机械排烟系统的主要设计参数
（一）最小清晰高度的计算
走道的最小清晰高度不应小于其净高的1/2，其他区域最小清晰高度应按以下公式计算：
Hq=1.6+0.1H （3-10-9）
式中 Hq——最小清晰高度（m）；
H——排烟空间的建筑净高度（m）。
火灾时的最小清晰高度是为了保证室内人员安全疏散和方便消防人员的扑救而提出的最低要求，也是排烟系统设计时必须达到的最低要求。对于单个楼层空间的清晰高度，可以参照图3-10-11a所示，式（3-10-9）也是针对这种情况提出的。对于多个楼层组成的高大空间，最小清晰高度同样也是针对某一个单层空间提出的，往往也是连通空间中同一防烟分区中最上层计算得到的最小清晰高度，如图3-10-11b所示。然而，在这种情况下的燃料面到烟层底部的高度Z是从着火的那一层起算，如图3-10-11b所示。
图3-10-11 最小清晰高度示意图
空间净空高度按如下方法确定：
1）对于平顶和锯齿形的顶棚，空间净空高度为从顶棚下沿到地面的距离。
2）对于斜坡式的顶棚，空间净空高度为从排烟开口中心到地面的距离。
3）对于有吊顶的场所，其净空高度应从吊顶处算起；设置格栅吊顶的场所，其净空高度应从上层楼板下边缘算起。
（二）排烟量的计算
1）火灾热释放量应按以下公式计算或查表3-10-6选取。
Q=αt2 （3-10-10）
式中 Q——火灾热释放量（kW）；
t——自动灭火系统启动时间（s）；
α——火灾增长系数（kW/s2），按表3-10-7取值。
排烟系统的设计取决于火灾中的热释放量，因此首先应明确设计的火灾规模。火灾规模取决于燃烧材料性质、时间等因素和自动灭火设置情况，为确保安全，一般按可能达到的最大火势确定火灾热释放量。各类场所的火灾热释放量可按式（3-10-10）的规定计算或按表3-10-6设定的值确定。设置自动喷水灭火系统（简称喷淋）的场所，其室内净高大于12m时，应按无喷淋场所对待。
表3-10-6 热释放量
（续）
表3-10-7 火灾增长系数
2）烟羽流的质量流量。
轴对称型烟羽流、阳台溢出型烟羽流、窗口型烟羽流为火灾情况下涉及的三种烟羽流形式，计算公式选自NFPA92B。
①轴对称型烟羽流如图3-10-12所示，计算公式如下：
式中 Qc——热释放量的对流部分，一般取值为Qc=0.7Q（kW）；
Z——燃料面到烟层底部的高度（m）（取值应大于等于最小清晰高度）；
Z1——火焰极限高度（m）；
Mρ——烟羽流质量流量（kg/s）。
轴对称型烟羽流的火源不受附近墙壁的限制。
图3-10-12 轴对称型烟羽流
②阳台溢出型烟羽流如图3-10-13所示，计算公式如下：
式中 H1——燃料至阳台的高度（m）；
Zb——从阳台下缘至烟层底部的高度（m）；
W——烟羽流扩散宽度（m）；
w——火源区域的开口宽度（m）；
b——从开口至阳台边沿的距离（m），b≠0。
当Zb≥13W时，阳台型烟羽流的质量流量可使用式（3-10-11）计算。
③窗口型烟羽流如图3-10-14所示，计算公式如下：
图3-10-13 阳台溢出型烟羽流
式中 Aw——窗口开口的面积（m2）；
Hw——窗口开口的高度（m）；
Zw——开口的顶部到烟层底部的高度（m）；
αw——窗口型烟羽流的修正系数（m）。
图3-10-14 窗口型烟羽流
式（3-10-16）适用于通风控制型火灾（热释放量由流进室内的空气量控制的火灾规模）和可燃物产生的火焰在窗口外燃烧的场景，并且仅适用于只有一个窗口的空间。本公式不适用于有喷淋控制的火灾场景。
3）烟气平均温度与环境温度的差应按以下公式计算或查表3-10-8。
ΔT=KQc/（Mρcp） （3-10-18）
式中 ΔT——烟层温度与环境温度的差（K）；
cp——空气的比定压热容，一般取cp=1.01kJ/（kg·K）；
K——烟气中的对流放热量因子。当采用机械排烟时，取K=1.0；当采用自然排烟时，取K=0.5。
4）排烟风机的风量选型除根据设计计算确定外，还应考虑系统的泄漏量。排烟量应按以下公式计算或查表3-10-8选取。
V=MρT/（ρ0T0） （3-10-19）
T=T0+ΔT （3-10-20）
式中 V——排烟量（m3/s）；
ρ0——环境温度下的气体密度（kg/m3），通常t0=20℃，ρ0=1.2kg/m3；
T0——环境的绝对温度（K）；
T——烟层的平均绝对温度（K）。
表3-10-8 火灾烟气表
（续）
5）机械排烟系统中，排烟口的最大允许排烟量Vcrit应按以下公式计算，且db/D（D为排烟口当量直径，单位为m，当排烟口为矩形时，D=2a1b1/（a1+b1））不宜小于2.0。
式中 Vcrit——最大允许排烟量（m3/s）；
β——无因次系数，当排烟口设于吊顶并且其最近的边离墙小于0.50m或排烟口设于侧墙并且其最近的边离吊顶小于0.50m时，取β=2.0，当排烟口设于吊顶并且其最近的边离墙大于0.50m时，取β=2.8；
db——排烟窗（口）下烟气的厚度（m）；
a1、b1——排烟口的长和宽（m）。
如果从一个排烟口排出太多的烟气，则会在烟层底部撕开一个“洞”，使新鲜的冷空气卷吸进去，随烟气被排出，从而降低了实际排烟量，如图3-10-15所示，因此，这里规定了每个排烟口的最高临界排烟量，公式选自NFPA92B。根据工程经验，排烟口设置位置参考图如图3-10-16所示。
图3-10-15 排烟口的最高临界排烟量示意图
（三）排烟量的选取
1）当排烟风机担负多个防烟分区时，其风量应按最大一个防烟分区的排烟量、风管（风道）的漏风量及其他未开启排烟阀（口）的漏风量之和计算。
2）一个防烟分区的排烟量应根据场所内的热释放量以及按本节相关规定的计算确定，但下列场所可按以下规定确定：
①建筑面积小于等于500m2的房间，其排烟量应不小于60m3/（h·m2），或设置不小于室内面积2%的排烟窗。
②当建筑面积大于500m2小于等于2000m2时的办公室，其排烟量可按8次/h换气计算且不应小于30000m3/h，或设置不小于室内面积2%的排烟窗。
③当建筑面积大于500m2小于等于1000m2时的商场和其他公共建筑，排烟量应按12次/h换气计算且不应小于30000m3/h，或设置不小于室内面积2%的排烟窗；当建筑面积大于1000m2，不应小于表3-10-9中的数值。
图3-10-16 排烟口设置位置参考图
a），c）侧排烟 b），d）顶排烟 c）侧排烟 d）顶排烟
表3-10-9 商场和其他公共场所的排烟量
注：采用自然排烟方式的，可开启外窗的窗口排烟风速按2.00m/s计。
④当公共建筑仅需在走道或回廊设置排烟时，机械排烟量不应小于13000m3/h，或在走道两端（侧）均设置面积不小于2m2的排烟窗，且两侧排烟窗的距离不应小于走道长度的2/3。
⑤当公共建筑室内与走道或回廊均需设置排烟时，其走道或回廊的机械排烟量可按60m3/（h·m2）计算，或设置不小于走道、回廊面积2%的排烟窗。
⑥汽车库的排烟量不应小于30000m3/h且不应小于表3-10-10中的数值，或设置不小于室内面积2%的排烟窗。
⑦对于人防工程，担负一个或两个防烟分区排烟时，应按该部分总面积每平方米不小于60m3/h计算，但排烟风机的最小排烟风量不应小于7200m3/h；担负三个或三个以上防烟分区排烟时，应按其中最大防烟分区面积每平方米不小于120m3/h计算。
3）当公共建筑中庭周围场所设有机械排烟时，中庭的排烟量可按周围场所中最大排烟量的2倍数值计算，且不应小于107000m3/h（或25m2的有效开窗面积）；当公共建筑中庭周围仅需在回廊设置排烟或周围场所均设置自然排烟时，中庭的排烟量应对应表3-10-6中的热释放量按本节相关规定的计算确定。
表3-10-10 汽车库的排烟量
4）除第2）条、第3）条规定的场所外，其他场所的排烟量或排烟窗面积应按照烟羽流类型，根据火灾功率、清晰高度、烟羽流质量流量及温度等参数计算确定。
5）当烟羽流的质量流量大于150kg/s，或储烟仓的烟层温度与周围空气温差小于15℃时，应重新调整排烟措施。
（四）排烟风速
当采用金属风道时，管道风速不应大于20m/s；当采用非金属材料风道时，不应大于15m/s；当采用土建风道时，不应大于10m/s。排烟口的风速不宜大于10m/s。