第5章防排烟系统ppt课件.ppt

第5章 防排烟系统,建筑，尤其是高层建筑，起火因素多。发生火灾时，火势蔓延快，扑救疏散困难，损失重大。建筑物内室内用品、家具利用合成材料的较多，燃烧时热量释放速率快，燃烧产生的有害气体复杂，火灾烟气成为对人的生命安全威胁最大的因素。据统计，火灾死亡人中80由于吸入毒性气体而致死的。,建筑防排烟,当建筑成为火事,建筑防排烟,当建筑成为火事,建筑内部必须设有周密而可靠的防烟、排烟系统。防排烟内容：（1）将火灾产生的烟气，在着火房间或着火房间所在的防烟区内就地排出；（2）防止烟气扩散到疏散通道和其它防烟分区中去；（3）确保疏散和扑救用的防烟楼梯及消防电梯间内无烟，使人员可以迅速疏散，给抢救工作创造条件。防排烟的主要部位：房间、走道、防烟楼梯间、前室、消防电梯间前室、合用前室。,防火排烟的规定,1、公共建筑、高度大于24米的单层公共建筑设防排烟设施的部位：（1）经常有人停留或可燃物较多大于300平方米的房间（2）地下室：一个房间大于50平方米、总面积大于200平方米（3）地下室内走道长于20米（4）其他建筑内走道长于40米（5）中厅,防火排烟的规定,2、高层民用建筑设防排烟设施的部位：（1）长度超过20m的内走道。（2）面积超过100m2且经常有人停留或可燃物较多的房间。（3）中庭（4）地下室：一个房间大于50平方米、总面积大于200平方米（5）封闭的避难层（6）防烟楼梯间、前室及合用前室,防火排烟的规定,本章主要内容,建筑防排烟概述火灾烟气的流动规律与控制原则防火分区和防烟分区高层建筑的防排烟,5.1建筑防排烟概述建筑火灾烟气的成分,建筑烟气是指发生火灾时物质在燃烧和热分解作用下生成的产物与剩余空气的混合物。一般的有机物燃烧过程大致分成两个阶段：（1）在一定温度下，材料分解出游离碳和挥发性气体；（2）游离碳和可燃成分与氧气剧烈化合，并放出热量（即燃烧）。,5.1建筑防排烟概述建筑火灾烟气的特性,1）烟气的毒害性2）烟气的高温危害3）烟气的遮光作用4）建筑火灾烟气控制的必要性,烟气控制：通过有效的防排烟设计，控制烟气的合理流动，将火灾造成的危险减到最小。其作用体现在：1）为安全疏散创造有利条件；2）为消防扑救创造有利条件；3）可控制火势的蔓延,思考：防烟与排烟的区别？,防排烟系统是合起来说的，就是指防烟系统和排烟系统。防烟系统是指在火灾的时候，对需要设置防烟系统的区域进行正压送风，保证区域内人员的安全。一般是防烟楼梯，前室等。排烟系统是指设置在一定区域，当火灾的时候，对火灾发生区域进行排烟的系统。防烟系统是向区域正压送风，排烟系统是将烟气排出。目的都是保证人员安全和救援的进行。,5.2 火灾烟气的流动规律与控制原则,烟囱效应引起的烟气流动,t0ts,t0ts,5.2 火灾烟气的流动规律与控制原则,浮力引起的烟气流动,5.2 火灾烟气的流动规律与控制原则,热膨胀引起的烟气流动着火房间随着烟气的流出，温度较低的外部空气流入，空气的体积因受热而急剧膨胀。由于物质燃烧生成的产物和参与燃烧的空气量相比很少，可以忽略不计。风力作用下的烟气流动当着火房间在正压侧时，将引导烟气向负压侧的房间流动。反之，当着火房间在负压侧时，风压将引导烟气向室外流动。通风空调系统引起的烟气流动通风空调系统的管路是烟气流动的通道。当系统运行时，空气流动方向也是烟气可能流动的方向，条件是烟气可能进入系统，当系统不工作时，由于烟囱效应、浮力、热膨胀和风压的作用，各房间的压力不同，烟气可通过房间的风口、风道传播，也将使火势蔓延。,1、烟气在着火房间内遇到顶棚后水平扩散，受周围建筑围护结构的阻挡和冷却，沿墙流动的，烟气不断产生，上部烟层逐渐增厚到达门窗开口，通过开启的门窗向室外和走廊扩散。门窗关闭，至室内温度升高到一般为200300时，门窗上的玻璃破裂，烟气从门窗外扩散。,烟气在建筑物内的蔓延规律,2、烟气在走廊内从房间内流向走廊内的烟气，附贴在天棚流动，速度一般为每秒0.50.8米，受冷却和空气混合，烟层变厚。3、烟气沿楼梯间、电梯井、管道井等竖井内 竖井上下开口的高差大，火灾时，建筑物热压造成的自然通风量加大，烟囱效应显著，火灾的蔓延迅速，垂直向上的速度约34米/秒。,烟气在建筑物内的蔓延规律,5.2 火灾烟气的流动规律与控制原则,烟气控制的主要目的是在建筑物内创造无烟或烟气含量极低的疏散通道或安全区。烟气控制的实质是控制烟气使其合理流动，也就是使烟气不流向疏散通道、安全区和非着火区，而向室外流动。主要方法有：（1）隔断或阻挡；（2）疏导排烟；（3）加压防烟。,5.2 火灾烟气的流动规律与控制原则,图5.3 用梁和挡烟垂壁阻挡烟气流动（a）下凸500的梁；（b）可活动的挡烟垂壁,图5.4 加压防烟(a)门关闭时；(b)门开启时,1、阻碍防烟 在烟气扩散流动的路线上，设置阻碍以防止烟气继续扩散的方式。常用的阻碍方式有防火卷帘、防火门、防烟阀、防烟垂壁等。另外，管道穿越建筑构件四周缝隙的密封填塞亦属阻碍防烟。2、疏导排烟 对于疏散通道的排烟是为了排除可能侵入的烟气，以保证疏散通道无烟或少烟，以利于人员安全疏散及救火人员通行。3、加压防烟对建筑物着火区、有烟区以外的区域加压送风，维持一定的正压，防止烟气侵入 的方式。加压防烟可使着各区间的门无论关闭或开启时都能有效地防止烟气侵入所加压的区域。,建筑物内的防排烟方式,防排烟设施的设置范围,一、防排烟工程设计的目的,将火灾产生的大量烟气及时排除，以及防止着火区向非着火区蔓延扩散，特别是防止烟气侵入作为疏散通道的走廊、楼梯间及其前室，以确保建筑物内人员顺利疏散、安全避难和为消防队员扑救创造有利条件。,二、防排烟工程设计的指导思想：,当一幢建筑物内部某个房间或部位发生火灾时，应迅速采取必要的防排烟措施，对火灾区域实行排烟控制，使火灾产生的烟气和热量能迅速排除，以利人员的疏散和扑救；对非火灾区域及疏散通道等应迅速采用机械加压送风的防烟措施，使该区域的空气压力高于火灾区域的空气压力，阻止烟气的侵入，控制火势的蔓延。,防排烟设施的设置范围,三、防排烟设施的设置范围,(1)高层民用建筑设计防火规范根据建筑物的使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等对高层建筑进行了分类。凡建筑高度超过24m的新建、扩建和改建的高层民用建筑(不包括单层主体建筑高度超过24m的体育馆、会堂、剧院等公共建筑以及高层民用建筑中人民防空地下室)及其相连的且高度不超过24m的裙房当中设有防烟楼梯及消防电梯的均应进行防排烟设计。,防排烟设施的设置范围,需要设置防排烟设施的具体部位规定如下：,防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室；封闭避难层(间)；内走道；房间；中庭；地下室。,房间,走廊,防烟楼梯间前室,防烟楼梯间,室外,1、火灾时人员的疏散路线,各部分用防火墙或防烟墙隔开，采取防火排烟措施，可疏散过程得到安全保护。室内疏散人员从一个分区向另一个分区移动需要花费时间，移动次数越多，就越要有足够的安全性。,5.3 防火分区和防烟分区 安全分区的概念,5.3 防火分区和防烟分区 安全分区的概念,5.3 防火分区和防烟分区 安全分区的概念,5.3 防火分区和防烟分区,防火分区是指用防火墙、楼板、防火门或防火卷帘等分隔的区域，可以将火灾限制在一定局部区域内（在一定时间内），不使火势蔓延。防烟分区是指在设置排烟措施的过道、房间中，用隔墙或其他措施（可以阻挡和限制烟气的流动）分隔的区域。防烟分区在防火分区中分隔。利用自然或机械作用力，将烟气排到室外，称之为排烟。加压防烟是用风机把一定量的室外空气送入一房间或通道内，使室内保持一定压力或门洞处有一定流速，以避免烟气侵入。,1、防火分区在建筑内部采用防火墙、耐火楼板、防火卷帘、防火门等防火分隔设施把建筑物划分为若干个防火单元，在火灾发生时，阻止火势、烟气的蔓延和扩散，便于消防人员的灭火和扑救，减少火灾危害。,5.3 防火分区和防烟分区 防火分区及防烟分区,水平防火分区水平防火分区的分隔物，主要依靠防火墙，也可以利用防火水幕带或防火卷帘加水幕。防火墙是指由非燃烧材料组成，直接砌筑在基础上或钢筋混凝土框架梁上，耐火极限不小于3h的墙体。防火墙上尽量不开洞口，必须开设时，应设耐火极限不小于1.2h的防火门窗。,5.3 防火分区和防烟分区 防火分区及防烟分区,垂直防火分区 高层建筑的竖直方向通常每层划分为一个防火分区，以耐火楼板（主要是钢筋混凝土楼板）为分隔。对于在两层或多层之间设有各种开口，如设有 开敞楼梯、自动扶梯、中庭（共享空间）的建筑，应把连通部分作为一个竖向防火分区的整体考虑，且连通部分各层面积之和不应超过允许的水平防火分区的面积。,5.3 防火分区和防烟分区 防火分区及防烟分区,2、防烟分区火灾发生时，为了控制烟气的流动和蔓延，保证人员疏散和消防扑救的工作通道，需对建筑划分防烟分区。设置排烟设施的走道、净高不超过6.00m的房间，采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下突出不小于0.50m的梁划分防烟分区。每个防烟分区的建筑面积不宜超过500m2，防烟分区不跨越防火分区,5.3 防火分区和防烟分区 防火分区及防烟分区,1、防烟分区不应跨越防火分区,前者的目的在于防止烟气扩散；后者的目的在于防止烟火由一个防火分区蔓延到相邻的另一个防火分区。,2、每个防烟分区的建筑面积不宜超过规范要求,在高层民用建筑设计防火规范和人民防空工程设计防火规范中规定每个防烟分区的建筑面积一般不超过500m2。,防烟分区的划分原则,特别说明：,特殊:在重要的建筑物中，上述这些区域应单独划分防烟分区。,一般：上述区域应和相邻的房间划分为同一防烟分区。,3）房间按规定设置排烟设施，走道不设时，当房间与走道相通的门为防火门，可只按房间面积划分防烟区，不是防火门时防烟区的划分应包括走道的面积。,有关的方法：,1）不设排烟设施的房间和走道，不划分防烟区。,2）走道按规定设置排烟设施，房间不设时，当房间与走道相通的门为防火门，可只按走道面积划分防烟区，不是防火门时防烟区还应包括房间的面积。,3、按楼层划分防烟分区,按楼层划分防烟分区示意图,耐火楼板,防烟分区的划分原则,4、特殊用途的场所应单独划分,疏散楼梯间及其前室，消防电梯间及其前室，避难层，避难间等。,“垂直烟柱区”：,1971年，美国专家马特曼先生,防烟分区的划分原则,电梯井,水平分区,垂直分区,“垂直烟柱区”简易示意图,防火分区及防烟分区挡烟垂壁,防火分区及防烟分区挡烟垂壁,5.4 高层建筑的防排烟 自然排烟的主要影响因素,风压 热压 风压和热压的综合作用 通风空调系统,除建筑高度超过50m的一类公共建筑外，靠外墙的下列部位，宜采用自然排烟方式。自然排烟窗宜设置在上方，有方便开启的装置。排烟口距防烟分区最远点不大于30米。,5.4 高层建筑的防排烟 建筑物内的防排烟设施,自然排烟示例,5.4 高层建筑的防排烟 建筑物内的防排烟设施,自然排烟示例,5.4 高层建筑的防排烟 建筑物内的防排烟设施,自然排烟示例 竖井排烟方式在着火层与排烟口的高差较大时有较好的排烟效果，其 主要缺点是所需要的排烟竖井的断面较大,5.4 高层建筑的防排烟 建筑物内的防排烟设施,自然排烟示例 对于设有可开启外窗的房间，可利用外窗进行自然排烟；对于无窗房间或设固定窗扇的房间，可采用排烟竖井开设专用排烟口实现自然排烟。,5.4 高层建筑的防排烟 建筑物内的防排烟设施,自然排烟口示例 平时呈常闭状态，火灾时烟感器通过控制中心发出的信号，阀门开启排烟，阀门自动开启，并输出开启信号，也可以远距离手动开启或关闭。,5.4 高层建筑的防排烟 建筑物内的防排烟设施,5.4 高层建筑的防排烟 机械排烟方式,机械排烟是把建筑物分为若干个防烟分区，在防烟分区内设置防烟风机，通过风道强制排出各房间或走廊内的烟气。方式：局部排烟：需要排烟的部位设置独立的排烟风机，直接进行排烟。集中排烟：将建筑物划分成若干个区，在每个区设置排烟风机，通过烟道排烟。,机械排烟是利用排烟风机抽吸着火区域内的烟气，排至室外。着火区域内形成负压，防止烟气蔓延扩散。又称负压排烟。优点：（1）不受排烟风道内温度的影响，性能稳定；（2）受风压的影响小；（3）排烟风道断面小。缺点：（1）设备要耐高温；（2）需要有备用电源；（3）管理和维修复杂,机械排烟,5.4.3建筑物内的排烟设施,5.4 高层建筑的防排烟 机械排烟组成,防烟垂壁排烟口排烟道防火排烟阀排烟风机烟气排出口,水平布置的机械排烟系统,一个水平的集中排烟系统可包含两个或两个以上面积较小的防排分区，而一个面积较大的防排烟分区也可划分成几个面积较小的系统。,建筑物内的排烟设施,中庭的机械排烟系统,建筑物内的排烟设施,走廊的机械排烟系统,建筑物内的排烟设施,走道排烟口的布置,建筑物内的排烟设施,5.4 高层建筑的防排烟 机械排烟方式的设置部位,无直接自然通风的20m以上的内走道；长度超过60m的内走道（包括有自然通风的情况）；面积超过100 m2，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；除设有开窗自然排烟的房间外，各房间总面积大于200m2或一个房间面积大于50m2，且经常有人停留或可燃物较多的地下室；不靠外墙的防烟楼梯间前室，或可开启外窗的面积小于2m2时；不靠外墙的消防电梯前室，或可开启外窗的面积小于2m2时；不具有自然排烟条件或净高超过12m的中庭。,室内走廊中庭地下室排烟口,排烟风道,屋面,排烟风机,屋面排风出口,机械排风排烟系统流程,建筑物内的防排烟设施,室外下部取风口,下部送风机,楼梯间前室送风道,楼梯间前室送风口,楼梯间前室,机械送风防烟系统流程,机械送风防烟系统的优点：(1)不依靠挡烟物体的严密性。(2)较好地对付热压、风压和浮力的影响。(3)利用气流来阻挡开敞门洞处的烟气流。在人员疏散和火灾扑救期间，防止烟气通过开启的门洞扩散,5.4.4建筑物内的防烟设施,机械送风防烟系统原理,机械防烟的烟气控制是利用风机造成的气流和压力差结合建筑物的墙、楼板、门等挡烟物体来控制烟气的流动方向。,建筑物内的防烟设施,机械送风防烟系统的原理,建筑物内的防烟设施,加压送风示例,建筑物内的防烟设施,加压送风注意事项,前室的送风口应每层设置一个。防烟楼梯间的加压送风口宜每隔23层设一 个。采用机械加压送风的防烟楼梯间和合用前室 由于要求维持的正压不同，宜分别设置独立的 加压送风系统。,建筑物内的防烟设施,轴流风机,离心风机,排烟风机要求在280连续工作半小时,建筑物内的防排烟装置,排烟防火阀安装在排烟系统管道上常闭，火灾时，烟(温)感探头出火灾信号，控制中心接通电源，阀门迅速打开排烟，280时，阀门自动关闭防火阀安装在送风、排风、空调系统中属于70温感器关闭阀，平时常开。,建筑物内的防排烟装置,多页排烟风口安装在排烟系统上。常闭，火灾时，烟(温)感探头发出火灾信号，控制中心接通电源，阀门迅速打开进行，280时阀门自动关闭。多页送风口安装在前室、防烟楼梯间送风系统上。常闭，火灾时，烟(温)感探头发出火灾信号，控制中心接通电源，阀门迅速打开风机送风。,建筑物内的防排烟装置,68,排烟防火阀,69,排烟防火阀-说明,此排烟防火阀，一般安装在排烟系统的管道上或排烟口或排烟风机吸入口处，具有排烟阀和防火阀的双重功能，平时处于常闭状态，火灾时电动打开进行排烟，当排烟气流温度达到280吋，温感器动作将阀门关闭起到防火的作用。1、电控：消防中心电信号（DC24V）电磁铁动作阀门自动开启；2、温控：温感器动作阀门自动关闭；3、手动开启、手动复位。,70,全自动防火阀,71,全自动防火阀说明,该阀门安装在有防烟、防火要求的通风、空调系统的管道上或安装在排烟系统的管道上。平时处于常开状态，火灾时阀门依靠操作装置内部的复位弹簧自动关闭起到防烟阻火的作用。1、可手动六档调节阀门开度；2、温控：温感器动作阀门自动关闭；3、电控：消防中心电信号（DC24V）电磁铁动作阀门自动关闭，再次供电,电信号（DC24V）阀门依靠电机复位；5、手动关闭、手动复位；6、输出二组触点信号。,72,防火阀,73,防火阀说明,该阀门安装在有防烟、防火要求的通风、空调系统的管道上，平时处于常开状态，火灾时关闭起到防烟阻火的作用。1、温控：温感器动作阀门自动关闭；2、电控：消防中心电信号（DC24V）电磁铁动作阀门自动关闭；3、手动关闭、手动复位；4、关闭后输出一组有源触点信号和一组无源触点信号,74,可调节的防火阀,75,可调节的防火阀说明,该阀门安装在有防烟、防火要求的通风、空调系统的管道上，平时处于常开状态，火灾时关闭起到防烟阻火的作用。1、可手动五档调节阀门开度；2、温控：温感器动作阀门自动关闭；3、电控：消防中心电信号（DC24V）电磁铁动作阀门自动关闭；4、手动关闭、手动复位；5、关闭时输出一组有源触点信号和一组无源触点信号。,76,正压送风阀口,77,正压送风阀口说明,正压送风口又称为加压送风口、多叶送风口在其阀体正面装有一铝合金风口，一般安装在电梯前室、楼道等处的侧墻上，有一个操作小室，可设置于阀体的左右或上下位置，该小室装有一活动小门，便于进行操作。主要功能、特点：平时常闭，电动、手动开启；输出开启动作信号，一组无源触点信号；手动复位关闭；280温感器动作，阀门自动重新关闭；可选项；自动开启：消防中心电信号（DC24V/0.5A）电磁铁动作阀门自动开启；,78,防火风口,79,防火风口说明,1.平时呈开启状态2.防火风口安装在通风空调系统送风、排烟出入口处3.由铝合金风口与防火阀组合4.风口可调节气流方向5.阀门叶片开启角度可调6.70 阀门自动关闭,手动关闭和开启7.可输出关闭动作电信号,80,排烟阀,81,排烟阀说明,该阀门安装在排烟系统管道上，平时处于常闭状态，火灾时打开进行排烟。1、电控：消防中心电信号（DC24V）电磁铁动作阀门自动开启；2、手动开启、手动复位；3、开启后输出一组有源触点信号和一组无源触点信号。,82,远控排烟阀,83,远控排烟阀说明,远控排烟阀的主要功能与排烟阀相同，只是远控排烟阀的阀体与操作装置分离，操作装置安装在阀体附近的距地面高1200mm左右的墻壁上，操作器通过钢丝绳与阀体相联进行远距离控制，钢丝绳的长度一般为6m。1、电控：消防中心电信号（DC24V）电磁铁动作阀门自动开启；2、手动开启、手动复位；3、开启后输出一组有源触点信号和一组无源触点信号。,84,消防排烟风机,国标规定：排烟风机应保证在280时能连续工作30min。产品有冷却系统，可以做到通过风机的烟气400时连续运转2小时。在排烟风机的入口总管上应设置当烟气温度超过280时能自动关闭的排烟防火阀，且应与排烟风机连锁，当排烟防火阀关闭时，风机停止运转。,防排烟系统原理图,5.4.5通风空调系统的防火排烟,风道将会成为烟气传播的通路。在设计中首先应该注意的是，防火分区和防烟分区的划分应尽可能地与通风、空调系统的划分统一起来，尽量不使风道穿越防火区和防烟区；否则，须在风道上设置防火阀。在下列情况下，通风、空气调节系统的风道应设防火阀：（1）管道穿越防火分区的隔墙孔；（2）穿越通风、空调机房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处；（3）垂直风道与每层水平风道交接处的水平管段上；（4）穿越变形缝处的两侧。,本章小结,了解建筑火灾烟气的特性及烟气控制的必要性；了解火灾烟气的流动规律与控制原则掌握防火分区和防烟分区的概念理解高层建筑的防排烟系统组成、方式等。,思考题：,1.在通风管道中能防止烟气扩散的设施是()A.防火卷帘 B.防火阀 C.排烟阀 D.空气幕2.在排烟支管上要求设置的排烟防火阀起什么作用?()A.烟气温度超过280自动关闭B.烟气温度达70自动开启C.与风机联锁,当烟温达280时关闭风机D.与风机联锁,当烟温达70时启动风机,答案：B、A,思考题：,3.高层民用建筑的排烟口应设在防烟分区的()。A.地面上B.墙面上 C.靠近地面的墙面 D.靠近顶棚的墙面上或顶棚上4.机械排烟管道材料必须采用()。A.不燃材料 B.难燃材料 C.可燃材料 D.A、B两类材料均可,答案：D、A,思考题,1 建筑物内设置防排烟的目的是什么？2 什么是烟气控制？它有什么优缺点？3什么是防火分区和防烟分区？两者有什么异同点？4 防排烟方式有哪几种？如何选择？5 什么是机械排烟？有哪些优缺点？适用于什么场合？6 高层建筑中的通风空调系统设计应当考虑哪些防火排烟措施？7目前在高层建筑设计中常用“加压送风防烟”，该种方式在设计时具体应如何考虑？举例说明。8 高层建筑有哪些自然排烟形式？9空调送、回风系统中的哪些部位必须设置防火阀？,