关于机械排烟设计方法与要求的探讨

文/刘伟（辽宁省鞍山市消防支队)

随着我国经济建设的不断发展和城市现代化的加快，高层建筑不断涌现，高层建筑由于层数多，人员物质相对集中，功能复杂，用电量大，稍有不慎，即可酿成大灾，造成重大的人员伤亡和财产损失，而高层火灾中的烟气是危害人员生命的重要因素，通过对建筑的统计分析表明，火灾中死亡人数有50%左右是被烟气毒死的，因此设置机械排烟系统非常重要，然而一些高层建筑排烟设计与安装的现状并不理想，存在很多问题，导致该系统不符合《高层民用建筑设计防火规范》规定，一旦发生火灾势必造成火势迅速蔓延，影响人员疏散和火灾扑救，造成人员重大伤亡。

研究表明，一个设计优良的机械排烟系统在火灾时能排出80%热量，使火灾温度大大降低，从而对人员的疏散和火灾的扑救起着及其重要的作用，为了确保机械排烟系统在发生火灾时能有效发挥作用，设计时应对机械排烟系统在火灾时能够有效发挥作用，设计时应对机械排烟部位的确定、防火分区的划分、排烟口的位置、风道的设计等进行认真的考虑与分析，同时严格按照《高规》的有关规定进行设计与施工，确保万无一失。下边结合工作实际，对高层民用建筑机械排烟系统常见的设计方法与要求进行简要论述。

1、排烟系统和通风系统分开设置

分开设置在技术上容易解决，按规范要求分别确定各自系统参数，按如下步骤设计就行了。

排烟系统设计：

确定排烟部位——划分防烟分区——计算排烟量——管路计算——确定排烟口位置及数量——选择排烟风机——设计完成。

火灾发生时，由火灾报警控制系统将通风系统关闭，排烟风机在排烟口开启后，启动排烟风机开始排烟。

2、排烟系统与送风系统合用

排烟系统与新风系统主要是合用风管部分，所以风管有效截面积应按排烟系统设计要求确定，排烟风机和新风机分别独立设置在风管的末端，采用电动防火阀切换，平时关闭排烟风机，开向排烟风机的防火阀关闭，开向送风机的防火阀开启，送风口新风机运行送风.火灾时关闭送风机排烟风机的防火阀开启，排烟口开启，排烟机运行进行排烟，控制由报警系统通过对送风、排风风机、防火阀、送风口、排烟口控制完成。

3、高层建筑地下室排风与排烟系统合用排烟口与排风口分开设置的机械排烟系统

该系统中排烟口均为带排烟防火阀的排烟口6，安装在各防烟分区的排烟支管顶面，平时排烟口关闭不参与排风。

在排烟支管还安装有专用的排风支管，各条排风支管上安装有防火阀7和上部排风口8，下部排风口9.通常上部排风口排出1/3风量，下部排风口排出2/3风量，防火阀7是保证系统正常排烟的阀门，它除具有70℃自阀功能处，还必须具有电信号关闭的重要功能，当系统接到联动控制信号打开排烟口6时，系统的排烟风机即由排风工况转变为排烟工况，同时必须联动关闭防火阀7.在设计上经常不赋予防火阀7电信号的关闭功能，误以为防火阀7自身具有70℃自闭功能已经足够，这种做法大大削弱了系统在火灾初期的排烟效率。因为火灾烟气在浮力下升腾，运动于顶板之下被排烟口排走；早期火灾烟气层薄，排风支管上的8号排风口不可能接触到烟气，所以，如不关闭7号防火阀，系统的所有排风口都在吸入空气，系统的排烟口的排烟效率极差。当防火阀7在环境温度70度时自动关闭，这时已经是烟气界面已下降时淹没防火阀8的火灾中期了。

图1 排风与排烟系统合用排烟口与排风口分开设置的机械排烟系统示意图

4、高层建筑地下室排烟与排风合用排烟口与排风口合并设置的排烟系统

由于该系统的排烟口平时是开启的，所以给火灾时的排烟在控制上增加了难度。这种系统的控制方式是，平时系统处于排风工况运行，各排烟口的控制阀均为排烟防火阀，并保持开启状态。当系统接到火警信号转变为排烟工况时，着火的防烟分区排烟支管上的排烟防火阀5仍保持开启，联动信号只将非着火防烟分区排烟支管上的排烟防火阀5全部关闭，实现只有着火区排烟的运行模式，当火势增大，温度达到280℃时，排烟口的排烟防火阀关闭，这种运行控制以控制排烟支管上的排烟防火阀较为方便。

图2 排烟与排风合用排烟口与排风口合并设置的排烟系统示意图

5.空气调节系统与机械排烟系统合用

机械排烟系统与通风空气调节系统一般应分开设置，当有条件利用通风调节系统进行排烟时，则也可以综合利用，但是必须采取相应的安全措施，如;没有火灾时能将通风空气调节系统自动切换为排烟系统。

图3 排烟系统空气调节系统与机械排烟系统合用示意图

阀门的正确设置是保证两种系统功能相互切换，成功的关键一环，排烟（风）管道则必须按排烟系统的要求来设置阀门，关键是在排烟支管上及各个防烟分区的连接处设置防火阀，并与火灾自动报警系统联动，火灾时,着火防烟分区内的阀门仍处在开启状态，其它防烟分区的阀门应全部关闭。

如何合理进行机械排烟设计是一个较复杂的技术问题，对建筑火灾控制至关重要，所以在设计审核中必须认真研究，慎重解决。