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第六章 防排烟系统设计
高层建筑和地下建筑发生火灾时，烟气的危害很严重。为了及时排除有害烟气，确保建筑物内人员顺利疏散、安全避难，为火灾扑救创造有利条件，在一些高层建筑和地下建筑内设置防烟、排烟设施是十分重要的。
6.1 防烟系统设计
6.1.1 防烟分区划分及防烟方式选择
6.1.1.1防烟分区划分
《建筑防排烟系统技术规范》中3.1.2条规定下列部位应设置防烟系统：
1)疏散楼梯间；
2)前室、合用前室；
3)避难层（间）。
根据高规规定，防烟分区不宜跨越防火分区。本建筑建筑高度不大于100m，但超过50m，故建筑不需设置避难层，防烟区域设置在各楼层消防电梯、消防楼梯合用前室不具备自然通风条件，需设置机械加压送风系统防烟。防烟分区用活动挡烟垂壁进行烟气阻挡，挡烟垂壁从顶棚下垂不小于500 mm，并参与消防联动。本楼设计2个机械加压送风系统，裙房附楼首层可不设置设置防烟系统。
6.1.1.2送风口的位置及尺寸计算公式
1.送风口的布置
本设计采用常闭式加压送风口，并参与消防联动。根据《高层民用建筑防火设计规范》(GB50045-95)中8.3.8条规定：楼梯间宜每隔二至三层设一个加压送风口；前室的加压送风口应每层设一个。
2.确定送风口尺寸
送风口有效面积计算公式：
(6-1)
式中： ---- 正压送风系统总送风量
---- 送风口处速度(m/s)，计算时可取7(m/s)
送风口的尺寸选择按表6.1中选取。

表6.1 方、矩形风口基本规格（mm）

120
160
200
250
320
400
500
630
800
1000
1250
120
1212
1612
2012
2512
3212
4012
5012
6312
8012
10012

160

1616
2016
2516
3216
4016
5014
6316
8016
10016
12516
200

2520
2520
3220
4020
5020
6320
8020
10020
12520
250

2525
3225
4025
5025
6325
8025
10025
12525
320

3232
4032
5032
6332
8032
10032
12532
400

4040
5040
6340
8040
10040
12540
500

5050
6350
8050
10050
12550
630

6363
8063
10063
12563

6.1.2 防烟设计计算
6.1.2.1设计中的主要参数
1.正压值
根据国外资料和国内设计人员的经验，正压值一般取25-50Pa为了促使加压空气的流动以提高疏散入口处空气对烟气的排斥作用，要求楼梯间的正压值略高于前室，前室的正压值略高于走廊，一般取楼梯间正压值为50Pa。合用前室、消防电梯前室为30Pa。
2.门洞断面的风速
门洞断面的风速是阻止烟气通过正在开启的疏散门进入疏散通道，其数值与火灾发热量的大小密切相关，据国外资料介绍，在设有自动喷水灭火系统的建筑物中，由于烟气被喷水所冷却，门洞断面风速可减少到0.25～1.25m/s，我国目前在设计中基本上采取0.7～1.2m/s的风速。
3.开启门数量
门开启的数量主要是与建筑物内部人数多少和人员疏散是否有秩序有关，参考欧美国家资料，考虑我国人口众多，本建筑不超过20层，故n=2。
4.背压系数
由于加压空气的进入，使室内空间的压力有所上升，相对于加压空气，出现了背压作用。背压系数与室内空气渗出条件有关，本设计走道采用机械排烟，背压系数取0.8。
6.1.2.2 送风量的确定
高层建筑防烟楼梯间及其前室、合用前室和消防电梯间前室的机械加压送风量应由按表 6.1至表6.4的规定确定。 本设计采用机械加压送风方式防烟，防烟楼梯间及其合用前室分别加压送风，采用查表计算送风量。建筑小于20层，消防楼梯间加压送风量为30000m3/h，合用前室加压送风量为16000m3/h。
表6.2 防烟楼梯间(前室不送风)的加压送风量
系统负担层数
加压送风量(m3/h)
〈20层
25000～30000
20层～32层
35000～40000

表6.3 防烟楼梯间及其合用前室的分别加压送风量
系统负担层数
送风部位
加压送风量(m3/h)
〈20层
防烟楼梯间
16000～320000
合用前室
12000～16000
20层～32层

防烟楼梯间
20000～25000
合用前室
18000～22000

表6.4 消防电梯间前室的加压送风量
系统负担层数
加压送风量(M3/h)
〈20层
15000～20000
20层～32层
22000～27000

表6.5 防烟楼梯间前采用自然排烟，前室或合用前室不具备自然排烟条件时的送风量
系统负担层数
加压送风量(M3/h)
〈20层
22000～27000
20层～32层
28000～32000
注：①表6.1、6.2、6.3、6.4的风量按开启2.00m×1.60m的双扇门确定。当采用单扇门时，起其风量可乘以0.75系数计算；当有两个或两个以上的出入口时，其风量应乘以1.50～1.75系数计算。开启门时，通过门的风速不宜小于0.70m/s。
②风量上下限应按层数、风道材料、防火门漏风量等因素综合比较。
6.1.2.3 送风系统设计计算
1.消防楼梯间的管网设计
(1) 风口选定
设计风速为7m/s，送风量为Q=30000m3/h，按每二层设一风口，共需风口为n=7个，则计算风口面积为：
0.170 m2
选取尺寸为630mm×320mm的矩形通送风口。
(2) 风管选定
设计风速为15m/s，送风量为30000m3/h，则计算管道截面积为：

参照我国“通风管路统一规格”，选取规格为1250mm×500mm的矩形通风管道。
2.消防楼梯、消防电梯合用前室的管网设计
(1) 风口选定
设计风速为7m/s，送风量为Q=16000m3/h，按每层设一风口，共需风口为n=14个，则计算风口面积为：
0.045 m2
选取尺寸为250mm×200mm的矩形通送风口。
(2) 风管选定
设计风速为15m/s，送风量为16000m3/h，则计算管道截面积为：

参照我国“通风管路统一规格”，选取规格为630mm×500mm的矩形通风管道。
本楼加压送风口设置在消防楼梯间及消防电梯间前室、合用前室，如图6.1。
图6.1 机械加压送风口的布置位置
6.1.3防烟设施选择与设置
6.1.3.1风机选型
实际运行条件和理论计算条件之间存在着一定的偏差，所以考虑风机风量储备系数取1.2，风压储备系数1.1。根据风量和风压选择风机。具体见表6.6。
表6.6 Y160-15型风机
型号No
数量
风量()
风压H(Pa)
转数n(r/min)
Y160L4-15
2
19760～36737
1328～845
940
6.1.3.2电机选型
根据送风量和管网的阻力，选择合适的电机，型号为Y180L-4。具体见表6.7。
表6.7 Y180L-4型电机
型号No
功率
电压(V)
电流(A)
转速(r/min)
Y112M-6
56KW
380
2.2
940

6.2 排烟系统设计
6.2.1 排烟分区划分及排烟方式选择
6.2.1.1排烟区域划分及排烟方式确定
当采用机械排烟系统时，根据《建筑设计防火规范》[8]中9.4.3规定，设置防排烟平面分区不宜跨越防火分区，竖向分区按每层划分。具体划分为消防电梯、消防楼梯前室或合用前室需单独划分为防排烟分区，设置机械加压送风系统系统。长度超过20m的走道、超过100㎡的房间，考虑风向的不稳定性及建筑物的危险等级，本设计亦采用机械排烟系统排烟，主楼系统分区按防火分区划分，设置一个排烟系统，裙房附楼及中间夹楼首层分区划分按根据建筑物构造等实际情况及自然通风条件，设置一个排烟系统担负排烟分区，在消防电梯前室划分排烟分区，档案室单独划分为一个排烟分区，裙房办公室及消防控制室等处划分为一个排烟分区。本设计采用自然补风方式及机械加压送风补风方式，确保烟气流动不影响安全疏散。系统设计如图6.2。

图6.2 排烟系统设计
6.2.1.2排烟口布置
排烟阀（口）的设置应符合下列要求：
1.排烟口应设在储烟仓内；当层高低于3.6m时，可设置在1/2高度以上；
2.火灾时由火灾自动报警装置联动开启排烟区域的排烟阀（口），且在现场设置手动开启装置；
3.排烟口的设置宜使烟流方向与人员疏散方向相反，排烟口与附近安全出口相邻边缘之间的水平距离不应小于1.5m；
4.排烟口的风速不宜大于10m/s。
本设计排烟口布置在与人流方向相反的走道中间和尽头处，安装在顶板上，如图6.2。每个排烟分区设置一个排烟口。

图6.3 主楼排烟口的布置位置
图6.4 裙房附楼及中间夹楼排烟口的布置位置

6.2.2 排烟设计计算
6.2.2.1 排烟量的计算
1.《高层民用建筑设计防火规范》中计算排烟量的一般规定
1）担负一个防烟分区排烟或净空高度大于6.00m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计算(单台风机担负一个或几个防烟分区时，最小排烟量不应小于7200m3/h，最大排烟量为60000m³/h)。
2）担负两个或者两个以上防烟分区时，应按最大防烟分区面积每平方米不小于120m3/h。
3）中庭体积小于17000m3时，其排烟量按其体积的6次/h换气计算；中庭体积大于17000m3时，其排烟量按其体积的4次/h换气计算，但最小排烟量不应小于102000m3/h。
4）带裙房的高层建筑防烟楼梯间及其前室，消防电梯前室和合用前室外，当裙房以上部分能采用可开启外窗自然排烟措施是，其裙房以内部分如不具备自然排烟条件的前室和合用前室，应设置局部机械排烟设施，其排烟量按没平方米不小于60m³/h计算。选择排烟风机，应附加漏风系数，一般采用10%～30%。排烟系统的管道，应按系统最不利条件考虑，也就是按最远两个排烟口同时开启计算。
按排烟分区计算各管段的排烟量计算结果汇总与下表。Ⅰ号系统最大排烟量为

表6.8 Ⅰ号系统裙房附楼排烟风道各管段排烟量计算
管段
负责排烟区段
通过风量m³/h
备注
A1～1
主楼首层
522.68×60=31360.8

A2～2
主楼二层
583.48×60=35008.8

A3～3
主楼三层
583.48×60=35008.8

A4～4
主楼四层
522.68×60=31360.8

A5～5
主楼五层
524.68×60=31480.8

A6～6
主楼六层
524.68×60=31480.8

A7～7
主楼七层
524.68×60=31480.8

A8～8
主楼八层
524.68×60=31480.8

A9～9
主楼九层
524.68×60=31480.8

A10～10
主楼十层
524.68×60=31480.8

A11～11
主楼十一层
524.68×60=31480.8

A12～12
主楼十二层
524.68×60=31480.8

A13～13
主楼十三层
524.68×60=31480.8

A14～14
主楼十四层
524.68×60=31480.8

1～15
系统最大排烟量
583.48×60=35008.8

表6.9 Ⅱ号系统主楼排烟风道各管段排烟量计算
管段
负责排烟区段
通过风量m³/h
附加漏风系数（20%）实际风量m³/h
B3～B2
裙房附楼首层消防电梯间
77.5×60=4650.0
7200
B2～B1
中间夹楼首层档案室
236×60=14160.0
16992
B1～Ⅱ号风机
中间夹楼消防控制室及办公室、库房、走道
262.2×60=15731.5
18877.8
B3～Ⅱ号风机
最大排烟量
262.2×60=15731.5
18877.8
6.2.2.2排烟口设计选型
1.系统排烟口的尺寸应该根据下式并参照表6.10选取。

（6-2）
式中：Q—排烟总量，
—排烟口截面积，
w—风道排烟风速，金属管<=20m/s，混凝土管<=15m/s，(本设计中取w=20m/s)。

表6.10 板式排烟口统一规格表
b
a

320
400
500
630
700
800
320
3232
4032
5032
6332
7032
8032
400

4040
5040
6340
7040
8040
500

5050
6350
7050
8050
630

6363
7063
8063
700

7070
8070
800

8080

2. 排烟口尺寸的具体计算
设计中有以下几种风量：31360.8m³/h、35008.8m³/h、31480.8m³/h、7200m³/h、16992m³/h、18877.8m³/h，选用金属管风道，故经计算选用板式排烟口的尺寸分别为500×320mm两个、630×320mm一个、320×320mm三个。
6.2.3 排烟设施选择与设置
6.2.3.1排烟风机设备选型及布置
本设计根据实际运行条件和理论计算条件之间存在着一定的偏差，所以考虑风机风量储备系数取1.2，风压储备系数1.1。考虑风量和风压选择风机。具体见表6.11。
表6.11风机选择表
风机

系统
计算
风机
排烟
量m³/h
所选
风机
类型
所选
风机
排烟量m3
所选风机推荐
工况全压pa
转速

Rpm
装机
容量
Kw
Ⅰ
35008.8
HTF-ⅢNo10
38200
736
1450
11
Ⅱ
18877.8
HTF-ⅢNo7
18908
728
1450
7.5
由上表可知，本设计共采用2台风机， 型号为HTF-ⅢNo16型。
6.2.3.2电机选型
根据风机的功率和转速，选择合适的电机。具体见表6.12。

表6.12电机选择表
电机参数

系统编号
所选
电机
类型
电机
功率
Kw
额定
电流
A
转速
Rpm
效率
%
数量台
Ⅰ、Ⅱ
Y2-225S-8
18.5
41.4
1450
90
2
6.2.3.3 排烟附属设施
排烟防火阀选择型号为PY－SFD排烟防火阀，设置在排烟风机入口处，其功能特点是：
1.控制中心输入DC24V电源，阀门迅速打开。
2.手动开启。
3.输出开启信号，与消防排机联锁。
4.手动复位关闭。
5.280℃温感器动作，重新关闭阀门。