摘 要本文按照国家消防技术标准明确机械排烟系统的设计范围，总结分析了机械排烟系统的防烟分区划分、排烟量计算、排烟风机设置、排烟风管设置、排烟口设置、排烟防火阀设置等设计要点，可指导建筑机械排烟系统的设计和消防审核。
关键词建筑；机械排烟系统；设计要点；分析
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)062-0181-01
人员安全是建筑消防安全最重要目标，据有关统计资料显示，在火灾中85%以上的死亡者是由于火灾烟气的影响，有毒烟气成为火灾中的头号杀手，是造成火灾中人员伤亡的主要原因。为有效控制烟气的危害，保证火灾时建筑内人员安全疏散，安全避难和为消防扑救创造有利条件，需要在建筑设置防排烟设施。机械排烟系统是建筑防排烟设计的重要方面，它在火灾初期阶段，可以将火灾产生的有毒烟气通过排烟设施排至室外，减少火场的烟气，防止或延缓烟气层下沉，延长火灾可用疏散时间，有利于人员疏散和救援行动，防止火灾人员伤亡，减少火灾危害。但机械排烟系统设计目前还没有专业规范，在《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑设计防火规范》中只对机械排烟系统的设计作了原则性的规定，一些具体的问题上没有明确规定，造成一些工程设计阶段就存在许多问题，影响机械排烟系统的可靠性和有效性。本文结合笔者多年消防监督工作经验，对建筑机械排烟系统的设计要点进行分析。
1机械排烟系统的设计范围
按照建筑的使用功能、建筑规模、扑救难度和人员疏散重要程度等，国家消防技术规范对建筑需要机械排烟系统的建筑进行明确的规定，且多是强制性条文，主要有《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）的第9.1.3条（第9.4.1条）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95，2005年版）的第8.3.1条、《人民防空工程设计防火规范》（GB50098-2009）的第6.1.2条和《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067-97）的第8.2.1条。建筑内有符合上述条文规定的范围部位就应设计机械排烟系统，如《高层民用建筑设计防火规范》规定一类高层建筑和建筑高度超过32m的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20m的内走道或虽有直接自然通风，但长度超过60m的内走道。
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间或设固定窗的房间。
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200m2或一个房间面积超过50m2，且经常有人停留或可燃物较多的地下室。
2机械排烟系统的设计要点
机械排烟系统一般由排烟口、排烟管道（井）、排烟风机组成[4]，机械排烟系统要能将建筑着火区域内的烟气通过排烟系统排至室外，保持着火区域内的负压，防止烟气扩散，保证人员安全疏散。
1）防烟分区的划分。划分防烟分区是为在火灾初期阶段将烟气控制在一定的范围内，防止烟气蔓延扩散到其他区域。如需设置机械排烟设施且室内净高不大于6.0m的场所应进行防烟分区划分（净高大于6.0m房间，面积和空间较大，蓄烟能力较好，在短时间内较难达到危及人员生命的烟气高度和浓度，故不考虑防烟分区），划分防烟分区的建筑面积不宜超过500m2，（地下汽车库不超过2000m2），且防烟分区不应跨越防火分区。划分防烟分区的措施宜采用隔墙、顶棚下凸出不小于500mm的结构梁以及顶棚或吊顶下凸出不小于500mm的不燃烧体的分隔物。同一排烟系统负担不同面积的多个防烟分区时，若防烟分区面积相差过大，将造成排烟风量增大，风量平衡困难，影响系统的投资和排烟效果，所以在同管道排烟系统中，划分防烟分区面积尽可能相差较小。
2）排烟风量的计算。机械排烟系统应能在火灾时排出大部分烟气及80%的热量，排烟风量过小不能保证排烟效果，排烟风量过大将造成投资过大，合理计算排烟风量是设计排烟系统的关键。规范主要要求如下：①当排烟风机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，排烟量应按每平方米面积不小于60m3/h计算。但如担负两个或两个以上防烟分区排烟时，就应考虑相邻防火分区影响，要求按最大防烟分区面积每平方米不小于120m3/h计算。②中庭排烟量应按其体积大小计算，也就是以其体积乘以每小时的换气次数计算，如体积小于17000m3时，排烟量则按每小时换气6次计算；如其体积大于17000m3时，按每小时换气4次计算，但最小排烟量不应小于102000m3/h。③汽车库的排烟量按不小于6次换气数次数计算。计算排烟风量还应附加漏风系数，设计时可采用10%-20%。排烟管道按系统最不利条件设计，即按两个最远排烟口同时开启的条件计算。由于设计机械排烟系统仅考虑着火区域和相邻区域的同时排烟，排烟风量只按2个防烟分区中排烟量的最大值，但管道压力计算应满足各管道负担的防烟分区要求。
3）排烟风机的设置。排烟风机可选用普通钢制离心式通风机或专用排烟轴流式通风机，产品应符合现行标准《消防排烟通风机技术条件》（JB/T10281-2001），主要考虑控制参数为工作温度、风量、全压、效率、噪声、电机功率、转速等，排烟风机应保证当输送介质温度在280℃时能连续工作30min以上，并在介质温度冷却至环境温度时仍能连续正常运转。排烟风机宜设在通风机房内，机房隔墙的耐火极限不应小于2h，楼板不应小于1.5h。
4）排烟风管的设置。排烟风管最好利用烟气的自然流动，使烟气能平稳、顺畅地排出，管道与排烟风机的位置要适当，尽量使水平管道越短越好。排烟风管必须采用具有一定耐火性能的不燃材料制作，安装在吊顶内的排烟风管应采用矿棉、玻璃棉、岩棉、硅酸铝等不燃材料进行隔热保护，并应与可燃物保持不小于150mm的距离。排烟风管的尺寸应按排烟量计算确定，设计风速为采用金属管道时不宜大于20m/s，采用非金属管道时不宜大于15m/s。排烟风管末端烟气排出口也应采用具有同等耐火性能的材料制作，设置排出口时应考虑烟气不能直接吹到其他具有火灾危险性的建筑部位上，也不要接近通风或空调系统等设备的吸入口。
5）排烟口的设置。排烟口分常闭型排烟口和常开型排烟口两类，常闭型排烟口平时处于关闭状态，火灾时通过消防控制中心远程开启或现场手动开启（手动开启装置宜设置在距地面0.8-1.5m处）进行排烟，适用于两个以上防烟分区共用排烟风机情形；常开型排烟口平时处于开启状态，适用于一个防烟分区专用一台排烟风险情形。每个防烟分区都应分别设置排烟口，排烟口尽可能设在该防烟分区的中心部位，最好使排烟流方向与人流疏散方向相反，排烟口至该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m。为减少漏风量对排烟效果的影响，同一个排烟系统设置的排烟口不宜超过30个。当顶棚高度小于3m时，排烟口应设在顶棚上或从顶棚起的800mm以内；当采用挡烟垂壁做防烟分区时，设置在挡烟垂壁下沿的以上部位；当顶棚高度大于或等于3m时，排烟口应设置在楼面2.1m以上，或楼面高度的二分之一以上位置。排烟口的大小应根据烟气通过排烟口有效断面时的速度不大于10m/s进行计算，其面积一般不应小于0.04m2。
6）排烟防火阀的设置。当着火房间或火灾层的烟气温度很高（烟气中可能带火）时，火灾已进入猛烈阶段，此时人员一般已经疏散完毕，如果继续排烟，可能造成火灾蔓延扩大到其他区域，因此应设置自动控制的排烟防火阀。排烟防火阀平时呈开启状态，火灾时当排烟管道内烟气温度达到280度时自动关闭，实现起隔烟阻火作用。排烟防火阀应与排烟风机联锁，排烟防火阀关闭后，发出动作信号给控制中心，该区域的排烟风机应停止运行。排烟防火阀应安装在下列位置：①穿越防火分区的排烟管道；②在连接每个防烟分区的排烟支管上；③排烟风机的入口处。
3结语
机械排烟系统对于建筑消防安全具有重要意义，只有科学合理地划分防烟分区、计算排烟量、设置排烟风机、设置排烟风管、设置排烟口、设置排烟防火阀才能保证机械排烟系统的可靠性和有效性，确保机械排烟系统在火灾时，及时有效地排除排出火场有害烟气，保证建筑人员安全疏散。
参考文献
[1]李进,李引擎,马建民,等.北京奥运工程性能化防火设计与消防安全管理[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[2]余后从.机械排烟系统设计的有关问题探讨[J].科技创业,2007.
[3]张树平.建筑防火设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[4]公安部消防局.消防监督教程[M].北京:群众出版社,2008.
作者简介
相关热词搜索： 建筑机械 要点 排烟 分析 设计