中庭排烟方法优化

目前，中庭排烟方法主要有两大类：

（1）集中式排烟法：在中庭顶部设置排烟口，利用自然或机械排烟方式将中庭顶部蓄积的烟气排出室外，即为集中式排烟法，如图1.1所示。常见的集中式排烟法有直流（置换）排烟法、置换—稀释排烟法、负压排烟法和混合排烟法等。

图1.1　集中式排烟

（2）分散式排烟法：在建筑内各部位设置排烟口，直接从着火处将烟气排至室外，即为分散式排烟法，如图1.2所示。常用的分散式排烟法有起火间排烟法和回廊（阳台）排烟法等。

图1.2　分散式排烟

从集中式排烟法和分散式排烟法的性能对比来看：集中式排烟法具有设计简单、运行安全可靠、维护费用低等优点，但其排烟风量要求较大，且对与中庭连接的周围楼层内火灾和小规模火灾排烟效果较差；分散式排烟法能迅速有效地排除中庭周围楼层着火后产生的烟气，且不需要很大的风量，但设计、控制复杂，造价和运行费用较高，维护管理较为困难，对中庭内的烟气不能有效排除，因此一般不单独使用。简单介绍上述几种排烟方法。

1.起火间排烟法

阻止烟气向疏散通道蔓延，通常采用的首选方法是把烟气控制在起火间内，防止烟气向其他区域蔓延。起火间排烟法可采用专用排烟系统或兼用通风、空调系统。如果该防火分区是向中庭敞开的，必须采用挡烟垂壁，以便在防火分区内形成蓄烟池，或者在边界顶部设置大功率排烟风机，如图1.3所示。

图1.3　起火间排烟法

房间内烟气层底部的高度不能低于通向中庭的开口高度，如图1.3（a）所示。如果没有采用挡烟垂壁，就应采用排烟风机，其提供的排烟量应符合烟气层厚度的需要，如图1.3（b）所示。

2.回廊（阳台）排烟法

发生火灾时，将火灾烟气控制在起火间这么小的范围内是很困难的，甚至是不现实的，火灾生成的热烟气会向四周扩散，包括中庭。为了便于控制烟气，可将烟气引入中庭四周的回廊（阳台），回廊与中庭间设有通过感烟探测器启动的活动挡烟垂壁或作为建筑内永久构件的固定式垂壁，于是回廊（阳台）以下的部分就变成了顶棚气库，利用回廊内的排烟系统可将烟气排出，如图1.4所示。中庭式建筑中常见的购物中心，沿中庭布置有许多单元商店，其面积较小，每个商店设置排烟系统非常困难且不经济，可采用此种排烟方法。

图1.4　回廊排烟法

3.区域分隔法(www.xing528.com)

防止火灾烟气由中庭向周围房间或由周围房间向中庭扩散的方法之一是采用区域分隔法，也称“无菌室”法，即将中庭用防火玻璃或其他类似材料完全密封起来。这样，发生火灾时，热烟气就不能由中庭进入周围房间或由周围房间进入中庭。其优点是防火设计简单，缺点是中庭不能作为功能空间使用。

4.直流（置换）排烟法

直流（置换）排烟法可简单理解为“排烟”。这种烟气控制方法主要在于上升烟柱在建筑内某一点形成烟气层，烟气层下方形成空气“净”层，进入“净”层的烟气的流量与排烟系统的排烟量相同，此即为直流（置换）排烟法，如图1.5所示。当排烟量小于火灾生成的烟气流量时，排烟的结果是延迟了烟气层的下降，使烟气在疏散阶段被稀释到可接受的程度，故直流（置换）排烟法也可称为置换稀释排烟法。

图1.5　直流（置换）排烟法

直流（置换）排烟法虽然对中庭的辅助要求较少，但其运用有一定的条件限制。有研究资料表明：当烟气质量流量达到150～200kg/s时，烟气控制系统将不再具有实用价值；当烟气卷吸冷空气使热损失较大，烟气层出现早期分层现象时，利用自然排烟与机械排烟都将是无效的。因此，运用直流（置换）排烟时，应规定烟气层最低温度与室内环境温度相适应，以及烟气质量流量小于临界值。这些限制条件对中庭式建筑的设计有很大的影响，因此，大型的、开放式的中庭式建筑一般不采用此方法。

5.空间填充法

空间填充法主要利用中庭对烟气的容纳能力，允许烟气充满中庭空间，以便人员在烟气填充的过程中疏散。此方法适用于中庭空间体积较大，中庭地面的燃烧荷载很小，以至于烟气的填充时间常数足够大，让人员有充分的时间逃生的情况。

6.负压排烟法

中庭烟气层始终存在着一个压力中性面。在压力中性面以下的开口处气流呈负压，气流从外面流入中庭；在压力中性面以上的开口处气流呈正压，气流从中庭流向外部。因此，中庭里的烟气将经中性面以上的任何缝隙扩散进入相邻楼层。但是，如果采取适当措施，将压力中性面提高到一个“安全”高度，使其高于那些敏感的、须小心对付的楼层，这样，来自于顶部正压造成的危险就会大大降低或几乎没有，这就是负压排烟法的基本原理，如图1.6所示。

7.混合排烟法

图1.6　负压排烟法的基本原理示意图

许多大型建筑结构复杂，用途广泛。对中庭的烟气控制往往可以结合建筑自身的特点及经济性与安全性相结合的要求，将上述两种或两种以上的方法进行组合应用，以达到对中庭烟气的最佳控制的目的。例如，中庭式建筑是部分开放式结构，下面几层的公共使用场所与中庭相通，上面几层与非公共使用场所的楼层隔开。对于这种结构，低层公共层可采用直流排烟法，其余与中庭封闭隔开的非公共层可采用负压排烟法，如图1.7所示。又如，建筑内的使用场所是向中庭完全敞开的，对下面一些楼层可采用直流排烟法，上部非公共楼层可采用置换稀释排烟法，如图1.8所示。

图1.7　直流与负压混合排烟法

1.8　直流与置换稀释混合排烟法