一级消防工程师技术实务重点讲义：第三篇第十章
第十章 防烟排烟系统
建筑内的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室、避难走道的前室、避难层(间)应设置防烟设施。
民用建筑中应设置排烟设施的有：
设置在一、二、三层且房间建筑面积大于100㎡和设置在四层及以上或地下、半地下的歌舞娱乐放映游艺场所;
中庭;
公共建筑中建筑面积大于100㎡且经常有人停留的地上房间;
建筑面积大于300㎡且可燃物较多的地上房间;
建筑中长度大于20m的疏散走道。
人员、可燃物较多的丙类生产场所;
丙类厂房中建筑面积大于300㎡且经常有人停留或可燃物较多的地上房间;
建筑面积大于5000㎡的丁类生产车间;
占地面积大于1000㎡的丙类仓库;
高度大于32m的高层厂(库)房中长度大于20m的疏散走道，其他厂(库)房中长度大于40m的疏散走道。
地下、半地下建筑(室)、地上建筑内的无窗房间，当总建筑面积大于200㎡或一个房间建筑面积大于50㎡，且经常有人停留或可燃物较多。
第一节 自然通风与自然排烟
自然通风与自然排烟，是建筑火灾烟气控制中防排烟的方式，是经济适用且有效的防排烟方式。系统设计时，应根据使用性质，建筑高度及平面布置等因素，优先采用自然通风及自然排烟方式。
一、自然通风方式
(二)自然通风方式的选择
当建筑物发生火灾时，疏散楼梯是建筑物内部人员疏散的唯一通道。前室、合用前室是消防队员进行火灾扑救的起始场所，也是人员疏散必经的通道。因此，发生火灾时无论采用何种防烟方法，都必须保证它的安全，防烟就是控制烟气不进入上述安全区域。
建筑高度小于等于50m的公共建筑、工业建筑和建筑高度小于等于100m的住宅建筑，符合下列条件之一时，楼梯间可不设置防烟系统：
1、当采用敞开的凹廊、阳台作为前室;
2、前室具有两个不同朝向的可开启外窗且可开启窗面积符合规定。
当加压送风口设置在独立前室、合用前室及消防电梯前室顶部或正对前室入口的墙面，楼梯间可采用自然通风系统。
(三)自然通风设施的设置
(1)封闭楼梯间和防烟楼梯间，应在最高部位设置面积不小于1.0㎡的可开启外窗或开口; 当建筑高度大于 10m 时，尚应在楼梯间的外墙上每 5 层内设置总面积不小于2.0㎡的可开启外窗或开口，且布置间隔不大于3层。
(2)防烟楼梯间前室、消防电梯前室(每个)可开启外窗或开口的有效面积不应小于2.0㎡，共用、合用前室不应小于3.0㎡。
(3)采用自然通风方式的避难层(间)应设有不同朝向的可开启外窗，其有效面积不应小于该避难层(间)地面面积的 2%，且每个朝向的有效面积不应小于2.0㎡ 。
(4)可开启外窗应方便直接开启，设置在高处不便于直接开启的可开启外窗应在距地面高度为1.3 - 1.5 m 的位置设置手动开启装置。
二、自然排烟方式
(一)自然排烟的原理
(三)自然排烟设施的设置
(1)排烟窗应设置在排烟区域的顶部或外墙，并应符合下列要求：
1)当设置在外墙上时，自然排烟窗(口)应在储烟仓以内，但走道、室内空间净高不大于3m的区域的自然排烟窗(口)可设置在室内净高度的1/2以上。
2)宜分散均匀布置，每组排烟窗的长度不宜大于3.0m。
3)设置在防火墙两侧的自然排烟窗(口)之间最近边缘的水平距离不应小于2.0m。
4)自然排烟窗(口)的开启形式应有利于火灾烟气的排出。
5)当房间面积不大于200㎡时，自然排烟窗(口)的开启方向可不限。
6)防烟分区内任一点与最近的自然排烟窗(口)之间的水平距离不应大于 30m。当工业建筑采用自然排烟方式时，其水平距离尚不应大于建筑内空间净高的 2.8 倍;当公共建筑空间净高大于等于 6m，且具有自然对流条件时，其水平距离不应大于 37.5m。
(3)当公共建筑中的营业厅、展览厅、观众厅、多功能厅及体育馆、客运站、航站楼以及类似建筑中高度超过9m的中庭等公共场所采用自然排烟方式时，应采取下列措施之一：
1)有火灾自动报警系统的应设置自动排烟窗。
2)常开排烟口。
第二节 机械加压送风系统
在不具备自然通风条件时，机械加压送风系统是确保火灾中建筑疏散楼梯间及前室(合用前室)安全的主要措施。
一、机械加压送风系统的组成
机械加压送风系统主要由送风口、送风管道、送风机和吸风口组成。
二、机械加压送风系统的工作原理
为保证疏散通道不受烟气侵害以及人员能安全疏散，发生火灾时，从安全性的角度出发，高层建筑内可分为四个安全区：第一类安全区为防烟楼梯间、避难层;第二类安全区为防烟楼梯间前室、消防电梯间前室或合用前室;第三类安全区为走道;第四类安全区为房间。依据上述原则，加压送风时应使防烟楼梯间压力>前室压力>走道压力>房间压力，同时还要保证各部分之间的压差不要过大，以免造成开门困难，从而影响疏散。
三、机械加压送风系统的选择
(1)建筑高度小于等于50m的公共建筑、工业建筑和建筑高度小于等于100m的住宅建筑，当前室或合用前室采用机械加压送风系统，且其加压送风口设置在前室的顶部或正对前室入口的墙面上时，楼梯间可采用自然通风方式。当前室的加压送风口的设置不符合上述规定时，防烟楼梯间应采用机械加压送风系统。
(2)建筑高度大于50m的公共建筑、工业建筑和建筑高度大于100m的住宅建筑，其防烟楼梯间、消防电梯前室应采用机械加压送风方式的防烟系统。
(3)当防烟楼梯间采用机械加压送风方式的防烟系统时，楼梯间应设置机械加压送风设施，独立前室可不设机械加压送风设施，但合用前室应设机械加压送风设施。防烟楼梯间的楼梯间与合用前室的机械加压送风系统应分别独立设置。剪刀楼梯的两个楼梯间、独立前室、合用前室的机械加压送风系统应分别独立设置。
(4)带裙房的高层建筑的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室，当裙房高度以上部分利用可开启外窗进行自然通风、裙房等高范围内不具备自然通风条件时，该高层建筑不具备自然通风条件的前室、消防电梯前室或合用前室应设置机械加压送风系统，其送风口也应设置在前室的顶部或正对前室入口的墙面上。
(5)当地下室、半地下室楼梯间与地上部分楼梯间均需设置机械加压送风系统时，宜分别独立设置。当受建筑条件限制且地下部分为汽车库或设备用房时，可与地上部分的楼梯间共用机械加压送风系统，但应分别计算地上、地下的加压送风量，相加后作为共用加压送风系统风量，且应采取有效措施以满足地上、地下的送风量的要求。
(7)自然通风条件不能满足要求的封闭楼梯间和防烟楼梯间，应设置机械加压送风系统;当地下、半地下建筑(室)的封闭楼梯间不与地上楼梯间共用且地下仅为一层时，可不设置机械加压送风系统，但首层应设置有效面积不小于1.20㎡的可开启外窗或直通室外的疏散门。
(9)建筑高度大于100m的建筑，其机械加压送风系统应竖向分段独立设置，且每段高度不应超过100m。
(10)建筑高度小于等于50m的建筑，当楼梯间设置加压送风井(管)道确有困难时，楼梯间可采用直灌式加压送风系统，并应符合下列规定：
1)建筑高度大于32m的高层建筑，应采用楼梯间两点部位送风的方式，送风口之间距离不宜小于建筑高度的1/2。
2)送风量应按计算值(或规定的)送风量增加20%。
3)加压送风口不宜设在影响人员疏散的部位。
(11)人防工程的下列位置应设置机械加压送风防烟设施：防烟楼梯间及其前室或合用前室;避难走道的前室。
(12)建筑高度大于32m的高层汽车库、室内地面与室外出入口地坪的高差大于10m的地下汽车库，应采用防烟楼梯间。
四、机械加压送风系统的主要设计参数
(四)送风风速
当采用金属管道时，管道设计风速不应大于20m/s;当采用非金属材料管道时，不应大于15m/s。加压送风口的风速不宜大于7m/s。
五、机械加压送风的组件与设置要求
(一)机械加压送风机
机械加压送风风机可采用轴流风机或中、低压离心风机，其安装位置应符合下列要求：
(1)送风机的进风口宜直通室外，且应采取防止烟气被吸入的措施。
(2)送风机的进风口宜设在机械加压送风系统的下部。
(3)送风机的进风口不应与排烟风机的出风口设在同一面上。当确有困难时，送风机的进风口与排烟风机的出风口应分开布置。且竖向布置时，送风机的进风口应设置在排烟机出风口的下方，其两者边缘最小垂直距离不应小于6.0m;水平布置时，两者边缘最小水平距离不应小于20.0m。
(二)加压送风口
加压送风口用作机械加压送风系统的风口，具有赶烟和防烟的作用。加压送风口分常开和常闭两种形式。
(1)除直灌式送风方式外，楼梯间宜每隔2～3层设一个常开式百叶送风口。
(2)前室应每层设置一个常闭式加压送风口，并应设手动开启装置。
(4)送风口不宜设置在被门挡住的位置。
需要注意的是，采用机械加压送风的场所不应设置百叶窗，不宜设置可开启外窗。
(三)送风管道
(1)送风管道应采用不燃烧材料制作且内壁应光滑。
(2)竖向设置的送风管道应独立设置在管道井内。
(3)管道井应采用耐火极限不低于1.00h的隔墙与相邻部位分隔，当墙上必须设置检修门时，应采用乙(建规为丙级)级防火门。
(4)未设置在管道井内或与其他管道合用管道井的送风管道，其耐火极限不应低于1.00h。
(四)余压阀
余压阀是控制压力差的阀门。为了保证防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室的正压值，防止正压值过大而导致疏散门难以推开，应在防烟楼梯间与前室、前室与走道之间设置余压阀，控制余压阀两侧正压间的压力差不超过50Pa。
第三节 机械排烟系统
一、机械排烟系统的组成
机械排烟系统是由挡烟垂壁、排烟口(或带有排烟阀的排烟口)、排烟防火阀、排烟道、排烟风机和排烟出口组成的。
三、机械排烟系统的选择
(1)建筑内应设排烟设施，但不具备自然排烟条件的房间、走道及中庭等，均应采用机械排烟方式。高层建筑主要受自然条件(如室外风速、风压、风向等)的影响较大，一般采用机械排烟方式较多。
(4)机械排烟系统水平向应按每个防火分区独立设置。
(5)建筑高度超过50m的公共建筑和建筑高度超过100m的住宅，其排烟系统应竖向分段独立设置，且公共建筑每段高度不应超过50m，住宅建筑每段高度不应超过100m。
需要注意的是，在同一个防烟分区内不应同时采用自然排烟方式和机械排烟方式，因为这两种方式相互之间对气流会造成干扰，影响排烟效果。尤其是在排烟时，自然排烟口还可能在机械排烟系统动作后变成进风口，使其失去排烟作用。
四、排烟系统设计计算
(三)排烟风速
当排烟管道内壁为金属时，管道设计风速不应大于20m/s;当排烟管道内壁为非金属时，不应大于15m/s。排烟口风速不宜大于10m/s。
五、机械排烟系统的组件与设置要求
(一)排烟风机
(1)排烟风机可采用离心式或轴流排烟风机(满足280℃时连续工作30min的要求)，排烟风机应与风机入口处的排烟防火阀联锁，当该阀关闭时，排烟风机应能停止运转。
(三)排烟阀(口)
(1)排烟阀(口)的设置应符合下列要求：
1)排烟口应设在防烟分区所形成的储烟仓内，当用隔墙或挡烟垂壁划分防烟分区时，每个防烟分区应分别设置排烟口，排烟口应尽量设置在防烟分区的中心部位，且排烟口至该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m。
2)走道、室内空间净高不大于3m的区域，其排烟口可设置在其净空高度的1/2以上，当设置在侧墙时，吊顶与其最近边缘的距离不应大于0.5m 。
(2)火灾时由火灾自动报警系统联动开启排烟区域的排烟阀或排烟口，应在现场设置手动开启装置。
(3)排烟口的设置宜使烟流方向与人员疏散方向相反，排烟口与附近安全出口相邻边缘之间的水平距离不应小于1.5m。
(4)每个排烟口的排烟量不应大于最大允许排烟量。
(5)当排烟阀(口)设在吊顶内，并通过吊顶上部空间进行排烟时，应符合下列规定：
1)封闭式吊顶上设置的烟气流入口的颈部烟气速度不宜大于 1.5m/s 。
2)非封闭式吊顶的开孔率不应小于吊顶净面积的 25%，且排烟口应均匀布置。
(6)单独设置的排烟口，平时应处于关闭状态，其控制方式可采用自动或手动开启方式，手动开启装置的位置应便于操作;当排风口和排烟口合并设置时，应在排风口或排风口所在支管处设置自动阀门，该阀门必须具有防火功能，且应与火灾自动报警系统联动;发生火灾时，着火防烟分区内的阀门仍应处于开启状态，其他防烟分区内的阀门应全部关闭。
(四)排烟管道
(1)排烟管道必须采用不燃材料制作，且不应采用土建风道。
(2)当吊顶内有可燃物时，吊顶内的排烟管道应采用不燃烧材料进行隔热，并应与可燃物保持不小于150mm的距离。
(3)竖向设置的排烟管道应设置在独立的管道井内，排烟管道的耐火极限不应低于0.50h 。排烟管道井应采用耐火极限不小于1.00h的隔墙与相邻区域分隔;当墙上必须设置检修门时，应采用乙级防火门。
水平设置的排烟管道应设置在吊顶内，其耐火极限不应低于0.50h;当确有困难时，可直接设置在室内，但管道的耐火极限不应小于1.00h。设置在走道部位吊顶内的排烟管道，以及穿越防火分区的排烟管道，其管道的耐火极限不应小于1.0h，但设备用房和汽车库的排烟管道耐火极限可不低于0.5h。
六、补风
(一)补风原理
根据空气流动的原理，在排出某一区域空气的同时，需要有另一部分的空气补充。当排烟系统排烟时，补风的主要目的是为了形成理想的气流组织，迅速排除烟气，有利于人员的安全疏散和消防救援。
(二)补风系统的选择
对于地上建筑的走道、小于500㎡的房间，由于这些场所的面积较小，排烟量也较小，因此可以利用建筑的各种缝隙，满足排烟系统所需的补风，为了简化系统管理和减少工程投入，可以不专门为这些场所设置补风系统。除这些场所以外的排烟系统均应设置补风系统。
(三)补风的方式
补风系统应直接从室外引入空气，可采用疏散外门、手动或自动可开启外窗等自然进风方式以及机械送风方式。防火门、窗不得用作补风设施。补风量不应小于排烟量的50%。
(四)补风的主要设计参数
2.补风风速
机械补风口的风速不宜大于10m/s，人员密集场所补风口的风速不宜大于5m/s;自然补风口的风速不宜大于3m/s。
(五)补风系统组件与设置
1.补风口
当补风口与排烟口设置在同一空间内相邻的防烟分区时，补风口位置不限;当补风口与排烟口设置在同一防烟分区时，补风口应设在储烟仓下沿以下;补风口与排烟口水平距离不应少于5m。机械送风口或自然补风口设于储烟仓以下，才能形成理想的气流组织。
2.补风机
补风机的设置与机械加压送风机的要求相同。排烟区域所需的补风系统应与排烟系统联动开闭。
第四节 防烟排烟系统的联动控制
一、防烟系统的联动控制
加压送风机的启动应符合下列规定：
1.现场手动启动;
2.通过火灾自动报警系统自动启动;
3.消防控制室手动启动;
4.系统中任一常闭加压送风口开启时，加压送风机应能自动启动。
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和加压送风机。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. 应开启该防火分区内着火层及其相邻上下层前室及合用前室的常闭加压送风口，同时开启加压送风机。
二、排烟系统的联动控制
排烟风机、补风机的控制应符合下列规定：
1.现场手动启动;
2.火灾自动报警系统自动启动;
3.消防控制室手动启动;
4.系统中任一排烟阀或排烟口开启时，排烟风机、补风机应能自动启动。
5.排烟防火阀在280℃时应自行关闭，并应连锁关闭排烟风机和补风机。
当火灾确认后，火灾自动报警系统应在15s内联动开启相应防烟分区的全部排烟阀，排烟口、排烟风机和补风设施，并应在30s内自动关闭与排烟无关的通风、空调系统。担负两个及以上防烟分区的排烟系统，应仅打开着火防烟分区的排烟阀或排烟口，其他防烟分区的排烟阀或排烟口应呈关闭状态。
系统名称 | 联动触发信号 | 联动控制 |
防烟系统 | 加压送风口所在防火分区内的两只独立的火灾探测器或一只火灾探测器与一只手动火灾报警按钮的报警信号 | 开启送风口、启动加压送风机 |
排烟系统 | 同一防烟分区内的两只独立的火灾探测器报警信号或一只火灾探测器与一只手动火灾报警按钮的报警信号 | 开启排烟口、排烟窗或排烟阀，停止该防烟分区的空气调节系统 |
排烟口、排烟窗或排烟阀开启的动作信号 | 启动排烟风机 |
排烟风机入口处总管上设置的280℃排烟防火阀动作信号 | 连锁关闭 排烟风机 |
