高层民用建筑防排烟工程设计有关问题探讨中国消防在线| 时间:2008-01-17 | 文章来源:山西吕梁| 作者:山西任丽丽摘要:探讨了高层建筑内的防排烟设计关键词:高层建筑;防排烟设计随着我国经济的迅速发展,高层民用建筑已从大中城市发展到中小城市,并且朝着大型化、高层化、多功能化的方向发展,火灾所带来的危害和严重后果越来越大。
而在大量的火灾实例统计数字表明,火灾中爱烟害直接致死的约占80%以上,在高层建筑中,由于烟囱效应作用的影响,由于火灾产生的烟气浓度黑、温度高,危害性比一般建筑更加严重。
如何使火灾时烟气少生产甚至不产生;如何使火灾烟气控制在火灾发源地而不蔓延扩散出去;如何使火灾烟气迅速地最大限度地排除到安全的地方;如何在疏散通道上保证实现防烟安全区,这些问题使防排烟工程设计成为建筑防火设计的一个重要组成部分。
本文就高层民用建筑防排烟工程设计的有关问题进行了探讨。
一、高层民用建筑防烟、排烟设施设置范围《高层民用建筑设计防火规范》(2005版)中规定:凡建筑高度度超过24米的新建、扩建和改建的高层民用建筑及其相连的且高度超过24米的裙房当中没有防烟楼梯间及消防电梯的;地下一层、四层及四层以上设有歌舞厅、卡拉OK厅(含具卡拉OK功能的餐厅)、夜总会、录像厅、夜映厅、桑拿浴室(除洗浴部分外)、游艺厅(含电子游戏厅)、网吧等歌舞娱乐放映场所;设有地下商店的建筑均应进行防、排烟设计。
需要设置防排烟的部位有:1、防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室;2、一类建筑和高度超过32米的二类建筑的下列部位:长度超过20米的内走道;面积超过100平方米且经常有人停留或可燃物较多的房间;高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室;封闭式避难层;3、设置在地下一层、地上四层及四层以上的歌舞娱乐放映场所;4、设置在地下一、二层的商店。
二、防烟楼梯间、前室、消防电梯前室、合用前室的防排烟设计防烟楼梯间、前室、消防电梯前室、合用前室防排烟方式有自然排烟和正压送风防烟两种方式,这两种方式在同一部位仅可以使用一种,不可两者并存。
1、下面根据楼梯间、前室、合用前室、消防电梯前室不同情况,选择不同的防排烟设施。
(1)超过50米的一类公共建筑和建筑高度超过100米的居住建筑,防烟楼梯间仅可采用机械加压送风方式,如设有窗户必须为不可开启的固定窗户;前室、合用前室、消防电梯前室50米以上的部分只可采用机械送风方式,如设窗户必须为固定式窗户,50米以下部分可利用外窗进行自然排烟,外窗可开启面积不应小于2平方米。
(2)超过50米的一类公共建筑高度超过100米的居住建筑除外的防烟楼梯间及前室,消防电梯前室和合用前室根据情况不同,采取的方式和位置不同,见下表:2、满足自然排烟的条件:(1)靠外墙的防烟楼梯间每五层可开启外窗面积不小于2平方米;防烟楼梯间前室、消防电梯前室可开启面积不小于2平方米;合用前室不小于3平方米。
有两个不同朝向的可开启外窗时,朝同方向开窗面积前室不小于2平方米,合用前室不小于3平方米,阳台、凹部为敞开式阳台、凹部。
3、排烟口、送风口设计要求楼梯间、前室、合用前室,消防电梯前室采用自然排烟方式其排烟口即为可开启的外窗开口部位,一般应设置在距顶棚800毫米处,不应布置在下方,设在上方的可开启外窗应有方便开启的装置,窗户开启方式宜采用翻转式,且不应采用下悬式开启外窗,开口面积应达到自然排烟的条件。
机械加压送风系统的送风口,防烟楼梯间的加压送风口宜每隔2-3层设一风口,前室的加压送风口应每层设一个,风口可采用自垂式百叶风口或常开的双层百叶风口,当采用常开的双层百叶风口时,应在其加压机风机的吸入管上设置与开启风机联锁的电位动阀,送风口上缘离地板面的距离应为顶棚面高度的二分之一以下,前室的送风口位置宜设置在前室通向走道门的对面,楼梯间的送风口设置宜设置在前室通向楼梯间门的对面。
三、走道的排烟设计1、《高层民用建筑设计防火规范》(2005版)中仅规定一类高层建筑和建筑高度超过32米的二类高层建筑的走道应设计排烟设施,走道的排烟方式有自然排烟和机械排烟两种,这两种方式可以同时存在,但应注意设计时不应考虑两者互补,不能由于存在可开启外窗减少机械排烟口的排烟量。
下面为不同情况的走道的排烟方式的选择:(1)小于20内走道,可不设排烟设施。
(2)大于20米的内走道,由于内走道的形式多种多样,有的走道为一字形,山形、Z字形,其外窗的位置各有不同,有的在走道一端,有的在走道两端,也有的走道中间,各种形式的走道排烟方式的选择只需要根据其可开启外窗的位置来进行,不需要考虑走道的形状,根据《高规》规定走道任何一个位置距排烟口位置不小于30米,以此为依据做为排烟方式选择的量化标准,可以得到以下结论:如下走道内任一点到最近可开启外窗水平距离均小于30米,可选择自然排烟方式;如果走道内有一点到最近可开启外窗的水平距离大于30米时,必须选择机械排烟方式,并且必须满足机械排烟口距走道内最远处水平距离不小于30米的要求。
以这种方式来确定排烟方式避免了许多设计人员对于走道形状在执行《高规》过程中所带来的争议。
2、自然排烟口、机械排烟口的设计(1)自然排烟口即为可开启外窗,其可开启外窗面积根据内走道面积来确定,内走道内可开启的其面积为不应小于走道面积的2%,其它要求可参照楼梯间、前室排烟口的设计要求。
(2)机械排烟系统的排烟口的位置应满足内任一点与最近的排烟口水平距离不大于30米,应设在顶棚上或距顶棚800毫米的墙面上,应尽量远离楼梯间、前室,且不得小于1.5米,并应具有手动、自动、联动启动功能。
三、中庭的排烟设计1、排烟方式的选择:中庭的排烟设计有两种方式:机械排烟和自然排烟,两者可并存且不可互补。
《高层民用建筑设计防火规范》规定根据中庭的高度不同,选择不同的排烟方式。
(1)、净空高度≤12米,具备自然排烟条件的中庭(可开启天窗或高侧窗面积≥中庭面积的5%)可采用自然排烟方式。
(2)、净空高度≤12米,不具备自然排烟条件,采用机械排烟方式。
(3)、净空高度>12米,无论有无可开启天窗、高侧窗均应采用机械排烟方式。
2、排烟口设计要求自然排烟口应满足窗户总可开启部位面积不小于中庭地面面积的5%,由于中庭窗户较高,应有方便开启的装置。
机械排烟口对于大于等于12米的中庭应竖向分段设置排烟口,每二至三层设一个排烟口。
四、房间的排烟设计《高层民用建筑设计防火规范》中规定,以下房间需进行排烟设计:1、设在地下、四层及四层以上的歌舞娱乐场所;2、地下商店;3、一类及高度超过32米的建筑中,面积超过100平方米,且经常有人停留或可燃物较多的房间;经常有人停留或可燃物较多的地下室。
房间的排烟方式有两种,即自然排烟和机械排烟,如果房间内可开启外窗的面积大于等于该房间面积的2%,均可采用自然排烟方式,如无可开启外窗或开启面积达不到要求,均应采取机械排烟方式。
当在地下室采取机械排烟时,应考虑补风系统,补风量为机械烟量的50%,如地下室有直通室外的安全出口时,可视为自然补风,无须机械补风,房间的排烟口位置可参照走道排烟口进行设计,同时应满足一个防烟分区布置一个排烟口,距该防烟分区内任一点水平距离不大于30米。
高层建筑防火排烟设计若干问题的探讨(2008-8-15 8:25:00)【E路中国风机网】高层建筑防火排烟设计若干问题的探讨2008/8/15/08:13 来源:湖南消防总队作者:胡志[摘要]针对高层建筑内部重点部位、重点场所的布局和结构特点,对防排烟设计进行分析、论证,提出部分优化设计的意见和建议,供设计、审核人员参考。
随着我国经济的迅速发展,高层民用建筑已从大中城市发展到中小城市,并且朝着大型化、高层化、多功能化的方向发展。
由于高层建筑烟囱效应作用的影响,火灾产生的烟气浓度黑、温度高,危害性比一般建筑更加严重,大量的火灾统计数据表明,火灾中受烟害直接致死的约占80%以上。
因此,高层建筑一旦发生火灾,迅速排放烟气,防止蔓延扩散,确保人员安全疏散是关键。
本文就高层民用建筑防排烟设计方面的几个问题进行探讨。
一、关于排烟口与室内最远点的水平距离问题高层建筑的排烟分为可开启外窗的自然排烟和机械排烟。
自然排烟是利用火灾时产生的热压,通过可开启的外窗或排烟窗(包括在火灾发生时破碎玻璃以打开外窗)把烟气排放到室外。
自然排烟方式简单、经济,不需要专门的排烟设备,火灾时不受电源中断的影响,但受室外风向、风速和建筑本身的密封性或热压作用的影响。
机械排烟是设置专用的排烟口、排烟管道及排烟风机把火灾产生的烟气和热量排放到室外。
排烟风机工作时,排烟口附近产生负压,加速室内烟气的流动,强制将烟气排放到室外。
机械排烟口与室内最远点的水平距离,《高规》第8.4.5条规定很明确,“防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30m”。
《高规》第8.1.3.1条:“一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑长度超过20m的内走道应设排烟设施”;《高规》第8.4.1.1条:“一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑的无直接自然通风,且长度超过20m的内走道或虽有直接自然通风,但长度超过60m 的内走道,应设置机械排烟设施”。
火灾时,人在浓烟中低头掩鼻最大通行距离为20~30m。
显然,《高规》以人在浓烟中低头掩鼻最大通行距离的下限值20m判定高层建筑的内走道是否设排烟设施,考虑双向疏散,以人在浓烟中低头掩鼻最大通行距离上限值30m的二倍,即60m,判定高层建筑内有可开启外窗(仅在走道的两个尽端设置)的内走道是否设机械排烟设施。
人在浓烟中低头掩鼻最大通行距离是20m还是30m,笔者认为这个数值要根据火灾时人员密度、火灾自动报警系统和灭火系统的完善程度,建筑材料中不燃烧体和难燃烧体使用情况而定,高层建筑内的商场、观众厅、多功能厅、会议室、歌舞娱乐放映游艺场所等公众聚集场所可燃装饰材料多、人员密度高,火灾时产生有毒烟气多、人员疏散速度相对较慢。
因此,对于高层公共建筑,人在浓烟中低头掩鼻最大通行距离应该严格要求,采用20m。
笔者建议在《高规》自然排烟一节中增加一条“自然排烟可开启外窗与室内最远点的水平距离不应超过20m”;《高规》第8.4.1.1条修改成“一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑的无直接自然通风,且长度超过20m的内走道或虽有直接自然通风,但长度超过40m的内走道,应设置机械排烟设施”。
这样,就与2006年版《建规》中的相关执行条款统一起来了。
综上所述,高层建筑的内走道、大空间场所(如商场、展厅等)无论采用何种形式的排烟方式,只要满足室内任一点20m范围内设置了自然排烟口或者30m范围内设置了机械排烟口,其排烟设计是符合要求的。
例如:某高层建筑内走道长度超过40m,仅在走道两个尽端设置自然排烟窗口,侧走道中间适中位置应增设机械排烟口;某大型商场,进深大于40m,则市场内部应当设置机械排烟设施。