扬州“五彩世界”防排烟设计概论

朱爱兰

（扬州市建筑设计研究院有限公司 江苏扬州 225007）

1 工程概况

扬州五彩世界西临国展路，南沿京华城路，东依润阳路，北接新城西区商务中心二期，建筑呈长方形布置，商业大底盘裙房5层，地下4层，地上办公楼含裙房共24层，建筑高度均控制在100m以内，为一类商业综合楼，全楼设置喷淋和火灾报警系统。建筑周边为城市道路，设环形消防车道，于2栋塔楼入口处设消防扑救场地，其间距小于40m。高层建筑之间间距均大于13m，每栋塔楼至少有一个长边长度无裙房，并在此范围内有直通室外的楼梯作为扑救面。

该建筑地下二～四层为汽车库，地下一层大型超市、餐饮和汽车库及设备用房；地上商业部分一层为商场及高层门厅，二层三层为商场，四层为餐饮，五层为餐饮，影院、冰雪世界。两栋塔楼，A塔楼二十一层为高档酒店，B塔楼二十六层为高档写字楼。

2 防排烟系统设计

（1）所有防烟楼梯间前室及合用前室采用机械加压送风系统，加压送风机设置在裙房屋顶专用机房内。合用前室每层设置一个远控多叶加压送风口，火灾时打开失火楼层及其相邻的上下一层的加压送风口，并同时开启加压送风机送风，楼梯间每隔两层设置一个加压送风口。

（2）地下室车库按防火分区分别设置通风与排烟系统相结合的通风系统，无自然进风条件的防火分区设置进风口。车库层高均小于5m，及排烟量按33500m3/h计算.机械补风量不小于排烟量的50%。

（3）地下一层商业设置机械排烟系统。建筑空间净高小或等于于6m，一个防烟分区的排烟量按不小于60m3/（m2·h）计算，且取值不小于15000m3/h，担负多个防烟分区的排烟系统的排烟量，应按同一个防火分区中任意两个相邻防烟分区的排烟量之和的最大值计算。机械补风量不小于排烟量的50%。

（4）地上一层五层商业设机械排风系统，排风系统水平按防火分区设置，每个防火分区均设置机械排烟系统，自然补风量不小于排烟量的50%，自然补风口的风速不大于3m/s。

3 地上商业及中庭排烟系统设计

（1）一层到五层商业、餐饮等场所均设置封闭吊顶，吊顶下空间净高为4.5m，《建筑防烟排烟系统技术标准》4.6.3条规定，建筑空间净高小或等于于6m，一个防烟分区的排烟量按不小于60m3/（m2·h）计算，且取值不小于15000m3/h，担负多个防烟分区的排烟系统的排烟量，应按同一个防火分区中任意两个相邻防烟分区的排烟量之和的最大值计算。

①最小清晰高度：

Hq=1.6+0.1H=1.6+0.1×4.5=2.05m

设计中为保证商场营业厅平时使用动能，清晰高度设计为3m。

②火焰极限高度：

式中：Qc-热释放量的对流部分；Qc=0.7Q=0.7×3000=2100kW。

③燃料面到烟层底部的高度：

Z=3.0m

④显然：Z＜Z1，烟缕质量流量：

Mp=0.032Z=0.032×21003/5×3.0=9.454kg/s

⑤烟气平均温度与环境温度的差：

T=KQc/MpxCp=1×2100/（9.454×1.01）=219.93K（大于15℃，满足规范要求）

⑥单个排烟口的最大允许排烟量：

式中：Vmax-单个排烟口最大排烟量kg/s；γ-排烟口位置因子（排烟口中心到最近墙体距离≥2倍排烟口当量直径时，γ=1.0；排烟口中心到最近墙体距离≤2倍排烟口当量直径时，γ=0.5）；d-排烟口下烟气层的厚度（m）；T-烟层平均温度K；To-周围空气温度，取293.15K。

计算结果表明，商场营业厅，餐饮每个防烟分区（≤500m2）可设置一个排烟风口。

（2）中庭机械排烟系统确设置

①《建筑防烟排烟系统技术标准》4.6.5条指出“中庭周围设置排烟系统时，中庭排烟量应按周围场所防烟分区中最大排烟量的2倍数值（通常为 2×500×60=60000m3/h）计算，并不要小于 107000m3/h”。很显然，本工程中庭计算排烟量应为107000m3/h。

Hq=1.6+0.1H=1.6+0.1×30.6=4.66m（中庭净高为 30.6）

设计中清晰高度确定设计为5m。

②火焰极限高度：

式中：Qc-热释放量的对流部分；Qc=0.7Q=0.7×3000=2100kW。

③燃料面到烟层底部的高度：

Z=5.0m

④显然：Z＞Z1，烟缕质量流量：

Mp=0.071+0.0018Qc=0.071 ×21001/3×5.05/3+0.0018 ×2100=17.073kg/s。

⑤烟气平均温度与环境温度的差：

△T=KQc/Mp×Cp=1×2100/（17.073×1.01）=121.79K（大于15℃，满足规范要求）。

⑥单个排烟口的最大允许排烟量：

设计中，中庭排烟在顶部设置两台60000m3/h的排烟风机，每台排烟风机对应设置一个排烟风口。

（3）补风面积和补风口位置的确定

在排烟的同时还需考虑补风，根据空气流动的原理，在排除某一区域空气的同时需要有另一部分的空气来补充，形成空气的对流。补风口面积必须应分布合理且足够大，否则容易造成烟气与空气的掺混，从而达不到预定的排烟速率。《建筑防烟排烟系统技术标准》第4.5.1条规定要求，除于地上建筑的走道或建筑面积小于500m2的房间外，均应设置补风系统。结合本项目设计分析，商业每个防火分区均在外墙设置面积不小于3.0m2防火百叶风口，已保证自然补风口补风速度不大于规范规定的3m/s。

4 控制要求

（1）当防火分区内火灾确认后，应能在15s内联动开启常闭加压送风口，并应符合下列规定：

①应开启该防火分区楼梯间的全部加压送风机；

②应开启该防火分区着火层及其上下层前室及合用前室的常闭送风口，同时开启加压送风机。

（2）机械排烟系统中的常闭排烟口应具备火灾自动报警系统自动开启，消防控制室手动开启和现场手动开启器功能，其开启信号应与排烟风机联动。当火灾确认后火灾报警系统应在15s内联动开启相应防烟分区的全部排烟口、排烟风机，并应在30s内关闭与排烟无关的通风空调系统。

5 结语

扬州五彩世界建筑体量大，功能划分复杂，导致消防设计难度加大，尤其在防排烟设计方面。由于其结构复杂及人员密集等特点，为了在火灾事故时能及时、有效地控制和排除火灾烟气，为人员逃生提供足够的可用安全疏散时间，为消防救援提供有利条件，防排烟系统的设计和控制系统的选择对设计人员越显慎重。