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1、防火防爆工程学第1页，本讲稿共47页2 29.1.1 烟气的流动规律建筑物发生火灾后，烟气在建筑物内不断流动传播，不仅导致火灾蔓延，也引起人员恐慌，影响疏散与扑救。引起烟气流动的因素有如下几点：1.烟囱效应引起的烟气流动2.浮力引起的烟气流动3.热膨胀引起的烟气流动4.风力作用下的烟气流动5.通风空调系统引起的烟气流动第2页，本讲稿共47页3 31.烟囱效应引起的烟气流动第3页，本讲稿共47页4 42.浮力引起的烟气流动第4页，本讲稿共47页5 53.热膨胀引起的烟气流动第5页，本讲稿共47页6 64.风力作用下的烟气流动建筑物在风力作用下，迎风侧产生正风压，而在建筑侧部或背风侧，将产生负风压
2、。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。第6页，本讲稿共47页7 75.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，烟气可能从回风口、新风口等处进入系统。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。第7页，本讲稿共47页8 89.1.1 烟气的流动规律建筑物内火灾的烟气是在上述多因素共同作用下流动、传播。各种作用有时互相叠加，有时互相抵消，而且随着火势的发展，各种因素都在变化着；另外
3、，火灾的燃烧过程也各有差异，因此要确切的用数学模型来描述烟气在建筑物内动态的流动状态是相当困难的。但是了解这些因素作用下的规律，有助于正确的采取防烟、防火措施。第8页，本讲稿共47页9 99.1.2 火灾烟气控制原理第9页，本讲稿共47页10101.防烟系统第10页，本讲稿共47页11112.排烟系统 利用自然或机械作用力，将烟气排到室外，称之为排烟。利用自然或机械作用力，将烟气排到室外，称之为排烟。利用自然作用力的排烟称为自然排烟；利用机械利用自然作用力的排烟称为自然排烟；利用机械(风机风机)作用力的排烟称机械排烟。作用力的排烟称机械排烟。排烟的部位有两类：着火区和疏散通道。排烟的部位有两类
4、：着火区和疏散通道。着火区排烟的目的是将火灾发生的烟气着火区排烟的目的是将火灾发生的烟气(包括空气受包括空气受热膨胀的体积热膨胀的体积)排到室外，降低着火区的压力，不使烟排到室外，降低着火区的压力，不使烟气流向非着火区，以利于着火区的人员疏散及救火人员气流向非着火区，以利于着火区的人员疏散及救火人员的扑救。的扑救。对于疏散通道的排烟是为了排除可能侵入的烟气，保证疏对于疏散通道的排烟是为了排除可能侵入的烟气，保证疏散通道无烟或少烟，利于人员安全疏散及救火人员的通行。散通道无烟或少烟，利于人员安全疏散及救火人员的通行。第11页，本讲稿共47页12129.2 自 然 排 烟第12页，本讲稿共47页1
5、3139.2.1 自然排烟方式第13页，本讲稿共47页14149.2.2 自然排烟设计2.自然排烟设计应考虑的几点 1)1)对于高层住宅及二类高层建筑，当前室内两个不同方向设有对于高层住宅及二类高层建筑，当前室内两个不同方向设有可开启的外窗，且可开启窗口面积符合要求时，其排烟效果受可开启的外窗，且可开启窗口面积符合要求时，其排烟效果受风力、风向、热压等因素的影响较小，能达到排烟的目的。因风力、风向、热压等因素的影响较小，能达到排烟的目的。因此，在实际设计中，应尽可能利用不同朝向开启外窗来排除前此，在实际设计中，应尽可能利用不同朝向开启外窗来排除前室的烟气。室的烟气。第14页，本讲稿共47页15
6、159.2.2 自然排烟设计2)排烟口位置越高，排烟效果越好，所以，可开启外窗应尽可能靠近顶棚位置，并应有方便开启的装置。3)为了减小风向对自然排烟的影响，当采用阳台、凹廊为防烟前室时，应尽量设置与建筑物色彩、体型相适应的挡风措施。4)内走廊排烟窗口应尽量设在两个不同的朝向上。第15页，本讲稿共47页16169.2.2 自然排烟设计第16页，本讲稿共47页17179.3 机 械 排 烟9.3.1 机械排烟方式机械排烟可分为局部排烟和和集中排烟两种方式。局部排烟是在每个需要排烟的部位设置独立的排烟风机直接进行排烟；集中排烟是将建筑物划分为若干个区，在每个区内设置排烟风机，通过排烟风道排烟。第17
7、页，本讲稿共47页18189.3.2 机械排烟部位一类高层建筑和建筑高度超过一类高层建筑和建筑高度超过32m32m的二类高层建筑的的二类高层建筑的下列部位，应设机械排烟设施：下列部位，应设机械排烟设施：(1)(1)长度超过长度超过20m20m且不能直接对外采光和自然通风的且不能直接对外采光和自然通风的走道；虽有直接采光和自然通风，但长度超过走道；虽有直接采光和自然通风，但长度超过60m60m的的走道。走道。(2)(2)面积超过面积超过100100，且经常有人停留或可燃物较多，且经常有人停留或可燃物较多的地上房间的地上房间(如大型办公室、储存较多可燃物的库房如大型办公室、储存较多可燃物的库房等等
8、)。对于面积较大的房间考虑排烟设施，而对于使。对于面积较大的房间考虑排烟设施，而对于使用人数较少、面积较小的房间不考虑排烟设施，既用人数较少、面积较小的房间不考虑排烟设施，既可保障基本安全，又可节约投资可保障基本安全，又可节约投资 第18页，本讲稿共47页19199.3.2 机械排烟部位(3)高层建筑室内超过12m的中庭。中庭在烟气控制、防止火灾蔓延、安全疏散和火灾扑救等方面仍有一定问题，应设排烟设施。(4)总面积超过200或一个房间超过50，而且经常有人停留或可燃物较多的地下室。第19页，本讲稿共47页20209.3.4 机械排烟系统的设计第20页，本讲稿共47页21211.排烟系统的布置1
9、.1.排烟系统的布置排烟系统的布置1)1)排烟气流应与机械加压送风的气流合理组织，并尽量考排烟气流应与机械加压送风的气流合理组织，并尽量考虑与疏散人流方向相反。虑与疏散人流方向相反。2)2)为防止风机超负荷运转，排烟系统竖直方向可分成为防止风机超负荷运转，排烟系统竖直方向可分成数个系统，不过不能采用将上层烟气引向下层的风道数个系统，不过不能采用将上层烟气引向下层的风道布置方式。布置方式。3)3)每个排烟系统设有排烟口的数量不宜超过每个排烟系统设有排烟口的数量不宜超过3030个，以减个，以减少漏风量对排烟效果的影响。少漏风量对排烟效果的影响。4)4)独立设置的机械排烟系统可兼作平时通风排气使用。
10、独立设置的机械排烟系统可兼作平时通风排气使用。第21页，本讲稿共47页22222.系统组成机械排烟系统大小与布置应考虑排烟效果、可靠性与经济性。系统服务的房间过多(即系统大)，则排烟口多、管路长、漏风量大、最远点的排烟效果差，水平管路太多时，布置困难，优点是风机少、占用房间面积少。如系统小，则相反。下面介绍在高层建筑常见部位的机械排风系统划分案。第22页，本讲稿共47页23232.系统组成1)内走道的机械排烟系统第23页，本讲稿共47页24242.系统组成2)多个房间(或防烟分区)的机械排烟系统第24页，本讲稿共47页25252.系统组成3.排烟口的设计要求1)当用隔墙或挡烟壁划分防烟分区时，
11、每个防烟分区应分别设置排烟口。2)排烟口应尽量设置在防烟分区的中心部位，排烟口到该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m；走道的排烟口与防烟楼梯的疏散口的距离无关，但排烟口应尽量布置在人流疏散方向相反的位置。第25页，本讲稿共47页26269.3.4 机械排烟系统的设计第26页，本讲稿共47页27272.系统组成3)3)排烟口必须设置在距顶棚排烟口必须设置在距顶棚800mm800mm以内的高度上。对以内的高度上。对于顶棚高度超过于顶棚高度超过3m3m的建筑物，排烟口可设在距地面的建筑物，排烟口可设在距地面2.1m2.1m的高度上，或者设置在与顶棚之间的高度上，或者设置在与顶棚之间1/21/2以
12、上高以上高度的墙面上。度的墙面上。第27页，本讲稿共47页28282.系统组成4)4)为防止顶部排烟口处的烟气外溢，可在排烟口一侧为防止顶部排烟口处的烟气外溢，可在排烟口一侧的上部装设防烟幕墙。的上部装设防烟幕墙。第28页，本讲稿共47页29292.系统组成5)5)排烟口的尺寸，可根据烟气通过排烟口有效断面时的速排烟口的尺寸，可根据烟气通过排烟口有效断面时的速度不大于度不大于10m/s10m/s进行计算。排烟口的最小面积一般不宜进行计算。排烟口的最小面积一般不宜小于小于0.040.04。6)6)同一分区内设置数个排烟口时，要保证所有排烟口能同一分区内设置数个排烟口时，要保证所有排烟口能同时开启
13、，排烟量应等于各排烟口排烟量的总和。同时开启，排烟量应等于各排烟口排烟量的总和。7)7)排烟口均应设有手动开启装置或与感烟器连锁的自排烟口均应设有手动开启装置或与感烟器连锁的自动开启装置或消防控制中心远距离控制的开启装置等。动开启装置或消防控制中心远距离控制的开启装置等。除开启装置将其打开外，平时一般保持闭锁状态。手动除开启装置将其打开外，平时一般保持闭锁状态。手动开启装置宜设在墙面上，距地板面开启装置宜设在墙面上，距地板面0.80.81.5m1.5m；或从顶；或从顶棚下垂时，距地板面宜为棚下垂时，距地板面宜为1.8m1.8m处。处。第29页，本讲稿共47页30309.3.5 中庭排烟第30页
14、，本讲稿共47页31311.中庭的定义中庭又称为中厅，在建筑上的定义为“有数层高的竖井空间，竖井上有屋顶，竖井周围的大部分为建筑物所包围的一种建筑物。”即通过两层或多层楼，且顶部封闭的被周围建筑包围的一个共享空间。第31页，本讲稿共47页32323.中庭机械排烟的气流组织 中庭机械排烟口应设在中庭中庭机械排烟口应设在中庭的顶棚上，或设在紧靠中的顶棚上，或设在紧靠中庭顶部的集烟区，如图庭顶部的集烟区，如图9.149.14所示。排烟口的最低所示。排烟口的最低标高，应设在中庭最高部标高，应设在中庭最高部分门洞的上端，当中庭较分门洞的上端，当中庭较低部位靠自然进风有困难低部位靠自然进风有困难时，可采用
15、机械补风，补时，可采用机械补风，补风量不宜小于排烟量的风量不宜小于排烟量的50%50%。第32页，本讲稿共47页33339.4 加压防烟送风系统第33页，本讲稿共47页34349.4.1 加压送风系统的设置及方式1.1.加压送风系统的设置加压送风系统的设置1)1)不具备自然排烟条件的防烟楼梯间，消防电梯间不具备自然排烟条件的防烟楼梯间，消防电梯间前室或合用前室。前室或合用前室。2)2)采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室烟条件的前室3)3)带裙房的高层建筑防烟楼梯间及其前室、消防电梯带裙房的高层建筑防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室
16、或合用室，当裙房以上部分利用可开启外窗进行前室或合用室，当裙房以上部分利用可开启外窗进行自然排烟，裙房部分不具备自然排烟条件时，其前室自然排烟，裙房部分不具备自然排烟条件时，其前室或合用前室应设置局部机械加压送风系统。或合用前室应设置局部机械加压送风系统。4)4)封闭避难层。封闭避难层。第34页，本讲稿共47页35352.加压送风系统的方式第35页，本讲稿共47页36369.5 防排烟系统的设备部件第36页，本讲稿共47页37379.5 防排烟系统的设备部件防排烟系统装置的目的是当建筑物着火时，保障人们安全疏散及防止火灾进一步蔓延。其设备和部件均应在发生火灾时运行和起作用，因此产品必须经过公安
17、消防监督部门的认可并颁发消防生产许可证方能有效。防排烟系统的设备及部件主要包括防火阀、排烟阀(口)、压差自动调节阀、余压阀及专用排烟轴流风机、自动排烟窗等。第37页，本讲稿共47页38389.5.1 防火、防排烟阀口的分类第38页，本讲稿共47页39399.5.2 压差自动调节阀压差自动调节阀由调节饭、压差传感器、调节执行机构等装置组成，其作用是对需要保持正压值的部位进行送风量的自动调节，同时在保证一定正压值的条件下防止正压值超压而进行泄压。第39页，本讲稿共47页40409.5.3 余压阀为了保证防烟楼梯间及其前室，消防电梯前室和合用前室的正压值，防止正压值过大而导致门难以推开，根据设计的需
18、要有的在楼梯间与前室、前室与走道之间设置余压阀。第40页，本讲稿共47页41419.5.4 自垂式百叶风口风口竖直安装在墙面上，平风口竖直安装在墙面上，平常情况下，靠风口百叶的自常情况下，靠风口百叶的自重自然下垂，隔绝在冬季供重自然下垂，隔绝在冬季供暖时楼梯间内的热空气在热暖时楼梯间内的热空气在热压作用下上升而通过上部送压作用下上升而通过上部送风管和送风机逸出室外。当风管和送风机逸出室外。当发生火灾进行机械加压送风发生火灾进行机械加压送风时，气流将百叶吹开而送风。时，气流将百叶吹开而送风。第41页，本讲稿共47页42429.5.5 排烟风机排烟风机主要有离心风机和轴流风机，还有自带电源的排烟风
19、机主要有离心风机和轴流风机，还有自带电源的专用排烟风机。排烟风机应有备用电源，并应有自动切专用排烟风机。排烟风机应有备用电源，并应有自动切换装置；排烟风机应耐热，变形小。使其在排送换装置；排烟风机应耐热，变形小。使其在排送280280烟气时连续工作烟气时连续工作30min30min仍能达到设计要求。仍能达到设计要求。离心风机在耐热性能与变形等方面比轴流风机优越。经离心风机在耐热性能与变形等方面比轴流风机优越。经有关部门试验表明，在排送有关部门试验表明，在排送280280烟气时，连续工作烟气时，连续工作30min30min是完全可行的。其不足之处是风机体形较大，占是完全可行的。其不足之处是风机体
20、形较大，占地面积大。地面积大。第42页，本讲稿共47页43439.5.5 排烟风机用轴流风机排烟，其电动机装置应安装在风管外，或者采用冷却轴承的装置，目前国内已经生产专用排烟轴流风机，其设置方便，占地面积小。利用蓄电池为电源的专用排烟风机，其蓄电池的容量应能使排烟风机连续运行30min，对自带发电机的排烟风机，应对其风机房设有能排除余热的全面通风系统。第43页，本讲稿共47页4444排烟防火阀-1第44页，本讲稿共47页4545防火风口第45页，本讲稿共47页4646消防排烟风机消防排烟风机 国标规定：排烟风机应保证在国标规定：排烟风机应保证在280280时能连续工作时能连续工作30min30
21、min。产品有冷却系统，可以做到通过风机产品有冷却系统，可以做到通过风机的烟气的烟气 400400时连续运转时连续运转 2 2小时。小时。在排烟风机的入口总管上应设置当烟气在排烟风机的入口总管上应设置当烟气温度超过温度超过280280时能自动关闭的排烟防火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。关闭时，风机停止运转。第46页，本讲稿共47页4747挡烟垂壁挡烟垂壁人防工程和高层民用建筑的地下人防工程和高层民用建筑的地下与大空间防排烟系统中作烟区分与大空间防排烟系统中作烟区分隔的装置。当消防控制中心发出隔的装置。当消防控制中心发出火警信号或直接接受火警信号或直接接受“烟感烟感”信信号后，置于吊顶上方的挡烟垂号后，置于吊顶上方的挡烟垂壁迅速垂落至设定高度，形成壁迅速垂落至设定高度，形成烟区分隔，由排烟风机将高温烟区分隔，由排烟风机将高温烟气迅速排出室外，为火警区烟气迅速排出室外，为火警区人员救生和疏散创造了环境，人员救生和疏散创造了环境，争取了时间。争取了时间。第47页，本讲稿共47页