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科学合理地设计机械排烟系统

点击次数:更新时间:2016-09-06 08:09:36【打印】【关闭】

科学合理地设计机械排烟系统对于高层建筑来说十分重要,它意味着起火时,能及时排除有害烟气,以使人员安全疏散。在建筑工程设计过程中,常发现一些设计人员在设计机械防排烟系统时,对机械排烟系统的工作原理和作用缺乏认识,对规范的理解很模糊,采用了与规范要求有较大出入的设计方法和控制方式,以致在火灾时机械排烟系统未能发挥它应有的作用。
 
一、应设机械排烟系统的部位
一类高层和建筑高度超过32m二类高层的下列四种部位应设机械排烟设施:
1.无直接自然通风且长度超过20m的内走道或有直接自然通风但长度超过60m的内走道;对于有直接自然通风长度在20m~60m之间的内走道,若开窗面积大于走道面积的2%,则符合自然排烟规定不需设机械排烟,否则均应考虑设机械排烟设施。
2.面积超过100m2且经常有人停留或可燃物较多的地上无窗房及设固定窗的房间;面积小于100m2的房间之间和与走道之间的隔墙应满足规范要求,否则应按各房间累加的面积计算。
3.各房间总面积超过200m2或一个房间面积超过50m2,且经常有人停留或可燃物较多又没利用窗井等进行自然排烟的地下室。
4.不具备自然排烟条件或净空高度超过12m的中庭。
二、关于排烟风机排烟量的确定
    当排烟系统担负一个防烟分区排烟或净高超过6m的未划分防烟分区的房间时,排烟风机排烟量应按每平方米面积不小于60m3/h计算。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小于120m3/h计算。
    中庭排烟量应按其体积乘以每小时的换气次数计算,当体积小于17000m3时,排烟量每小时按换气6次计算,当体积大于17000m3时,每小时按换气4次计算。
    中庭排烟的计算方法如下:若中庭体积为16000m3时,排烟风机排烟量应大于(16000m3×6次/h)96000m3/h;中庭体积为18000m3时,则排烟量应大于(18000m3×4次/h)72000m3/h。
    这里需说明的是,中庭的排烟是参照国外资料作依据的,考虑到中庭体积超过17000m3时,虽然体积较大,火灾荷载相对可能较大,但其蓄烟容量也相对提高,所以对换气次数要求降低。但笔者认为在17000m3上下时,还应根据具体实际情况做具体分析,以免增加投资,造成不必要的浪费。
三、排烟风机的设置
    排烟风机应设在单独的风机房内,机房隔墙的耐火极限不应小于2h,楼板不应小于1.5h。排烟风机在机房隔墙入口管上应设280oC时能自动关闭的排烟防火阀。
四、排烟风管的设置
    排烟风管不应穿越水平防火分区。两个防火分区共用一套排烟系统时,排烟风机房应设在两个防火分区相邻的防火墙处,确保需穿过防火墙但还处于该防火分区的风管尽量短,并应设排烟防火阀和做好相应的防火措施。竖直穿越各层的竖风道应设在管道井内或采用混凝土风道。
    担负两个及以上防烟分区的排烟系统,应设支管对每个防烟分区进行排烟,支管上应设280oC时能自动关闭的排烟防火阀。如大开间中间无隔墙的建筑,其顶棚设有净高超过0.5m的深梁划分防烟分区时,设于该梁下的主风管上应设支管对每个防烟分区进行排烟,技术上还可以解决排烟口的设置问题。
 
 
    排烟风管应采用具有一定耐火性能的不燃材料制作。吊顶内的排烟风管外表面应包有如矿棉、玻璃棉、岩棉、硅酸铝等不燃材料进行隔热,排烟风管外表面与可燃构件的距离不应小于0.15m。排烟风管穿过挡烟墙时,应用水泥沙浆等非燃材料将两者之间的空隙严密填实。
    排烟风管末端烟气排出口应采用厚钢板或具有同等耐火性能的材料制作,在设置时应考虑排出口的烟气不能直接吹在其他具有火灾危险性的建筑部位上,不能接近通风或空调系统等设备的吸入口,不能影响人员疏散和火灾扑救,当设在室外时应防止雨水、虫鸟等侵入损坏。
五、排烟口的设置
    当用隔墙或挡烟垂壁等划分防烟分区时,每个防烟分区应分别设置排烟口,每个排烟系统设有排烟口的数量不宜超过30个,以减少漏风量对排烟效果的影响。
    排烟口应尽量设在防烟分区的中心部位,至该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m,且应设在顶棚或靠近顶棚部位。一般情况排烟口应设在距顶棚0.8米内的高度,但对于顶棚高度超过3m的建筑物,排烟口可设在距地面2.1m的高度以上。净高度超过12m的中庭,竖向排烟口应分段设置。
    排烟口的尺寸,可根据烟气通过排烟口有效断面时的速度不小于10m/秒进行计算,面积一般不应小于0.04m2。
    排烟口应设置现场手动和自动开启装置,以及与消防控制设备联动的自动开启装置和消控中心远程手动打开装置。排烟口平时应关闭,与排风口合并设置的机械排烟系统,报警后,消控中心应能自动关闭非着火防烟分区的排烟口。
六、机械排烟系统的控制方式
    当设有火灾报警系统与排烟系统联动时,某个防烟分区的感烟(感温)探测器发生报警后,消控中心控制设备自动打开该防烟分区内的排烟口(或排烟口现场感烟连锁自动开启),同时启动与此防烟分区相关的排烟风机和活动式挡烟垂壁,并将反馈信号送回消防控制设备。
 
应注意:
1.排烟风机的启动应由系统内任一排烟口动作控制,同时消防控制设备应有远程手动直接控制功能。这里讲的手动直接控制,是指不通过软件编程和总线传输的硬件电路控制,在电脑健盘上的操作,显然不属于手动直接控制方式。
2.消防控制设备只能打开着火防烟分区内的排烟口,其他防烟分区的排烟口都仍应关闭。但烟气蔓延到相邻防烟分区时,相邻防烟分区的排烟口应能感烟连锁自动开启进行排烟。未划分防烟分区房间内的所有排烟口应能同时开启,排烟量等于各排烟口烟量的总和。
3.风机前入口处的排烟防火阀当烟温达到280oc自动关闭时,排烟风机应能联动停止运行。
4.一个防烟分区或未划分防烟分区的房间内有多个排烟口时,为了防止同时打开排烟口的动作电流过大,可采用串行连接,以接力形式使其相互串动打开相邻排烟口的控制方式,并将最末一个动作的排烟口输出信号发送至消防控制设备。
    在仅担负一个防烟分区或一个未划分防烟分区房间的机械排烟系统中,设计往往选用无需控制的常开百叶窗式的排烟口,并利用安装在排烟风机前的排烟防火阀代替了本应关闭的排烟口的功能。该阀具有排烟口的现场手动、报警联动和远程控制等功能,平时关闭,火灾报警后,消防控制设备联动打开该阀,同时启动排烟风机进行排烟。当烟温达到280℃时自动关闭,并联动关闭排烟风机。其动作信号都反馈至消防控制设备。
 
 
    在排烟口和排风口合并设置的机械排烟系统中,由于平时排风与火灾时排烟兼容于一个系统,共用一套风管,因此排烟口和排风口的控制变得复杂。这时一般有两种情况:
1.排烟口与排风口分开设置,平时排烟口常闭不参与排风工作,风管上另设有排风支管与常开排风口相连,排风支管与主管连接部位设有防火功能的电动阀。火灾报警后,着火防烟分区内的排烟口开启,同时关闭系统上所有排风支管上的电动阀(即关闭所有排风口)。
2.排烟口平时常开,作为排风口担负排风任务,称之为排烟排风口。火灾报警后,非着火防烟分区内的排烟排风口接到信号后全部自动关闭,而着火防烟分区内的排烟排风口不动作,担任排烟任务。这种控制方式更加复杂,应反复试验确保安全。
最后值得注意的是,担任排烟系统的电器线路,均应采取相应的安全保护措施确保安全,以免造成系统瘫痪。
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