积。3、按楼层划分防烟分区按楼层划分防烟分区示意图耐火楼板防烟分区的划分原则4、特殊用途的场所应单独划分疏散楼梯间及其前室，消防电梯间及其前室，避难层，避难间等。“垂直烟柱区”：1971年，美国专家马特曼先生防烟分区的划分原则15层电梯井水平分区垂直分区“垂直烟柱区”简易示意图防火分区及防烟分区－挡烟垂壁防火分区及防烟分区－挡烟垂壁5.4高层建筑的防排烟自然排烟的主要影响因素风压热压风压和热压的综合作用通风空调系统除建筑高度超过50m的一类公共建筑外，靠外墙的下列部位，宜采用自然排烟方式。自然排烟窗宜设置在上方，有方便开启的装置。排烟口距防烟分区最远点不大于30米。部位自然排烟口面积前室大于2平方米合用前室大于3平方米防烟楼梯间5层大于2平方米、顶层开窗内走道走道面积的2％中庭、舞台走道面积的5％其他场所或部位面积的2％5.4高层建筑的防排烟建筑物内的防排烟设施自然排烟示例5.4高层建筑的防排烟建筑物内的防排烟设施自然排烟示例5.4高层建筑的防排烟建筑物内的防排烟设施自然排烟示例◆竖井排烟方式在着火层与排烟口的高差较大时有较好的排烟效果，其主要缺点是所需要的排烟竖井的断面较大5.4高层建筑的防排烟建筑物内的防排烟设施自然排烟示例◆对于设有可开启外窗的房间，可利用外窗进行自然