防排烟系统

一、防排烟系统在防灾救灾中起的重要作用    

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当今世界很多重特大火灾事故造成人员大量伤亡和财产的重大损失，主要是火灾现场中的浓烟与烈焰。两者之间更为危害的还是浓烟。浓烟给火灾现场受困人员向外逃生增添了很多艰难险阻，乌黑的浓烟使人视线不清，找不到逃生之路，呼吸困难，吸入浓烟还会中毒，甚至窒息死亡，逃不出火场。另外，浓烟还给进入火场进行救援的人员增加障碍，使人看不见前进道路，行动延缓，搜救目标看不见，错过了很多救人的时间和机会。有时甚至救人未成，反而被烟火所困，危及救援人员的自身安全。造成火灾现场人员逃生难，救援人员救灾难的两难现象。例如：2003年2月18日韩国大邱市地铁火灾，火灾发生后，车站电力照明设备立即自动断电，没有事故照明灯光，更有毒气浓烟弥漫，浓烟排不出去，地铁站内漆黑一片，车上被困人员无法逃生，救援人员因有毒气浓烟威胁，一时难以接近现场救人，造成140人死亡，99人失踪，130人受伤。又如，2004年8月1日巴拉圭首都亚松森市的“YcuoBolanos”多层超市火灾，火灾发生后熊熊大火和滚滚浓烟几分钟内席卷了整个超市，因为没有机械排烟系统排烟，救援人员难以开展有效的救人和救火工作，被烟火围困人员无法逃生，造成464人死亡，520人受伤。这两起特大伤亡的火灾事故足以说明火灾浓烟的危害性，更说明了机械排烟系统的重要性。如果这两起火灾的建筑和车上装设了机械排烟系统，且系统启动运作正常的话，及时启动自动排烟风机，把有毒气体和浓烟排走，就不会造成如此重大的伤亡事故。很多高层建筑、地下工程、交通隧道、公共娱乐场所火灾事故造成人员重大伤亡的惨重教训，使人们清楚地认识到设计安装好防排烟系统和确保系统的性能长期良好的重要性和必要性。火灾事实告诉我们防排烟系统在火灾发生时能有效地控制烟气的蔓延；且排烟迅速及时，对救人、救灾工作起着关键的作用。它关系到救灾救人成功与否的重要消防设施，必须要设计安装好，维护保养好，保证使用期内长期的性能良好状态。

今天，我给大家讲防排烟系统，首先介绍一下什么是防排烟系统。

按建规要求在建筑中必须设置的所有防烟设施组成的系统叫防烟系统。

按建规要求在建筑中必须设置的所有排烟设施组成的系统叫排烟系统。

防烟系统的作用是——

建筑内一旦发生烟火灾情能有效地把烟气控制在划定的防烟区域范围内，不让它扩大蔓延到其它区域，减少建筑内大面积的受害，能减少救人救灾的难度。

排烟系统的作用是——

建筑内一旦发生烟火灾情，能迅速启动，及时地把烟气排出建筑外，使疏散人员、救灾人员不被烟火所困，减少人员的伤亡和财产损失。为救人救火创造有利的条件。

防烟设施分为二种形式：机械加压送风的防烟设施；

可开启外窗的自然排烟设施。

排烟设施分为二种形式：机械排烟设施；

可开启外窗的自然排烟设施。

 

二、防排烟系统的规范要求和标准

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1、国家《高层民用建筑设计防火规范》明确一、二类高层建筑下列部位应设排烟设施：

（1）长度超过20米的内走道；

（2）面积超过100㎡，且经常有人停留或“易燃物较多的房间”；

（3）高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。

2、下列部位应设置独立的机械加压送风的防烟设施：

（1）不具备自排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室；

（2）采用自然排烟措施的防烟楼梯间；其不具备自然排烟条件的前室；

（3）封闭避难层（间）。

3、自然排烟的开窗面积应符合下列规定：

（1）防烟楼梯间前室、消防电梯前室、可开启外窗面积不应少于2.00㎡；合用前室不应少于3.00㎡；

（2）靠外墙的防烟楼梯间每五层内可开启外窗总面积之和不应少于2.00㎡；

（3）长度不超过60m的内走道可开启窗面积不应小于走道面积2%；

（4）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%。

4、下列部位可不设防烟设施：

防烟楼梯间前室或合用前室，利用敞开的阳台、凹廊或前室内有不同朝向的可开启外窗自然排烟时可不设防烟设施。

5、排烟窗设置在什么位置？

排烟窗宜设置在上方，并应有方便开启的装置。

6、机械加压送风和机械排烟的风速应符合下列要求：

（1）采用金属风道时，不应大于20m/s；

（2）采用内表面光滑的混凝土等非金属材料风管时不应大于15m/s；

（3）送风口的风速不宜大于7m/s；排烟口的风速不宜大于10m/s。

7、高层建筑防烟楼梯间及其前室、合用前室和消防电梯间的机械加压送风量应由计算确定，或按下列表规定确定：

 

防烟楼梯间及其合用前室的加压送风量

防烟楼梯间采用自然排烟，前室或合用前室不具备自然排烟条件的送风量

上述按开启2m×1.6m的双扇门确定，当采用单扇门时，其风量可乘以0.75系数计算，当有两个或两个以上出入口时，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。

8、不同的建筑设置形式，按下列要求来计算设置：

（1）层数超过32层的高层建筑，其送风系统及送风量应分段设计。

（2）剪刀楼梯间可合用一个风道，其风量应按二个楼梯间风量计算，送风口应分别设置。

（3）封闭避难层（间）的机械加压送风量应按避难层（间）净面积每平方米不少于30m3/h计算。

（4）机械加压送风的防烟楼梯间和合用前室，宜分别独立设置送风系统，当必须共用一个系统时，应在通向合用前室的之风管上设置压差自动调节装置。

9、机械加压送风机的全压，除计算最不利环管道压头损失外，尚应有余压，其余压应符合下列要求：

（1）防烟楼梯间为50Pa；

（2）前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层(间)为25Pa。

10、送风口的设置要求：

（1）楼梯间宜每隔二至三层设一个加压送风口；

（2）前室的加压送风口应每层设一个。

11、风机的选择要求：

可采用轴流风机或中低压离心风机，风机应根据供电条件、风量分配均衡、新风入口不受火、烟威胁等因素确定设置位置。

12、一、二类高层建筑的下列部位，应设置机械排烟设施：

（1）无直接自然通风，且长度超过20米的内走道或虽有直接通风，但长度超过60m的内走道。

（2）面积超过100㎡，且经常有人停留或可燃物较多的地上无窗房间或固定窗的房间。

（3）不具备自然排烟条件或净空高度超过12m的中庭。

（4）除利用窗井等开窗进行自然排烟的房间外，各房间总面积超过200㎡或一个房间面积超过50㎡，且经常有人停留或可燃物较多的地下室。

13、排烟风机的风量应符合下列规定：

（1）担负一个防烟分区排烟或净空高度大于6.0m的不划防烟分区的房间时，应按每平方米面积不少于60m3/h计算（单台风机最小排烟量应不少于7200m3/h。

（2）担负两个或两个以上防烟分区排烟时，应按最大防烟分区面积每平方米不少于120m3/h计算。

（3）中庭体积少于17000㎡时，其排烟量按其体积的6次/h换气计算；中庭体积大于17000㎡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、消防电梯间前室或合用前室，当裙房以上部位利用可开启外窗进行自然排烟，裙房部分不具备自然排烟条件时，其前室或合用前室应设置局部机械排烟设施，其排烟量按前室每平方米不少于60m3/h计算。

14、机械排烟口设置位置

（1）应设在栅顶上或靠近顶棚的墙体上。

（2）设在顶棚上的排烟口，距可燃构件或可燃物的距离不应少于1.00m，排烟口平时关闭；并应设有手动和自动开启装置。

（3）防烟分区内的排烟口距最远点水平距离不应超过30m。在排烟支管上应设有当烟气温度超过280℃时能自行关闭的排烟防火阀。

（4）走道的机械排烟系统宜竖向设置；房间的机械排烟系统宜按分区设置。

（5）排烟风机可采用离心风机或采用排烟轴流风机，并应在其机房入口处设有当烟气温度280℃时能自行关闭的排烟防火阀。排烟风机应保持在280℃时能连续工作30min。

（6）机械排烟系统中，当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能自动启动。

（7）排烟管道必须采用不燃材料制作，安装在吊顶内的排烟管道，其隔热层采用不燃烧材料制作，并应与可燃烧物保持不少于150㎜的距离。

（8）机械排烟系统与通风、空气调节系统宜分开设置，若合用时，必须采用可靠的防火安全措施，并应符合排烟系统要求。

（9）设置机械排烟的地下室，应同时设置送风系统，且送风量不应小于排烟量的50%。

（10）排烟风机的全压应按排烟系统最不利环管道进行计算，其排烟量应增加漏风系数。（设计数字建议增加5%，管道越长，损失越大）

15、送风排风系统电气设备的防爆要求

（1）空气中含有易燃易爆物质房间，其送风排风系统应采用相应的防爆型通风设备。

（2）送风机设在单独隔开的通风机房内且在送风干管上设有止回阀时，可采用普通型通风设备，其空气不应循环使用。

16、通风、空气调节系统的风管设置防火阀的要求

下列部位必须设防火阀：

（1）管道穿越防火分区的隔墙处。

（2）穿越通风、空气调节机房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处。

（3）垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上。

（4）穿越变形缝处的两侧。

（5）防火阀的动作温度宜为70℃。

（6）厨房、浴室、厕所等的垂直风管道，应采取防止回流的措施，在支管上设置防火阀。

（7）管道和设备的保温材料、消声材料和粘结剂应为不燃材料或难燃材料。

除高规要求外《地下铁道设计规范》对防、排烟也有明确的要求：

1.地下铁道、车站及区间、隧道内必须具备事故机械通风系统。

2.隧道内事故通风应具有下列功能：

（1）当列车阻塞在区间隧道时，应能向事故地点迎着乘客客流疏散方向送新风；背着乘客疏散方向排风。

（2）当区间隧道发生火灾时，迎着乘客疏散方向送新风，应能背着乘客疏散方向排烟。

（3）当车站站台发生火灾时，应能及时排烟，并防止烟气向出入口和站台蔓延。

3、每个防烟分区的建筑面积不宜超过750㎡，且防烟分区不得跨越防火分区。

4、防烟分区可采用挡烟垂壁或顶棚下突出不少于500㎜的梁体实现。

5、车站站台和站厅排烟量，应按每分钟每平米建筑面积1m3计算，排烟设备应按同时排除二个防烟分区的烟量配置。

6、区间隧道排烟量按单洞区间隧道断面的排烟流速不少于2m/s计算，但排烟流速不得大于11m/s。

7、列车阻塞在区间隧道时的送风量，按区间隧道断面风速不少于2m/s计算，但风速不得大于11m/s。

8、排烟风机及烟气流经的辅助设备如风阀及消声器等，应保证在150℃时能连续有效工作1h。

9、排烟口的风速不宜大于10m/s。

10、当排烟干管采用金属管道时，管道内的风速不应大于20m/s，采用金属管道时不应大于15m/s。

11、通风道和风井的风速不宜大于8m/s，站台下排风风道的风速不宜大于15m/s，风亭格棚的风速不宜大于4m/s；站台站厅的风速宜采用1~5m/s。

12、地面进风风亭应设在空气洁净的地方，任何建筑物距通风亭的口部的直线距离不应少于5m。

13、当进、排风亭合建时，排风口应比进风口高出5m。

14、地下铁道隧道通风系统宜设就地控制，距离控制，远程控制的三级控制。

上述规范要求都是排烟系统的设计依据，也是消防排烟的验收依据，因为，到目前为止国家还没有制定实施防排烟系统的验收规范，只能参照设计规范标准要求和实际情况进行验收。

 

三、防排烟系统的设置原理和要求

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机械防排烟系统都是由送排风管道、管井、防火阀、门开关设备、送、排风机等设备组成。

（如图所示）

下面讲一下防排烟系统几个重要部件的设置原理和要求，因为它关系到防排烟系统的性能、功能作用，关系到整个系统的质量问题：

防烟分区：防烟分区是指以屋顶挡烟隔板，挡烟垂壁或从顶棚向下突出500㎜的梁为界；从地板到屋顶或吊顶之间的空间。

挡烟捶壁：挡烟隔墙是最好的防烟分隔物。但这种设计常给使用和建筑功能带来不便，实际应用不多。常用的是挡烟垂壁。挡烟垂壁是指用不燃材料制成，从顶棚下垂不少于500㎜的固定或活动的挡烟设施。活动挡烟垂壁是指火灾时因感温、感烟或其他控制设备的作用，自动下垂的挡烟垂壁。设计时可采用吊顶下表面的突出物或钢筋混凝土梁做挡烟垂壁，也有采用吊顶内排烟口的盖板与火灾探测器连锁的形式。活动挡烟垂壁在火灾发生时在控制器的驱动下动作，自动打开排烟口的盖板，形成悬垂的挡烟板，直接把烟排除。

防火阀：防火阀是安装在通风、空调系统的送回风管上，平时处于开启状态，火灾时当管道内气体温度达到70度时关闭，在一定时间内能满足耐火稳定性和耐火完整性要求，起隔烟阻火作用的阀门。（开启——关闭）

排烟防火阀：排烟防火阀是安装在排烟系统管道上，在一定时间内能满足耐火稳定性和耐火完整性要求，起隔烟阻火作用的阀门。其组成和形状与防火阀相似，不同的是，排烟防火阀平时关闭，发生火灾时，通过火警信号自动开启或人工开启进行排烟。当排烟管道内的温度达到或超过280℃时，排烟防火阀自动关闭阻止烟火扩散。（关闭——开启——关闭）

排烟口：建筑物的门窗可作为自然排烟口，但排烟口的门窗扇应用不燃材料制作。排烟口可在由挡烟垂壁或各防烟分区的顶棚上或墙壁上开设。专用排烟口一般应根据室内的空气调节需要，处于保持关闭的状态。排烟口上除应安装与火灾自动报警系统联动的或远距离操纵自动开启装置外，还应设手动开启装置，便于应急情况手动及时打开排烟口。

管道式机械排烟系统：管道式机械排烟系统是由排烟管道、排烟风机和开关设备组成。排烟风机的功率应根据计算确定。排烟时，启动排烟风机应与开启某一区排烟口同时进行。为保证排烟风机在起火后仍能正常运转，需考虑设事故电源和耐高温排烟风机。建筑物内排烟设备的启停运行状态，应在消防控制室内集中控制和显示。

 

四、防排烟系统设置的功能作用

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设计安装防排烟系统必须保证机械设备性能良好，阀门开启关闭灵活好用，管道送风、排烟畅通无阻，正压送风至最不利点，能保证风力和风压需要，任何需要用风防护部位都能把烟挡住进不去；任何需要排烟的保护部位都能及时把烟排除出去，防止烟的危害。功能作用概括起来就这么几句话，做起来就不容易，竣工验收通过就更不容易。投入使用后常年保证其功能作用就更不容易。

 

五、目前已装防排烟系统在使用中存在的问题

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1、防排烟机械缺乏维护保养，性能不良或设备失灵；

2、泄压孔洞多，送风、排烟能力不强；

3、防火阀、排烟防火阀固死，不能开关动作；

4、天面风机、阀门日晒雨淋锈蚀严重；

5、风管、风井设置位置不当，影响疏散安全；

6、风管转弯多，压损大，压力风量不足；

7、安全阀门启、闭、故障没有信号反映到控制中心，对阀门状况不掌握；

8、安装在天花吊顶内的各种管道阀门长期没有得到检查维护；

9、排烟口与送风口相距太近，排出烟有倒灌现象；

10、选用的产品型号落后，容易损坏。

 

六、防排烟系统设计施工应注意的问题

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1、防排系统的设计必须按照规范的有关要求进行设计，要吸取过往存在的设计问题和教训，要设计出先进、实用、安全、可靠的防排烟系统。

2、防排烟系统工程施工要严格按图施工，不能随意改变风管线路的走向和选用落后的防火阀、排烟防火阀、控制器等机电产品，更不能选用劣质不合格的产品设备。应选用含油轴承的带有信号反应的防火阀、排烟防火阀。

3、严密套护好整个系统的电源控制线路，不能有一点电线外露的现象存在。

4、隐闭工程要严格把关，认真测试，经常需要检查的阀门设备的隐闭部位要预留检查观察口，以便日后检查维护。

5、风管、风井沿线穿越的孔洞要密封好，风井内壁要光滑，风管应尽量减少转弯次数和角度。

6、正压送风防烟区部位的常闭防火门必须要常闭和密封，门缝空隙不能超出规范的要求。

7、天面排烟出口和鲜风吸气口两者相隔距离不应少于8米，如达不到8米距离的，应在两者之间设置阻挡烟气互动的设施，防止排出的烟气倒灌回建筑内。鲜风口必须高出排烟口5m的高度。错开设置高度。

8、设置在天面的送、排风机、阀门不能日晒雨淋，应当设置避档防护设施。