第19章 防排烟设计.ppt

烟气控制需着重强调的两个基本原则： （1）利用流速足够大的空气流可有效地阻止建筑火灾中的烟气蔓延； （2）在挡烟物两边形成一定的压差，可起到控制烟气蔓延的作用。 在挡烟物两边形成一定的压差称之为加压。加压的结果是使空气在门缝和建筑结构缝隙中正向流动，从而阻止烟气在这些缝隙中逆向蔓延。因此，严格来说，上面第2个原则是第1个原则的特例。但是单独考虑是有利的，如较大开口时确定空气流速较合适，而对很小缝隙的挡烟物，则使用压差合适，因为空气流速确定十分困难。综上，要在不同情况下单独考虑上述两个原则。 烟气控制优点（相对烟气管理）： （1）烟气控制对挡烟物密闭性的依赖性较小，设计中允许在挡烟物上存在一些合理的开口和缝隙； （2）与被动的烟气管理相比，烟气控制由于烟囱效应、浮力作用和外部风作用而失效的可能性更小； （3）通过空气流的有效运用，烟气控制能够阻止烟气经过敞开的挡烟门。 烟气控制系统设计应考虑的问题： （1）留有烟气向外界排放的通道（在烟气受热膨胀时进行泄压）； （2）明确在火区稀释烟气并不意味着达到了烟气控制的目的。 因为，简单地向火区大量充气和从火区大量排气的做法尽管有时可以净化烟气，但是由于火灾产生大量的高温烟气，这种净化难以确保火区的气体适宜人体吸入。 同时，由于不能提供挡烟门敞开时所必需的气流和压差，也就不能有效控制烟气蔓延。 而在与火区隔离的区域内，这种充气和排气的做法的确能够很大程度上限制空气当中的烟气含量。 下图为临界速度方程的图解。如走廊宽1.22m，烟气能量进入速率为150kW，临界速度约为1.45m/s；若宽度不变，烟气进入速率增至1MW，则临界速度约为3.5m/s。 一般，气流速度↗，烟气控制系统设计难度↗，造价↗。如果流经门的气流速度1.5m/s，则造价难以承受，故应合理设计流速。 运用空气气流能够控制烟气蔓延，但其不是“最基本”的方法。 “最基本的方法”是通过在门、隔墙以及其他建筑构件两边产生压差来控制烟气蔓延。 2、加压 通过建筑结构缝隙、门缝以及其他流动路径的空气体积流率∝路径两端压差的n次方。 对于几何形状固定的流动路径，理论上n=0.5~1.0; 对于除极窄的狭缝以外的所有流动路径，均可n=0.5。 空气体积流率： 式中：A——流动面积，通常等同于流动路径的截面积；?P——路径两端压差；ρ——流动空气密度；C——流动系数，取决于流动路径的几何形状及流动的湍流度，通常=0.6~0.7，可取0.65。 取ρ=1.2kg/m3，则空气体积流率可简化为： 从克服压差波动（一般隔墙或关闭门两边压差波动5Pa）、烟囱效应、烟气浮力以及外部风影响角度看，烟气控制系统所提供的压差应该足够大，然而当门敞开时，这是难以做到的。 二、烟气控制系统设计计算中的几个问题 1、开门所需要的力 ==克服门两边压差所需的力+克服门自锁力，即 其中：F——开门所需力；Fdc、Fp——克服自锁力和克服压差所需力；w、A——门宽和面积；?P——压差；d——门把手到靠近把手一侧门边缘的距离；Kd——系数=1.00。 公式基于开门力量仅作用于门把手上的假定。 2、气体流动面积 大开口的流动面积容易计算，裂缝的流动面积计算就困难得多。裂缝流动面积的大小主要取决于施工水平，如门的装配质量、有无防风雨条等。 （通向外界的）通风管道内往往存在某些阻挡物，例如，有的开口外常常罩着百页窗或滤网，因此实际流动面积要小于路径面积。又因为百页窗中的板条通常是斜置着，使得流动面积的计算更加复杂。 3、等效流动面积 烟气控制系统中烟气蔓延的流动路径包括：并联、串联、串并联结合。 等效流动面积定义：在同样的压差情况下造成同样流动的单一开口的面积。与电路理论中的等效电阻类似。 计算方法以后讲。 19．1概述 一、设置防烟、排烟设施的必要性 高层民用建筑和地下建筑:，可燃装修，家具，燃烧过程中→大量有毒烟气和热。 日本、英国火灾伤亡原因统计表明：CO中毒窒息死亡或被其他有毒烟气熏死者占火灾总死亡人数40％一50％，最高达65％以上; 火烧死人，多数是先中毒窒息晕倒后被烧死的。如日本千日百货大楼火灾，死亡的118人中93人被烟熏死；美国“米高梅”饭店于1980年11月21日发生火灾，死亡84人中67人是被烟熏死的。 据测定分析，烟气中含有一氧化碳、二氧化碳、氟化氢、氯化氢等多种有毒成分，高温缺氧对人体造成危害。同时，烟气有遮光作用，使能见度下降，不利疏散和救援。 二、防烟、排烟设施设置的范围 《高层民用建筑设计防火规范》规定，凡建筑高度超过24m的新建、扩建和改建的高层民用建筑(不包括单层主体建筑高度超过24m的体育馆、会堂、剧院等公共建筑以及高层民用建筑中的人民防空地下室)及其相连的且高度不超过24m的裙房设有防烟楼梯及消防电梯均应进行防烟、排烟