[科普中国]-加压送风防烟

简介

建筑烟气是指发生火灾时物质在燃烧和热分解作用下生成的产物与剩余空气的混合物。建筑火灾烟气是造成人员伤亡的主要原因，因为烟气的有害成分或缺氧使人直接中毒或窒息死亡；烟气的遮光作用又使人逃生困难而被困于火灾区；烟气的高温危害会导致金属材料强度降低，进而导致结构倒塌，人员伤亡。烟气不仅造成人员伤亡，也给消防队员扑救带来困难。因此，火灾发生时应当及时对烟气进行控制，并在建筑物内创造无烟（或烟气含量极低）的水平和垂直的疏散通道或安全区，以保证建筑物内人员安全疏散或临时避难和消防人员及时到达火灾区扑救。在高层建筑中，疏散通道的距离长，人员逃生更困难，对人生命威胁更大，因此在这类建筑物中烟气的控制尤为重要。加压防烟是控制火灾烟气的一种重要方法。1

应用范围根据规定，以下情况应采用机械加压送风防烟2：

（1）建筑高度超过50m的一类公共建筑和超过100m的居住建筑的防烟楼梯间、消防电梯前室或合用前室（前室或合用前室利用敞开的阳台、凹廊或有不同朝向的可开启外窗自然排烟情况除外）；

（2）不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯前室或合用前室；

（3）防烟楼梯间采用自然排烟设施，但其前室不具备自然排烟条件时，前室应采用机械加压送风排烟；

（4）前室或合用前室采用自然排烟，但楼梯间不具备自然排烟条件时，楼梯间应采用机械加压送风排烟；

（5）高层建筑的封闭避难层。

加压送风量的确定加压防烟的两条原则：门开启时，门洞有一定的向外风速；门关闭时，室内有一定正压值。加压防烟风量的基本公式就基于这两条原则。

（1）压差法

式中 —按压差法计算的加压风量，m3/s；

—门缝、窗缝等的缝隙面积，m2；

—加压区与非加压区的压差，Pa；

—流量系数，0.6~0.7；

—空气密度，kg/m3；

n—指数，0.5~1.0，一般取0.5。

应取多大为好呢？Δp大，防烟性能好，但太大会引起开门困难。因此最大正压差应有限制。国外研究表明，老弱妇幼开门力为133N，门为0.8m*2.0m，且有45Nm的弹簧力矩，则允许最大压差为96Pa。我国有人研究认为最大压差可以为80~135Pa。最小压差应能防止烟气通过门缝渗入，我国《高规》规定：防烟楼梯间Δp=50Pa；前室、合同前室、封闭避难层（间）Δp=25Pa。1

（2） 门洞风速法

式中 —按门洞风速法计算的加压风量，m3/s；

v—门洞平均风速，m/s；

—所有门洞的面积，m2。

门洞风速的大小与着火地点的火灾强度、烟气在走道内的流速等因素有关。如果室内无任何消防措施，火灾时，窗户未爆裂前烟气在走廊内的流速可达每秒几米。但是在现代得高层建筑中，防火规范要求设有自动喷水灭火系统；走道内有自然排烟或机械排烟系统，因此烟气侵入前室或楼梯间门洞的风速不会太大。我国《高规》推荐0.7~1.2m/s，考虑到风管漏风及不可预见的因素，系统的总风量还宜在按式（2）计算所得的风量上加10%的余量。1

加压送风系统设计要点（1） 加压送风机的全压，除计算系统风道压力损失外，尚有下列余压值：

防烟楼梯间为50Pa；前室或合用前室为25Pa；封闭式避难层为25Pa。

（2） 防烟楼梯间的加压送风口宜每隔2~3层设一个风口，风口应采用自垂式百叶风口或常开百叶式风口；当采用常开百叶式风口时，应在加压风机的压出管上设置止回阀。

（3） 前室的送风口应每层设置，每个风口的有效面积按1/3系统总风量确定。当设计为常闭型时，发生火灾只开启着火层的风口。风口应设手动和自动开启装置，并应与加压送风机的启动装置联锁，手动开启装置宜设在距地面0.8~1.5m处；如每层风口设计为常开百叶式风口时，应在加压风机的压出管上设置止回阀。

（4） 加压空气的排出，可通过走廊或房间的外窗、竖井自然排出，也可利用走廊的机械排烟装置排出。2