通风系统常常是指对空气不进行特殊处理,只对空气流动实施控制涉及的系统。它一般包括送风系统、排风系统、防排烟系统、除尘系统、地下人防通风系统、真空吸尘系统等几种类型。但是无论何种系统类型,通风机、软接头、风管(或建筑风道)、风口、支吊架都是构成系统的主要元素,并且它们的制作安装工艺均具有较高的相似性。因此,通过认识以上的某一种系统,就能了解通风系统的基本组成。本节主要介绍防排烟系统。
1)建筑防排烟系统及设置
建筑防排烟系统是建筑物内设置的用于防止火灾烟气蔓延扩大的防烟系统和排烟系统的总称。建筑防排烟系统分为防烟和排烟两个方面,防烟有自然通风和机械加压送风两种形式,排烟则有自然排烟和机械排烟两种形式。设置防烟或排烟的具体方式多种多样,应结合实际工程特点考虑。
根据《建筑设计防火规范》(GB 50016—2014,2018年版)的规定,需要设置防排烟系统的位置如表2.2.1所示。
表2.2.1 防排烟系统设置的位置
2)自然通风与自然排烟
(1)自然通风系统
自然通风系统是以热压和风压作用的,不消耗机械动力的、经济的通风方式,其架构关系如图2.2.1所示。
建筑高度小于50m 的公共建筑、工业建筑和建筑高度小于100m 的住宅建筑,其防烟楼梯间、独立前室、合用前室、共用前室及消防电梯前室应采用自然通风系统。
图2.2.1 自然通风的原理
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,其防烟楼梯间、独立前室、合用前室、共用前室及消防电梯前室应采用自然通风系统;当不能设置自然通风系统时,应采用机械加压送风系统。防烟系统的选择,尚应符合下列要求:
①当独立前室或合用前室满足下列条件之一时,楼梯间可不设置防烟系统:
a.采用敞开的阳台或凹廊;
b.设有两个及以上不同朝向的可开启外窗,且独立前室两个外窗面积分别不小于2.0m2,合用前室两个外窗面积分别不小于3.0m2。
②当独立前室、合用前室及共用前室仅有一道门连通走道时,且其机械加压送风口设置在前室的顶部或正对前室入口的墙面时,楼梯间可采用自然通风系统;当机械加压送风口未设置在前室的顶部或正对前室入口的墙面时,楼梯间应采用机械加压送风系统。
③当防烟楼梯间在裙房高度以上部分采用自然通风时,不具备自然通风条件的裙房的独立前室、合用前室及共用前室应采用机械加压送风系统,且独立前室、合用前室及共用前室送风口的设置方式应符合防排烟系统技术规范的要求。
(2)自然排烟系统
自然排烟系统是利用热烟气产生的浮力、热压或其他自然作用力使烟气排出室外,主要利用外窗、阳台、凹廊或专用排烟口、竖井等将烟气排走或稀释烟气的浓度。其架构关系如图2.2.2所示。
3)机械防烟与机械排烟
(1)机械加压送风防烟系统
机械加压送风防烟系统是利用机械加压送风的措施,当火灾发生时采用机械加压送风,产生正压,使烟不能进入被保护的范围。
①机械加压送风的适用场所包括电梯前室、疏散楼梯间和封闭的避难层等处。
②机械加压防烟系统由加压送风机、加压送风管道、加压送风口等组成,其架构关系如图2.2.3所示。
为保证疏散通道不受烟气侵害,使人员安全疏散,发生火灾时,从安全角度出发,高层建筑内可分为以下4类安全区:
a.第一类安全区为防烟楼梯间、避难层;
b.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;(www.xing528.com)
c.第三类安全区为走道;
图2.2.2 自然排烟的原理
图2.2.3 机械加压防烟系统组成
d.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,同时还要保证楼梯间与非加压区的压差不要过大,以免造成开门困难影响疏散。我国现行规范规定,防烟楼梯间与非加压区的设计压差为40~50 Pa,防烟楼梯间前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层(间)的设计压差为25~30 Pa。一般来说,机械加压送风防烟是向防烟楼梯间及其前室加压送风,造成与走道之间一定的压力差,防止烟气入侵。
(2)机械排烟系统
机械排烟系统是利用排烟机把着火房间中产生的烟气和热量通过排烟口排至室外,同时在着火区形成负压,防止烟气向其他区域蔓延。
①机械排烟系统的基本类型。
a.局部排烟方式: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。
b.集中排烟方式:将建筑物划分为若干个区,在每个区内设置排烟风机,通过排烟风机排烟。
②机械排烟的场所根据《建筑设计防火规范》(GB 50016—2014,2018年版)的规定,一类高层建筑和建筑高度超过32m 的二类高层建筑的下列部位应设机械排烟设施:
a.无直接自然通风、长度超过20m 的内走道或虽有直接自然通风,但长度超过60m 的内走道;
b.面积超过100m2,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;
c.不具备自然排烟条件或净高超过12m 的中庭;
d.除利用窗井等开窗进行自然排烟的房间外,各房间总面积超过200m2 或一个房间面积超过50m2,且经常有人停留或可燃物较多的地下室;
e.带裙房的高层建筑防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室,当裙房以上部分利用可开启外窗进行自然排烟,而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正压送风系统,应保证正压值为25~30 Pa;
f.对于商场、餐厅、公共娱乐场所等人员集中,且可燃物较多的活动场所,也应设置机械排烟系统。汽车库也应设置机械排烟系统。
③机械排烟系统由挡烟壁(活动式或固定式挡烟垂壁,或挡烟隔墙、挡烟梁)、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。其架构关系如图2.2.4所示。
图2.2.4 机械排烟系统的组成
④补风系统:补风系统是和机械排烟系统配套设置的,用于避免排烟区域的空气负压太大,以便使火灾时的烟气能够顺利排出的系统。补风系统可采用疏散外门、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。风机应设置在专用机房内。
按照《建筑防烟排烟系统技术标准》(GB 51251—2017)第4.5.1 条的规定,除地上建筑的走道或建筑面积小于500m2 的房间外,其他场所设置排烟系统的均应设置补风系统。
(3)机械防排烟系统的工作原理
机械防排烟系统的工作原理:当建筑物内发生火灾时,由火场人员手动控制或由火灾探测器将火灾信号传给防排烟控制器,开启活动挡烟垂壁,打开风阀、风机,排除烟气,送进新风,停止空调风机。机械防排烟系统的架构关系如图2.2.5所示。
图2.2.5 机械防排烟系统的组成
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