防排烟系统设计评析

赵明宇，赵明坤保定市公安消防支队

防排烟系统设计评析

赵明宇，赵明坤
保定市公安消防支队

高层公共建筑具有较高的火灾危险性，其火灾扑救与人员疏散有很大的难度，一旦发生火灾，易造成重大人员伤亡及财产损失。本文综合运用消防工程专业所学知识和消防技术标准，以一栋商住楼为研究对象，通过运用多种方法计算出的风量，确定机械加压送风系统送风机选型、机械排烟风机选型等设计参数。

防排烟；加压送风；机械排烟

1　防排烟系统设计依据

最新的《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）于2014年8月27日发布，2015年5月1日实施，但是由于新的标准规范中对防排烟系统的设计参数并未明确给出，而且相关的专业规范还未出版，因此目前对于建筑内防排烟系统的设计审核仍然依据旧版的国家标准即《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）（以下简称《建规》）和《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95（2005年版）（以下简称《高规》）。

2　防排烟系统设计评析思路

民用建筑消防防排烟系统设计可参考下述程序进行：（1）根据建筑物使用性质、建筑规模确定是否需要设置防排烟设施以及防排烟设施设置的部位；（2）防烟设施：根据设置部位的大小和位置，通过查表或是计算确定送风量的大小或是开窗面积；（3）排烟设施：根据设置部位的大小和位置计算排烟量或开窗面积；（4）根据建筑实际情况布置管道和送风口、排风口，设计送风口和排风口的位置和尺寸；（5）通过计算得出的风量，选择防烟风机和排风机。

3　建筑防排烟系统设计评析

以某高层公共建筑为例，对其建筑防排烟系统进行计算、分析。该高层公建地上十八层，地下一层，建筑高度为56.9米，地上四层为商业区，五到十八层为住宅，地下一层为储藏间。

3.1机械防烟

3.1.1防烟部位

根据标准规定，不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室应设置独立的机械加压送风的防烟设施。该建筑商业区在防烟楼梯间应设置独立的防烟设施，住宅部分在防烟楼梯间和合用前室设置独立的防烟设施。

3.1.2加压送风量计算

（1）商业部分

查表法：25000～30000 m3×h-1。

一扇双开门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。经计算得：19845 m3×h-1。

经比较，选取最大的送风量为25000 m3×h-1，因此该高层公建实应在该楼梯间选用送风量不小于25000m3×h-1的送风机。

（2）住宅部分合用前室

查表法：12000～16000 m3×h-1。

一扇双开门：A=（2.1×3+1.2×2）×3.26×10-3×19=0.539 m2，

ΔP取30Pa，b取2，计算得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。经计算得：19845 m3×h-1。

选取最大值为19845 m3×h-1，因此该前室应选用送风量不小于19845 m3×h-1的送风机。

3.1.3管道和送风口尺寸设计

（1）管道

防排烟工程中混凝土管道烟风气流速度的最大值为15 m× s-1，计算管道最小截面尺寸：

防烟楼梯间的管道最小截面尺寸S1，合用前室的S2计算：

其中L为机械加压送风量，m3×h-1；v为管道内风速，m×s-1。

（2）送风口

其中L为加压送风量，m3×h-1；n为加压送风口同时开启的层数(或门数)；v为风口风速，m×s-1，取7m×s-1时相应得到的是最小有效面积；η为风口有效面积率，一般取0.85。

因此根据计算数据，该高层公建的机械防烟系统的风机选型、管道尺寸、送风口最小截面尺寸均不得小于计算值。

3.2机械排烟

3.2.1排烟部位

根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）第8.5.3和第8.5.4的规定，结合《高规》第8.2.1和8.4.1的规定该高层公建高度为56.9 m，三、四层疏散走道长度为89 m，无自然通风，应设置机械排烟设施；地下储藏间总面积大于200平方米，且无自然排烟窗，应设置机械排烟设施。

3.2.2防烟分区的划分

根据标准规定，对该高层公建的三层、四层疏散走道、地下储藏间划分防烟分区，用符合要求的挡烟垂壁分隔，该高层建筑地上第三层和第四层的疏散走道面积均为240.824 m2，分别作为一个防烟分区；地下一层划分为四个防烟分区，面积分别为354.5 m2、320.93 m2、320.93 m2、294.39 m2，防烟分区之间采用隔墙和轻质龙骨石膏板挡烟垂壁相隔。

3.2.3机械排烟量计算

（1）地上三层、四层：Q=νF

其中Q为机械排烟量，m3×h-1；v为单位时间单位面积排烟量，m3/(m2·h)；F为防烟分区的地板面积，m2。

根据《高规》第8.4.2.1条，担负一个防烟分区排烟或净空高度大于6.00 m的不划防烟分区的房间时，应按每平方米面积不小于60 m3×h-1计算（单台风机最小排烟量不应小于7200 m3/h）。因此ν 取60 m3/(m2·h)，F为240.8 m2，Q为14448 m3×h-1。

（2）地下一层

地下一层为自行车库，设置独立的机械排烟系统，采用换气次数法计算排烟量，按其体积的6次/h计算。地下一层共分四个防烟分区，设置两台排烟风机，每台风机负责两个防烟分区的排烟。第一防烟分区和二防烟分区中，最大面积为354.5 m2，体积为1418 m3，排烟量为8508 m3×h-1；第三防烟分区和第四防烟分区中最大面积为320.93 m3，体积为1283.72m3，排烟量为7702.32 m3×h-1。

根据上述计算结果，应选择排风量不小于计算值的排风机。