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1、高层民用建筑常见部位的防排烟与通风设计浅析(军工程技tl:>2003?2水暖工程高层民用建筑常见部位的防排烟与通风设计浅析海军东海工程设计院顾建晖摘要对高层民用建筑防烟楼梯间及其前室,消防电梯间前室的防排烟和地下车库的排烟与通风设计作了初步探讨.关键词高层民用建筑防排烟防烟楼梯间及其前室正压送风地下室地下汽车库机械排烟1.引言当前,高层民用建筑特别是高层住宅越来越多,其需要考虑防排烟与通风的主要部位为防烟楼梯间及其前室,合用前室,消防电梯间前室,封闭避难层,内走道,中庭,地下室(含地下汽车库)等.设计时应丛整体考虑,并与建筑,结构,电气等专业密切配合,严格按照暖通专业设计规范和高
2、层民用建筑防火设计规范(GBJ500495)(以下简称高规)等执行,才能真正构筑一个经济合理的防排烟体系.现将其常见部位的防排烟设计简述如下:2.防烟楼梯间及其前室,合用前室,消防电梯间前室的防排烟设计高层建筑主要采用自然排烟,机械加压送风防烟和机械排烟三种防排烟方式.自然排烟无需专门设备,简单经济,因无电气控制,火灾时不受电源中断影响.但缺点是受室外风向,风速以及建筑物本身结构形式的影想,排烟效果不是很稳定.鉴于我国目前的经济技术和管理水平,高规规定应优先采用自然排烟,但必须满足开窗面积等先决条件.笔者认为对于上述部位,在作用稳定的情况下,应优先采用自然排烟,保证在满足建筑专业本身要求的前提
3、下,积极创造条件使之符合高规规定.对于上述防烟楼梯间及其前室等部位,普遍认为机械加压送风防烟效果较好,投资较省,因此在不具备自然排烟条件时,高规指出应采用机械加压送风方式防烟.计算机械加压送风量时,应按规定的条文进行.计算前室风量时,常采用两种方法:压差法与流速法,在两种方法中取大值.采用流速法计算中,门洞风速取回0.71.2m/s,当每层多个门洞时取小值:当只有一个门洞时取大值.正压送风时,要确保新风人口安全可靠,常见风机置于屋顶,保证火灾时新风人口不受烟,火影响.风机吸风口加装45度角向下弯头并设铁丝网防止较大块的异物吸人.送风口应竖向均匀布置.楼梯间每23层设一个常开风口;前室每层需设一
4、个常闭风口,火灾时,着火层及相邻上下两层风口均打开送风.正压送风须考虑泄压设计,防止内外压差过大.多采用泄压阀,但该阀较大,常与装修矛盾.另一种是在正压送风主管上做一旁通管通往室外,管上设置压差自动调节装置,并在前室的送风支管上同样设压差自动调节装置,根据前室门洞的内外压力差来控制风口风量.对于带裙房的高层建筑防烟梯间及其前室,消防电梯间前室或合用前室,在裙房以上部分可利用可开启外窗自然排烟,而裙房部分不具备自然排风条件时,原高规规定前室或合用前室应设局部机械排烟装置,而现高规8.4.3条规定改为采用正压送风系统,计算出的送风量往往大于原排烟量,须引起注意.3.地下室(地下汽车库)的排烟与通风
5、高层民用建筑特别是高层住宅常带有地下室.一种是地下层作为自行车库,并有外窗,地下车库与之毗邻设置:另一种是高层建筑的地下室直接作为地下汽车库.对于前者,自行车库本身可燃物较少,人停留时间也不长.我院设计中对此一般不设机械排烟,审图公司也无异议.至于地下室内配电间,水泵房等个别房间,则应设置独立的机械送排风(烟)系统,不于其他的通风排烟系统合用.因汽车尾气含有一氧化碳,碳氢,氮氧化合物等有毒可燃气体.地下汽车库一般应按规范设置通风与排烟系统.高规4.1.8条指出”设在高层建筑内的汽车库,其设计应符合现行国家标准汽车库修,车库停,车场设计防火规范(GB5006797)(以下简称汽车库规范规定”.而
6、汽车库规范1.0.2条的条文<海军工程技>2003?2水暖工程说明中明确指出其适用于高层民用建筑所属汽车库.对比二规范可知,高层建筑的地下汽车库,其排烟设计均只需按汽车库规范即可.其应设排烟系统的面积要求扩大到2000m2.每个防烟分区的面积也扩大到2000m,排烟量计算标准按6次换气/4,时计,其设置条件相对于高规更宽松.如前所述.地下汽车库通常应同时设置排风系统,送风系统(用以补充风量)和排烟系统.如果三种系统均独立设置,管道系统将过于复杂.地下室层高有限,又有喷淋,电缆等,风道系统不可能占用太多空间,因此应尽量简化设计.常用排风,排烟复合系统,多年实践证明,该
7、系统技术可行,经济适用.送风系统则应优先考虑自然进风,尽量采用车道自然补风,并校核进口补风风速使之小于0.5m/s.保证汽车通行不受影响.若车库较大.须划分为多个防烟分区,而若防烟分区内无车道.该防烟分区内不易自然补风,则应另加设自然进风口.可做成地面采光天窗等形式,使之与周围环境协调一致.过去,上述合用系统设计的最大难点在于排风量与排烟量不一致,原排风量按6次换气/,J,时考虑,而排烟量按60m3/h?mz设计.排烟量常大于排风量.二者很难统一.给设计带来困难.现在,二者风量计算标准统一为6次换气/4,时.设计简化,基本解决了原复合系统设计中不少难以协调的问题.上述复合系统的气流组织设计中.
8、排风系统按车库下部的风管排出2/3废气.上部的风管排出1/3废气考虑.而对排烟系统,根据烟气上升流动的原理,排烟口应设置在车库的上部.排风时,车库上下部的风口均使用:火灾时,下部的风口关闭,只用上部的风口排烟.排风口布置要均匀,应置于车位附近且靠近汽车尾部,使烟气容易排出,排风疏散的方向应是烟气与污染物浓度降低的方向.车库上部的排烟口控制的直线距离不超过30m,排风口与进风口应有一段距离,防止送风与排风短路.设计时应控制好风管风速,排风主管风速取-8rids;当下部风口关闭后,上部风管的排烟风速约为原来的三倍,注意控制金属风管风速不超过20m/s.排烟风口风速<lOnds即可.排
9、风系统总的出口应位于建筑物的最高处或远离主楼的裙房顶部,以免造成二次污染.系统布置要与防火分区与防烟分区相适应.防烟分区不能跨越防火分区.防烟分区多采用顶棚下突出不小于500ram的梁确定.为保证复合系统正常工作,风管上应正确设置阀门.车库下部的风管上均须装设防火阀,火灾时,70oC自动关闭,同时传送电信号至消防控制中心,以控制该防烟分区内车库下部风管上的防火阀均关闭,而车库上部风口仍继续排烟.风机人口须设置一个平时开启而当环境温度达到280时连锁关闭风机.高规与汽车库规范规定,在排烟支管上须设置280时自动关闭的排烟防火阀.笔者认为,当一台风机控制两个或以上防烟分区时,穿过防烟分区处的风管上
10、必须设此阀.而在同一分区内.只在主要支管上设此阀即可.设计中,风管可选用不燃型无机复合风管.风机须选择能在280环境温度下工作半小时的轴流或离心风机.对于排风排烟管道较长,总排风口通过建筑风道伸至高层建筑最高处的系统,应仔细校核风机压头.依笔者经验,此时许多轴流或离心风机压头已不能满足要求,应换用高压头的混流风机.4.结束语高层民用建筑防排烟是很重要的设计单元.对于防烟楼梯间及其前室,可优先采用自然排烟:不具备自然排烟条件时,应采用机械加压送风并合理选取参数.而地下汽车库,采用通风排烟的复合系统,技术成熟,经济适用,是较好的设计方案.参考文献1中华人民共和国国家标准,GBJ50045-97,高
11、层民用建筑设计防火规范,2001修订版,北京:中国计划出版社20012中华人民共和国国家标准,GBJ50067-97,汽车库,修车库,停车场设计防火规范,北京:中国计划出版社3现代建筑排烟天津,天津技术出版社4顾兴莹主编,民用建筑暖通空调设计技术措施,北京:中国建筑工业出版社1996(上接24页)凹凸变化较多,且外墙200mm,内墙180mm.使墙体暗柱节点变得相对较多,设计时内墙居中,外墙根据内墙,采用内偏,外偏相结合,从而大大减少节点数量,给制图及施工带来极大方便.8.2考虑经济因素,持力层的选取并未取较深的卵石层,而是选用较浅的卵砾石层.采用局部处理的地基处理方案,既能满足要求有节省了不少资金.8.3持力层厚薄不均匀,下卧层厚薄不均匀及地下存在枯井,古墓等情况,是基础设计中必须引起高度重视的问题,控制总沉降量,减少沉降差是关键.