某小区建筑防烟排烟设计

张晓伟

0 引言

本小区位于浙江省瑞安市内,共有四幢建筑——一幢商业建筑,三幢16层和11层住宅建筑,沿火车站南站和北面规划道路。该小区总建筑面积:30 173.96 m2,其中地下室建筑面积:7 552 m2。结合该小区,谈一谈防排烟设计特点。

1 机械防烟

2号、3号、4号高层住宅建筑高度均不超过100 m,根据《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版)(以下简称《高规》)靠外墙的防烟楼梯间采用可开启外窗自然排烟,要求建筑每5层内可开启外窗面积之和不应小于2.00 m2;3号、4号高层住宅要求建筑可开启外窗面积不应小于2.00 m2。地下室防烟楼梯间根据《二 OO六年浙江省消防工程技术专家组研讨会纪要》,住宅建筑地下室可不设机械防烟;2号高层住宅前室采取机械加压防烟措施,机械加压送风量由计算确定。目前高层建筑防烟设计计算中使用较普遍的公式是:

1)按保持疏散通道需有一定正压值的压差法。

其中,Ly为加压送风量,m3/h;0.827为漏风系数;ΔP为压力差,Pa;b为指数,一般取2;1.25为不严密处附加系数。

经计算:Ly=20 383 m3/h。

2)按开启着火层疏散通道时要相对保持该门洞处风速的风速法。

其中,Lv为加压送风量,m3/h;v为门洞断面风速,取0.6 m/s～1.0 m/s;F为每挡开启门的断面积,m2;a为背压系数,根据加压间密封程度取0.6～1.0;b为漏风附加率,取0.1～0.2;n为同时开启门的数量,当建筑物为20层以下时取2,当建筑物为20层及其以上时取3。

经计算:Lv=27 216 m3/h。

《高规》提供加压送风量值:24 000×1.60=38 400 m3/h(该前室有三个出入口,其风量乘以1.60系数)。

选择加压送风机风量时,应考虑风道(竖井)漏风系数,取总风量的10%。土建风井内壁必须光滑,其尺寸要满足《高规》非金属材料风道不大于15 m/s要求。如果风井内风速太高,将会影响空气顺利送出,有时会引起某些风口倒流。一般我们在设计中取12 m/s左右,既可节约占地面积,又能达到良好的通风运行效果。加压送风不是常开的,对噪声的影响可以不予考虑。前室送风口的风速不宜过大,否则造成吹大风的感觉,对人不舒服,因此送风口风速不宜大于7 m/s。该设计选用多叶送风口,每层设置一个,尺寸为700 mm×900 mm,其风速为6.6 m/s,符合《高规》规定。选用了两台风量为41 590 m3/h加压送风风机,设置在屋顶上。

2 中庭机械排烟

1号建筑高度为17.1 m,4层的商业建筑。因中庭高度大于12 m,进行机械排烟设计。经计算得中庭体积约为14 290 m3,小于17 000 m3。根据50016-2006建筑设计防火规范换气次数为6次/h,排烟量为85 740 m3。选用了两台风量为45 679 m3/h排烟风机,设置在屋顶上,在中庭长度方向相对两边。排烟风机设置前常闭排烟防火阀(280℃自动关闭),以便系统平时不用时将排烟系统内外隔断,防止室外湿热(夏季)或干冷(冬季)的空气侵入室内。

3 地下汽车库机械排烟

本工程地下室建筑面积为7 552 m2,层高为4.1 m。建筑专业把地下室划分为三个防火分区,防火分区一、分区二为汽车库,防火分区三为自行车库。防火分区一,防火分区三有直接对外的坡道出入口,从节能角度考虑,采用自然补风。防火分区二无坡道出入口采用机械补风,补风量约为27 000 m3/h,大于该区排烟量50%。防火分区一建筑面积:3 422 m2,暖通专业遵循50067-97汽车库、修车库、停车场设计防火规范(以下简称《汽规》)采用固定挡烟垂壁,将其划分为两个防烟分区,面积均分为1 703 m2,1 719 m2。防火分区二建筑面积:2 318 m2,也划分为两个防烟分区,面积均分为1 147 m2,1 171 m2。排烟风机的排烟量换气次数不小于6次/h计算确定。每个防烟分区排烟量如表1所示。

表1 每个防烟分区排烟量

本设计排烟风机选用低噪声混流风机:两台风量为49 157 m3/h排烟风机,两台风量为 31 727 m3/h排烟风机,一台风量为15 762 m3/h排烟风机,一台风量为29 310 m3/h补风机,都设置于专门的风机房内,设于机房内的排烟风机,考虑到风机的耐热度和防止大于280℃的带焰火的烟气蔓延,应在其机房入口处设常开排烟防火阀(280℃自动关闭),《汽规》8.4.7规定:排烟风机可采用离心风机或排烟轴流风机,并应在排烟支管上设有烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀。排烟防火阀应联锁关闭相应的排烟风机,整个系统停止运行,可有效地保护风机。排烟风管考虑到南方地区地下室较潮湿采用不燃A级玻璃钢风管材料的,排烟风管风速不应大于15 m/s,由于气流噪声,排烟干管的风速取8 m/s～10 m/s,支管的风速取4 m/s～5 m/s;并尽量通过改变管径而不用阀门调节,使两支管的压损差不超过15%。在每一个防烟分区内,排烟口距最远点的水平距离在30 m内,两个排烟口之间的水平距离在60 m内。排烟口与最远排烟地点太远,就会影响排烟速度,太近要多设排烟管道,不经济。地下汽车库发生火灾时产生的烟气,开始绝大多数积聚在车库的上部,为达到好的排烟效果,将排烟口设在车库的顶棚上,尽量将排烟口均匀布置,并且尽可能地靠近车体。重视送风、排烟系统的气流组织的合理,送风口布置在车道上,控制了送风速度,防止了送、排风气流短路的发生。为使地下汽车库通风系统简化,减少工程造价,且便于运行控制,采用了通风系统和排烟系统共用一套系统,因此单层百叶排烟口的风速取4 m/s～6 m/s较合适,这样既可减小阻力,又可降低噪声。

4 结语

在设计中,自行车库防烟排烟设计套用了汽车库相关防烟排烟设计规范。重视了节能,排烟、正压风机均采用高效节能风机;风管支管的压力平衡尽量避免了加大局部压力损失用阀门调节方法。建筑物内任意一处距外窗距离小于30 m,满足自然排烟条件,采用自然排烟方式,减少不必要的浪费。在条件许可的情况下,地下室排烟风机在通风情况下采用变频调速方法控制风机转速,则节能效果更为理想。

[1] GB 50045-95,高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[S].

[2] GB 50016-2006,建筑设计防火规范[S].

[3] GB 50019-2003,采暖通风与空气调节设计规范[S].

[4] 50067-97,汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S].

[5] 陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.