自然通风与自然排烟的重要性

自然通风与自然排烟是建筑火灾烟气控制中防烟排烟的方式,是经济适用的防烟排烟方式。设计系统时,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。

1)自然通风方式

(1)自然通风的原理

自然通风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。如果室内外空气存在温度差或者窗户开口之间存在高度差,则在热压作用下会产生自然通风。当室外气流遇到建筑物时,会产生绕流流动,在气流的冲击下,正压区将在建筑迎风面形成,负压区在建筑屋顶上部和建筑背风面形成,这种建筑物表面所形成的空气静压变化即为风压。当建筑物受到热压、风压同时作用时,外围护结构上的各窗孔就会产生内外压差引起的自然通风。由于室外风的风向和风速经常变化,因此,风压是一个不稳定因素。

(2)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、合用前室是消防救援队员扑救火灾的起始场所,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性,防烟就是控制烟气不进入上述安全区域。

建筑高度小于或等于50 m 的公共建筑、工业建筑和建筑高度小于或等于100 m 的住宅建筑,由于建筑受外界风压作用的影响较小,利用建筑本身的采光通风设施也可基本起到防止烟进入安全区域的作用,因此,其防烟楼梯的楼梯间、独立前室、合用前室及消防电梯前室宜采用自然通风方式的防烟系统。当采用全敞开的凹廊、阳台作为防烟楼梯间前室、合用前室及消防电梯前室或者防烟楼梯间前室、合用前室及消防电梯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时,可以认为前室或合用前室自然通风,能及时排出从建筑内漏入前室或合用前室的烟气,并可防止烟气进入防烟楼梯间。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时,楼梯间可采用自然通风系统。

(3)自然通风设施设置

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 m2 的可开启外窗或开口;当建筑高度大于10 m 时,应在楼梯间的外墙上每5 层内设置总面积不小于2 m2的可开启外窗或开口,且宜每隔2 ~3 层布置一次。

②防烟楼梯间前室、消防电梯前室可开启外窗或开口的有效面积不应小于2 m2,合用前室不应小于3 m2。(www.xing528.com)

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2%,且每个朝向的有效面积不应小于2 m2。

④可开启外窗应方便开启,设置在高处不便于直接开启的开启外窗应在距地高度为1.3 ~1.5 m 的位置设置手动开启装置。

⑤可开启外窗或开口的有效面积应按规范规定公式计算。

2)自然排烟方式

(1)自然排烟的原理

自然排烟是充分利用建筑物的构造,在自然力的作用下,即利用火灾产生的烟气流的浮力和外部风力作用,通过建筑物房间或走廊的开口把烟气排至室外的地场方式。这种排烟方式的实质是通过室内外空气对流排烟。在自然排烟中,必须有冷空气的进口和热烟气的排出口。一般采用可开启外窗以及专门设置的排烟口法自然排烟,这种排烟方式经济、简单、易操作,并具有不须使用动力及专用设备等优点。自然排烟是简单、不消耗动力的排烟方式,系统无复杂的控制方法及控器过程,因此,对于满足自然排烟条件的建筑,首先应考虑采取自然排烟方式。

(2)自然排烟方式的选择

高层建筑主要受自然条件(如室外风速、风压、风向等)影响较大,许多场所无法满足自然排烟条件,故一般多采用机械排烟方式。多层建筑受外部条件影响较小,一般多采用自然排烟方式。工业建筑中,因生产工艺需要,许多无窗或设置固定窗的厂房和仓库出现,丙类及以上的厂房和仓库内可燃物荷载大,一旦发生火灾,烟气很难排放。设置排烟系统既可为人员疏散提供安全环境,又可在排烟过程中导出热量,防止建筑或部分构件在高温下倒塌等,为消防救援队员灭火救援提供较好条件。考虑到厂房、库房建筑的外观要求没有民用建筑的要求高,因此可采用可熔材料制作的采光带和采光窗排烟。为保证可熔材料在平时环境中不熔化和熔化后不产生流淌火引燃下部可燃物,制作采光带和采光窗的可熔材料必须是只在高温条件下(一般大于最高环境温度50 ℃)自行熔化且不产生熔滴的可燃材料,其熔化温度应为120 ~150 ℃。设有中庭的建筑,中庭应设置自然排烟系统且应符合要求。四类隧道和行人或非机动车辆的三类隧道,因长度较短,发生火灾的概率较低或火灾危险性较小,可不设置排烟设施。当隧道较短或隧道沿途顶部可开设通风口时可采用自然排烟方式。根据《人民防空地下室设计规范》(GB 50038—2005)的规定,当自然排烟口的总面积大于本防烟分区面积的2%时,宜采用自然排烟方式。《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB 50067—2014)对危险性较大的汽车库和修车库作出了统一的排烟要求。在敞开式汽车库以及建筑面积小于1 000 m2的地下一层汽车库和修车库内,如果汽车进出口可直接排烟且不大于一个防烟分区,则可不设排烟系统,但汽车库和修车库内最不利点至汽车坡道口距离不应大于30 m。