本站原创摘 要本文就民用建筑防排烟系统的相关技术问题进行了探讨,主要就自然排烟和机械防排烟的使用规定、相关技术参数的确定进行了研究,为防排烟设施的实际应用奠定了理论基础.
关 键 词民用建筑；防排烟设施；自然排烟；机械加压排烟
中图分类号TU97文献标识码A文章编号1674-6708（2012）71-0061-02
0引言
烟气是火灾中不同燃烧产物的反映,是物质燃烧过程中分解生成的大量气态、液态、固态物质的空气混合物,因为烟气对人体有窒息、刺激和高温的作用,其成为造成火灾人员伤亡的关键原因,据资料统计火灾事故中死亡人数的80%是因为吸入烟气所致.而民用建筑,尤其是高层民用建筑内,人员的数量较多,建筑物功能复杂,火灾时产生的烟气较多,烟气对疏散、灭火的影响较为突出,因此加强民用建筑的防排烟设施设计,确保人员的安全疏散,是防排烟设施设计中应该重点关注的环节.
1民用建筑防排烟设施的适用范围及相关参量的计算
民用建筑的防排烟方式主要有自然排烟、机械排烟和机械加压排烟等,在此只就自然排烟和机械加压排烟的相关技术标准进行探讨.
1.1自然排烟防烟方式
根据《高层民用建筑设计防火规范》的条文规定如下：一般情况下,靠近外墙的防烟楼梯之间以及其前室、消防电梯间的前室、合用前室,采用自然排烟方式比较的好.
自然排烟方式指的是根据现有的自然条件,使得火灾所产生的烟气不能够进入防烟楼梯间以及消防电梯的内部.这样的方式构造非常简单、而且不需要专门的排烟装置,这样就不收到电源的控制,从而管理相当的方便.因此,在工程设计中自然排烟仍然是首选的排烟措施,但其在设计上须符合以下条件：1）尽量利用敞开的凹廊和阳台；2）独用前室里可以开启外窗的面积应不小于2m2,合用前室应不小于3m2；3）排烟窗应该设置在上方,并设置便于开启的装置；4）前室有2个以上的不同朝向的外窗时,可不设机械防烟设施.
1.2机械加压送风防烟方式
机械加压送风防烟通常情况下指的是通过风机进行加压送风,需要使得楼梯间以及前室之间保持正的压力,而且其正压力必须要高于周围的所有建筑物正压力,这样可以有效的阻止烟气的进入.在这种情况下,从而可以确保向楼梯间以及前室送入一定体积的空气,从而使得烟气得到排除在外.
机械加压送风防烟的防烟效果好,且可灵活布置,亦不受环境条的限制,系统设计简单安全可靠,而近年来已经成为国内外民用建筑广泛采用的方式.例如,当有些楼梯间可开启外窗的面积达不到要求时,就应考虑机械送风的方法.
1.3防烟楼梯间和前室的防排烟设计
下面对机械排烟的关键地方的设计进行探讨.
防烟楼梯间和前室的防排烟方主要有自然排烟、正压送风防烟,在同一部位使用时仅可使用一种,不可两种同时使用.应该根据楼梯间、前室的不同情况,选择不同的防排烟设施.例如,高度大于50m的一类公共建筑,及高度大于100m的居住建筑,则防烟楼梯间只可以利用机械加压送风,且如果设有窗户的话,就必须是不可开启的窗户；而小于50m的部分,则可利用外窗来实施自然排烟.
机械加压排烟的关键问题在于楼梯间和前室的正压保持方法,下面进行了简单介绍.
1）要保持正压的部位
从安全的角度来考虑,楼梯间及前室都需保持正压.然而,在靠外墙且有窗户的楼梯,当火灾破坏部分窗户玻璃时,就很难保持其所需的正压值,因此难以采取加压防烟方法.在这种情况下,通过对国内外研究情况进行分析,研究人员发现为了使妇女能推拉开门且烟气不进入,楼梯间应该保持50Pa压力,前室应保持25Pa左右的压力.
2）开启门时,门洞处的风速值
对于开启门时,门洞处的风速值,按照我国的《高层民用建筑设计防火规范》,可选取值为0.7m/s～1.2m/s.
3）总风量的确定
确定准确的送风量是做好防排烟技术工作的关键保障,因此我们需要对防排烟设施的送风量进行设计.目前常用的送风量计算方法有以下3种：
1）根据《高层民用建筑设计防火规范》中的相关规定设计
正压排烟方式的送风量应该分别根据门关闭时给定的正压值（包含门窗缝隙及孔洞的漏风量）和门开启时门洞处的风速值来计算所需的风量,最终取两者之间较大的值即可.值得注意的是,在确定送风量大小的时候一定要考虑10%左右的系统漏风系数.
2）压差计算法设计
压差计算法是指保持关门时的正压区间值达到正压水平的一种计算方法.计算公式如下：
；
其中,α：流量系数（在门开启的时候可取0.65）；
S：开门时的计算面积；
：两侧的压差值；
：空气的密度（一般情况下可取1.2kg/m3）.
3）门洞风速法设计
门洞风速法是指按照维持开启门洞的最低的气流速度来计算送风量的一种方法.计算公式如下所示：
；
其中,v：是指门洞的平均风速；
s：指门洞的面积；
n：是指门洞的数量.
以上便是三种常用的送风量确定方法,然而在实际的设计中,不能单单靠公式的来计算送风量,还要结合实际情况及设计人员的经验,对计算值进行一定的修正,以保证送风量的准确.
4）送风系统及送风方式的确定
楼梯间及前室的送风系统设计,正压送风系统应该单独设置.为了使楼梯间压力分布的比较均匀,应该从顶层开始每隔3至5层就设一个送风口,而且一般利用一台风机,然后通过竖井,并且在竖井上开设送风口或者利用分支管的集中送风方式.
2民用建筑防排烟设施的排烟口设计
2.1自然排烟系统的排烟口设计
自然排烟系统的排烟口应该设置在房间净高的1/2以上处,及距顶棚或顶板以下的800mm内.
除了这些,自然排烟口以及送风口都必须由非燃烧材料进行制作,对于设置手动或者自动的开启装置也要包括在内进行考虑,而手动开关一般应设置在距离地坪0.8m～1.5m处.
2.2机械防排烟系统的排烟口设计
在机械防排烟系统中,应该用垂壁对于防烟进行划分区域,而且在每个的防烟分区都需要进行排烟口设计处理,而且排烟口和最远的水平点距离需要大于30m左右.
排烟口应该在顶棚或者是在靠近顶棚的墙面上进行设计,而且距离较近的安全出口数值应该大于等于1.5m；并且设置在顶棚或者顶棚附近的排烟口和可燃物的最小距离应该大于等于1.0m.
排烟口需要设置相应的手动开启装置,有必要的时候还可以设置和感烟器相关连的自动开启装置等一些必要的措施.除了要设置开启装置外,平时要保持闭锁状态.
对于排烟口的尺寸也需要进行相应的主意,它需要根据烟气通过排烟口的有效断面速度不少于10m/s来进行计算,根据笔者多年的设计经验排烟口的最小面积应该大于等于0.04m2.
3结论
通过上述探讨,我们可以知道民用建筑的防排烟系统还是比较复杂的,有很多的细节需要设计人员注意,一旦某个环节发生错误,可能会导致不可弥补的人身、财产损失,因此加强对民用建筑防排烟设施的设计研究是非常有必要的.在设计的过程中,设计人员一定要按照相关的规范来实施,并且要结合以往的研究和实施经验来进一步修正,保证防排烟设施在使用时达到最好的效果.