第19章建筑防烟、排烟设计.pptx
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1、2023年4月22日星期六第第19章建筑防烟、排烟章建筑防烟、排烟设计设计 1 19 9.1.1 概述概述 1 19 9.2.2 自然排烟自然排烟 19.3 19.3 机械加压送风防烟机械加压送风防烟 19.4 19.4 机械排烟机械排烟第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计 1 19 9.1.1 概述概述第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计 现代化的高层民用建筑,装修、家具、陈设等采用可燃物较多,这些可燃物在燃烧过程中,由于热分解热分解释放出大量的热量、光、燃烧气体和可见烟热量、光、燃烧气体和可见烟,同样要消耗大量的氧气氧气。火灾烟气会造成严重危害,主要有毒
2、害性、减光性和恐怖性毒害性、减光性和恐怖性。对人体的危害可以概括为生理危害生理危害和心理危害心理危害。烟气的毒害性和减光性是生理危害,恐怖则是心烟气的毒害性和减光性是生理危害,恐怖则是心理危害。理危害。火灾烟气的毒害主要是因燃烧产生的有毒气体所引起的窒息和对人体器官的刺激,以及高温作用。1 19 9.1.1 概述概述第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计毒害性:毒害性:烟气包含高浓度的一氧化碳(CO)及其他各类有毒气体 如氢氰酸(HCN),氯化氢(HCI),对人体产生的直接危害。减光性:减光性:烟气极大降低可见度,使人易于失去正确的疏散方向,降低了人们在疏散过程中的行进速度。恐
3、怖性:恐怖性:火灾现场往往使人感到惊慌失措,秩序混乱,形成巨大的心理恐惧,使人失去正常的行为能力,严重影响人们的迅速疏散,重则导致伤亡,轻则影响人们身心健康。高层建筑发生火灾,烟雾是阻碍人们逃生和进行灭火行动、导致人员死亡的主要原因之一。火灾烟气的危害主要有三个方面第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计 据统计资料表明,由于CO中毒窒息死亡或其他有毒烟气熏死者,一般占火灾总死亡人数的40%40%50%50%,最高达最高达65%65%以上以上;而被火烧死的人当中,多数是先中毒窒息晕倒后再被火烧死先中毒窒息晕倒后再被火烧死。美国消防局的统计,在火灾死亡人数的80%80%的人由于吸入
4、毒气而致死。窒息作用。窒息作用。建筑物内当火灾燃烧旺盛时,二氧化碳的浓度可达15%23%。一般人员接触10%左右浓度的二氧化碳,会引起头晕;严重者,会发生昏迷、呼吸困难,甚至处于大脑停顿状态,失去知觉。接触20%左右浓度的二氧化碳,人体的神经中枢系统出现麻痹,导致死亡。刺激作用。刺激作用。火灾时可燃物热分解的产物中有一些气体对人体会产生较强的刺激作用,如氯化氢、氨气、氟化氢、二氧化碳、烟气和二氧化碳等。空气中空气中CO2的含量的含量/%症状症状空气中空气中CO2的含量的含量/%症状症状2.52.5经数小时无任何症状经数小时无任何症状3.03.0无意识地呼吸次数增加无意识地呼吸次数增加4.04.
5、0出现局部刺激症状出现局部刺激症状6.06.0呼吸量增加呼吸量增加8.08.0呼吸困难呼吸困难10.010.0意识不清,不久导致死亡意识不清,不久导致死亡20.020.0数秒后瘫痪,心脏停数秒后瘫痪,心脏停止跳动止跳动第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计高温作用。高温作用。建筑物内发生火灾,温度达到轰燃点后室内温度可达500C以上,甚至高达800C。高温也是导致火灾迅速蔓延扩大、火灾损失增大的主要原因。烟气还会影响人的视觉、降低视觉,给人造成恐怖感,延误人员的疏散和灭火行动。由此可见,在建筑中必要的位置设置防排烟系统是对建
6、筑的火灾防控和扑救、对保证人员的安全疏散起着重要的作用,防烟设计对保证建筑物内的人员安全和防止烟气的扩散十分重要。排烟排烟:目的是将火灾时产生的烟气及时排除,防止烟气向防烟分区外扩散,以确保疏散通路和疏散所需时间。建筑防排烟防烟防烟:目的是将烟气封闭在一定区域内,以确保疏散线路畅通,无烟气侵入。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计高层民用建筑设计防火规范高层民用建筑设计防火规范规定,凡建筑高度超过24m的新建、扩建和改建的高层民用建筑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、排烟的部位有需要设置防烟、排烟的部位有防烟楼梯间及
7、其前室、消防电梯前室或两者合用前室一类建筑和高度超过32m的二类建筑的以下部位面积超过100m2,且经常有人停留或可燃物较多的房间封闭避难层室内中庭总面积超过200m2或一个房间面积超过50m2的、且经常有人停留或可燃物较多的地下室房间。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。建筑设计防火规范、人民防空工程设计防火规范、汽车库、修车库、停车场设计防火规范第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计防烟分区的概念防烟分区:防烟分区:是指采用挡烟垂壁、隔墙或从顶板下突出不小于是指采用挡烟垂壁、隔墙或从顶板下突出不小于50cm的梁等
8、的梁等具有一定耐火性能的不燃烧体来划分的防烟、蓄烟空间。具有一定耐火性能的不燃烧体来划分的防烟、蓄烟空间。划分防烟分区划分防烟分区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。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计屋顶挡烟隔板:屋顶挡烟隔板:指设在屋顶内,能对烟和热气的横向流动造成障碍的垂直分隔体。挡烟垂壁是指用不燃烧材料制成,从顶棚下垂不小于50cm的固定或活动的挡烟设施。活动挡烟垂壁:活动挡烟垂壁:指火灾时因感温、感烟或其他控制设备的作用,自动下垂的挡烟垂壁。挡烟垂壁起阻挡烟气的作用,同时可以增强防烟分
9、区排烟口的吸烟效果。挡烟垂壁应采用非燃料制作(如钢板、夹丝玻璃、钢化玻璃等)。挡烟垂壁可采用固定或活动式的,当建筑物净空较高时,可采用固定式的,当建筑物净空较高时,可采用固定式的,将挡烟垂壁长期固定在顶棚上;当建筑物净空较低时,宜采用活动式的挡烟将挡烟垂壁长期固定在顶棚上;当建筑物净空较低时,宜采用活动式的挡烟垂壁。垂壁。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计活动挡烟垂壁应由感烟控制器控制,或与排烟口联动,或受消防控制中心控制,但同时应能就地手动控制。活动挡烟垂壁落下时,其下端距地面的高度应大于1.8m。从挡烟效果来看,挡烟隔墙比挡烟垂壁的效果要好些挡烟隔墙比挡烟垂壁的效果要好
10、些。因此,要求在成为安全区域的场所,宜采用挡烟隔墙,如图19.2所示。有条件的建筑物,可利用钢筋混凝土梁或钢梁作挡烟梁进行挡烟,如图19.3所示。当顶棚为非燃烧材料或难燃材料时,则挡烟垂壁或挡烟隔墙只紧贴顶棚平面即可,不必完全隔断,如图19.4所示;当顶棚为可燃材料时,则挡烟垂壁或挡烟隔墙要穿过顶棚平面,并紧贴非燃烧体楼板或顶板,如图19.5所示。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计图19.4 挡烟隔墙或挡烟垂壁 在顶棚内不隔断示意图第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计设置防烟分区主要是保证在一定时间内,使火场上产生的高温烟气不致随意扩散,并能迅速排除,达到
11、控制或再蔓延和减少火灾损失的目的。设置防烟分区时,面积划分必须合适,如果面积过大,会使烟气波及面积扩大,增加受灾面,不利于安全疏散和扑救;如果面积过小,不仅影响使用,还会提高工程造价。防烟分区应根据建筑物的种类和要求不同可按其功能、用途、面积、楼层等划分。防烟分区划分原则防烟分区划分原则第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计走道和房间(包括地下室)按规定设置排烟设施时,可根据具体情况分设或合设排烟设施,并按分设或合设的情况划分防烟区;一座建筑物的某几层需设排烟设施,且采用垂直排烟道(竖井)进行排烟时,其余按规定不需设排烟设施的各层,如增加投资不多,可考虑扩大设置排烟范围,各层也
12、亦划分防烟分区和设置排烟设施。防烟分区不应跨越防火分区设施。对有特殊用途的场所,如地下室、防烟楼梯间、消防电梯、避难层间等应单独划分防烟分区。防烟分区一般不跨越楼层,某些情况下,如一层的面积过小,允许包括一个以上的楼层,但以不超过三层为宜。防烟分区一般应遵守以下原则设置:防烟分区一般应遵守以下原则设置:第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计对于高层民用建筑和其他建筑,每个防烟分区的面积不宜大于不宜大于500 m2,当顶棚(或顶板)高度在6m以上时,可不受此限制;但对于人民防空地下建筑的人防队员及人员隐蔽所的使用面积(抗爆单元)不应大于不应大于400 m2。设有机械排烟系统的汽车
13、库,其每个防烟分区的建筑面积不宜超过不宜超过2000 m2,且防烟分区不应跨越防火分区。民用建筑中设置排烟设施的走道、净高不超过净高不超过6m的房间,应划分防烟分区。凡需要设置排烟设施的走道、净空不超过6m的房间,应采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下凸出不小于50cm的梁划分防烟分区。划分防烟分区的注意事项划分防烟分区的注意事项第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计走道按规定需要设排烟设施,而房间(包括地下室)不设,且房间与走道相通的门为防火门时,可只按走道面积划分防烟分区;如房间与走道相通的门不是防火门时,防烟分区面积的划分包括房间的面积。房间(包括地下室)按规定设排烟设施而走道不
14、设,并且房间与走道相通房间(包括地下室)按规定设排烟设施而走道不设,并且房间与走道相通的门是的门是防火门时,可只按房间的面积划分防烟分区;如房间与走道相通的门时,可只按房间的面积划分防烟分区;如房间与走道相通的门不是防火门,则防烟分区面积的划分应包括走道的面积。不是防火门,则防烟分区面积的划分应包括走道的面积。走道和房间(包括地下室)按规定均设排烟设施时,可根据具体情况分设或合设排烟设施,按分设或合设排烟设施的情况划分防烟分区。当建筑面积较大时,可将每个防烟分区划分成几个排烟系统,并将竖风道当建筑面积较大时,可将每个防烟分区划分成几个排烟系统,并将竖风道分散布置在相应防烟分区之内,以便尽量缩短
15、水平风道,这样不仅经济,而分散布置在相应防烟分区之内,以便尽量缩短水平风道,这样不仅经济,而且排烟效果好。且排烟效果好。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计隔烟设施:隔烟设施:挡烟垂壁挡烟垂壁图9-l固定式挡烟垂壁及挡烟 (a)顶棚为非燃或难燃材料(b)顶棚为可燃材料 第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计隔烟设施:隔烟设施:挡烟隔墙挡烟隔墙 第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计隔烟设施:挡烟梁隔烟设施:挡烟梁 挡烟隔墙(a)顶棚为非燃或难燃材料 (b)顶棚为可燃材料第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计第第1919章章 建筑
16、防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计自然排烟自然排烟防排烟系统分类防排烟系统分类机械排烟机械排烟防烟加压送风防烟加压送风密闭防烟方式密闭防烟方式第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计自然排烟自然排烟利用火灾产生的烟气流的浮力和外部风力作用,通过建筑物的对外开口,把烟气排至室外的排烟方式实质是热烟气和冷空气的对流运动。在自然排烟中,必须有冷空气的进口和热烟气的排出口。烟气排出口可以是建筑物的外窗,也可以是专门设置在侧墙上部的排烟口。对高层的建筑来说,可采用专用的通风排烟竖井。自然排烟方式示意自然排烟方式示意第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计分为局部排烟和集中排烟两
17、种方式,也叫负压机械排烟方式。利用排烟机把着火房间中产生的烟气通过排烟口排到室外的排烟方式。局部排烟方式是:在每个需要排烟的部位设置独立的排烟风机直接进行排烟;其初投资高,而且日常维护管理麻烦,管理费用也高。集中排烟方式是;将建筑划分为若干个区,在每个区内设置排烟风机,通过排烟口和排烟竖井或风道利用设置在建筑物屋顶的排烟风机,排至室外。排烟稳定,投资较大,操作管理比较复杂,需要有防排烟设备,要有事故备用电源。机械排烟机械排烟第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计机械负压排烟方式示意第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计对疏散通路的楼梯间进行机械送风,使其压力高于
18、防烟楼梯间前室或消防电梯前室,而这些部位的压力又比走道和火灾区高些。从而可阻止烟气进入楼梯间。防烟加压送风防烟加压送风密闭防烟方式密闭防烟方式对于面积较小,楼板耐火性能较好、密闭性好并采用防火门的房间,可以来用关闭防火门使火灾区与周围隔绝缺氧而熄灭。当发生火灾时将着火房间密封起来,这种方式多用于小面积房间。加压防烟方式示意加压防烟方式示意第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计1 1自然排烟(开窗)自然排烟(开窗)房间、走道、防烟楼梯间及其前室、消防电梯间房间、走道、防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室、合用前室、通行机动车的四类隧道前室、合用前室、通行机动车的四类隧道2 2机械排
19、烟机械排烟房间、走道、通行机动车的一房间、走道、通行机动车的一三类隧道三类隧道3 3机械排烟、机械机械排烟、机械进风进风地下室及密闭场所地下室及密闭场所4 4机械加压送风机械加压送风(设置竖井正压(设置竖井正压送风)送风)防烟楼梯及其前室、消防电梯间前室、合用前室防烟楼梯及其前室、消防电梯间前室、合用前室建筑防烟、排烟方式建筑防烟、排烟方式第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计自然排烟系统的组成 自然排烟口的面积,一般可取地板面积的1/50。排烟口应设置在距顶棚800mm以内,如图:自然排烟自然排烟800mm顶棚面排烟口设置的有效部分第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟
20、、排烟设计排烟口的平面位置应按以下两个规定:每个防区面积按500m2划分;防区内任何地点到排烟口水平距离小于30m。如图所示。排烟口挡烟垂壁L30mL1+L230mLLL1LL1内隔墙或顶棚下突出50cm以上的挡烟垂壁、挡烟梁L30mL1+L2+L330mL2L3L1L第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计自然排烟是最简单、不消耗动力、无需连锁控制的排烟方式。自然排烟是最简单、不消耗动力、无需连锁控制的排烟方式。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计防烟楼
21、梯间前室、消防电梯间前室可开启外窗面积不应大于2.00 m2,合用前室不小于3.00 m2;靠外墙防烟楼梯间每五层内有可开启外窗总面积之和不小于2.00 m2;长度不超过60m的内走道可开启外窗面积不应小于走道面积的2%;需要排烟的房间可开启外窗面积不应小于该房间面积的2%;净空高度小于12m的中庭可开启的天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面积的5%;防烟楼梯间前室或合用前室,利用敞开的阳台,所示凹廊或前室内有不同朝向的可开启外窗自然排烟时,该楼梯间可不设防烟设施,如图。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计有不同朝向的可开启外窗防烟楼梯间合用前室有不同朝向的可开启外窗防烟楼梯
22、间合用前室第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计防烟楼梯间前室、消防电梯间前室,不应小于2.0 m2;合用前室,不应小于3.0 m2;靠外墙的防烟楼梯间,每5层内可开启排烟窗口净面积不应小于2.0 m2;中庭、剧院舞台,不应小于该中庭、剧场舞台楼地面面积的5%;其他场所,宜取该场所建筑面积的2%5%。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计根据根据人民防空工程设计防火规范规定人民防空工程设计防火规范规定,自然排烟口的总面积大于本防烟分区面积的2%时,宜采用自然排烟;自然排烟口底部距室内地平不应小于2m,并应常开
23、或发生火灾时能自动开启。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计自然排烟设计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。自然排烟设计是与建筑专业共同研究的设计问题。根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。为了使烟气能顺利排除,自然排烟的设计还应考虑以下几点:可开启的天窗,应尽量设置在上方,并有能便于迅速开启的装置。为了减少室外风压对自然排烟的影响,排烟口部位尽可能设置挡风措施。内走道的排烟窗,应尽量设置两个或两个以上,尽量使排烟窗不同朝向。不设防烟设施的防烟楼梯间的前室或合用前室,除利用敞开的阳台、凹廊外、前室内应有不同朝向的可开启外
24、窗。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计自然排烟存在的问题自然排烟存在的问题自然排烟方式虽然结构简单、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,应结合建筑物特征进行充分的研究。自然排烟存在下列问题:对建筑设计的制约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须面对室外,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,也必须设置外窗,所以对隔音、防尘等带来困难。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计具有火势蔓延至上层的危险性具有火势蔓延
25、至上层的危险性利用外部开口进行排烟时,若火灾房间的温度很高,烟气中又含有大量未燃烧的气体,则烟气排出后就会形成火焰,这将会引起火势向上蔓延。影响自然排烟的因素多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,则烟气就失去排除的能力。此外,在室外风力很强,且排烟窗处在迎风面时,当室外风压大于烟气水平流动的动压时,则会引起排烟困难,甚至发生烟气倒灌,反而使烟气蔓延到其他区域。第第1919章章 建筑防烟、排烟设计建筑防烟、排烟设计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
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