建筑的机械排烟
采用排风机进行强制排烟称机械排烟。它由挡烟壁、排烟口、防火排烟阀门、排烟道、排烟风机和排烟出口组成。
据有关资料介绍，一个设计优良的机械排烟系统在火灾时能排出80%的热量，使火灾温度和有害烟气大大降低、并提高了火场的能见距离，从而对人员安全疏散和扑救起着重要的作用。为了确保机械排烟系统在火灾时能有效地发挥作用，应对机械排烟部位的确定、防烟分区的划分、排烟口的位置、风道等的设计，进行认真的考虑与分析。
6.1 机械排烟设置部位的确定
6.1.1 《高层民用建筑设计防火规范》的规定
根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定，对一类建筑和高层超过32 m的二类建筑的下列走道和房间设置机械排烟设施。
①无直接自然通风，且长度超过20 m的内走道。
②虽有直接采光和自然通风，但长度超过60 m的内走道。
③面积超过100 m2，且经常有人停留或可燃物较多的地上无窗房间、可开启外窗面积不足该房间面积的2%或设固定窗的房间。
④可开启天窗、侧窗面积小于地面面积5%或净空高度超过12 m的中庭。
⑤除利用窗井等采用可开窗自然排烟措施的房间除外，房间总面积超过200 m2或一个房间面积超过50 m2，且经常有人停留或可燃物较多的地下室。
6.1.2 《建筑设计防火规范》的规定要求
根据《建筑设计防火规范》的规定，应在下列位置设置机械排烟。
①对于丙类厂房中建筑面积大于300 m2的地上房间；人员、可燃物较多的丙类厂房或高度大于32.0 m的高层厂房中长度大于20.0 m的内走道；总建筑面积大于5 000 m2、室内净高度大于12.0 m的丁类厂房；占地面积大于1 000 m2的丙类仓库；公共建筑中经常有人停留或可燃物较多，且建筑面积大于300 m2的地上房间；长度大于20.0 m的内走道；设置在一、二、三层且房间建筑面积大于200 m2或设置在四层及四层以上或地下、半地下的歌舞娱乐放映游艺场所；总建筑面积大于200 m2或一个房间建筑面积大雨50 m2且经常有人停留或可燃物较多的地下、半地下建筑（室）；其他建筑中长度大于40.0 m的疏散走道等，可开启外窗的自然排烟口净面积小于该场所建筑面积的2%时。
②中庭、剧院舞台，不应小于该中庭、剧院舞台楼地面面积的5%。
③商店的营业厅、展览建筑的展览厅不满足可开启外窗的自然排烟口净面积小于该场所建筑面积的2%～5%时。
④建筑高度超过50 m的厂房、仓库。
6.1.3 面积超过2 000 m2的地下汽车库
6.1.4 人防工程需要设置防排烟的部位
①面积超过50 m2，且经常有人停留或可燃物较多的地下房间、大厅及丙、丁类生产车间。
②总长度大于20 m的疏散走道。
③电影放映间、舞台等。
6.2 机械排烟方式
机械排烟可分为局部排烟和集中排烟两种方式。局部排烟方式，是在每个需要排烟的部位，设置独立的排烟风机，直接进行排烟；集中排烟方式，是将建筑物划分为若干个区，在每个区内设置排烟风机，通过排烟风道排烟。
局部排烟方式投资大，而且排烟风机分散，维修管理麻烦，所以很少采用。采用时，一般与通风换气要求相结合，即平时可兼作通风排气使用。
6.3 机械排烟系统排烟量计算
6.3.1 民用建筑排烟量计算
①当排烟风机担负一个防烟分区时或净空高度大于6.0 m的不划防烟分区的房间，应按该防烟分区面积不小于60 m3/（h·m2）计算。单台风机最小排烟量不应小于7 200 m3/h；当担负两个或两个以上防烟分区时，应按最大防烟分区面积不小于120 m3/（h·m2）计算。
②中庭的排烟量以其体积大小，按4～6次/h换气计算。当室内中庭体积小于或等于17 000 m3时，其排烟量按其体积的6次/h换气计算；中庭体积大于17 000 m3时，其排烟量按其体积的4次/h换气计算，但最小排烟量不应小于102 000 m3/h。
③选择排烟风机，应附加漏风系数，一般采用10%～30%。排烟风机的全压按排烟系统最不利管道进行计算。
6.3.2 汽车库排烟风机的排烟量应按换气次数不小于6次/h计算确定
6.3.3 人防地下室的排烟风机和风管的风量计算
①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60 m3/h计算，但排烟风机的最小排烟量不应小于7 200 m3/h。
②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120 m3/h计算。
6.3.4 机械排烟的补风及补风量的计算
①《高层民用建筑设计防火规范》中规定：设置机械排烟的地下室应同时设置送风系统，且送风量不宜小于排烟量的50%。
②《建筑设计防火规范》中规定：在地下建筑和地上密闭场所中设置机械排烟系统时，应同时设置补风系统。当设置机械补风系统时，其补风量不宜小于排烟量的50%。
③《人民防空工程设计防火规范》中规定。
a.当补风通路的空气阻力不大于50 Pa时，可自然补风。
b.当补风通路的空气阻力大于50 Pa时，应设置火灾时可转换成补风的机械送风系统或单独的机械补风系统，补风量不应小于排风量的50%。
④《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》中规定：汽车库内无直接通向室外的汽车疏散出口的防火分区，当设置机械排烟系统时，应同时设置进风系统，且送风量不宜小于排烟量的50%。
6.4 排烟系统的基本要求
6.4.1 排烟系统的布置
①机械排烟系统的设置原则。
a.横向宜按防火分区设置。
b.竖向穿越防火分区时，垂直排烟管道宜设置在管井内。
c.穿越防火分区的排烟管道应在穿越处设置排烟防火阀。排烟防火阀应符合现行国家标准《排烟防火阀的试验方法》（GB 15931）的规定。
②走道与房间的排烟系统宜分开设置，走道的排烟系统宜竖向布置，房间的排烟系统宜按防烟分区布置。
③排烟气流、排烟所需的补风气流及机械加压送风的气流应合理组织，应尽量考虑火灾时的烟气流动方向与疏散人流方向相反。
④机械排烟系统与通风、空气调节系统宜分开独立设置。若合用时，必须采取可靠的防火安全措施，并应符合排烟系统要求。如设有在火灾时能将通风和空气调节系统自动切换为排烟系统的装置。
⑤为防止风机超负荷运转，排烟系统竖直方向可分成多个系统，但是不能采用将上层烟气引向下层风道的布置方式。
⑥每个排烟系统设有排烟口的数量不宜超过30个。
⑦排烟风机和用于排烟补风的送风风机，宜设置在通风机房内。为确保防排烟系统在火灾时的安全运行，本防烟分区内的排烟系统和用于排烟的补风系统不宜设置在该防烟分区内。如设置在本防烟分区内应将冷却风管接到室外。
⑧机械加压送风防烟系统和排烟补风系统的室外进风口宜布置在室外排烟口的下方，且高差不宜小于3.0 m；当水平布置时，水平距离不宜小于10.0 m。
6.4.2 排烟口
①排烟口或排烟阀应按防烟分区设置。
②排烟口应尽量设在防烟分区的中心部位，排烟口至该防烟分区最远点的水平距离不应超过30 m，如图16.10所示。
图16.10 排烟口距最远点的水平距离
③在排烟支管上应设有当烟气超过280 ℃时能自行关闭的排烟防火阀。
④排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上，且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小水平距离不应小于1.50 m；设在顶棚上的排烟口，距可燃构件或可燃物的距离不应小于1.00 m。
⑤为防止顶部排烟口处的烟气外溢，可在靠近排烟口的来烟气流的另一侧装设防烟幕墙，起到排烟口蓄烟和防止向别处扩散的作用，如图16.11所示。
图16.11 防烟幕墙与排烟口位置
⑥排烟口的风速不宜大于10.0 m。
⑦排烟口或排烟阀应与排烟风机连锁，当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能自行启动。
⑧排烟口的尺寸，可根据烟气通过排烟口有效断面时的速度不宜大于10 m/s进行计算确定。
⑨同一防烟分区内设置数个排烟口时，要求做到所有排烟口能同时开启，排烟量应等于各排烟口排烟量的总和。
⑩排烟口平时关闭时，应设置有手动和自动开启的装置。
6.4.3 排烟风道
①排烟风道不应穿越防火分区。竖直穿越各层的竖风道应用耐火材料制成，并宜设在管道井内或采用混凝土风道。
②排烟风道因火灾时排出烟气温度较高，除应采用金属板、混凝土等非金属非燃烧材料制作外，还应安装牢固，排烟时温度升高不变形、不脱落，并应具有良好的气密性。
③排烟道构造和施工要求：混凝土砌块等非金属材料排烟道，其灰缝必须饱满，防止漏烟。通过闷顶的部分，必须勾缝或抹水泥砂浆。
排烟风道外表面与木质等可燃构件的距离不应小于15 cm，或在排烟道外表面包有厚度不小于10 cm的保温材料进行隔热。
排烟道穿过挡烟墙时，风道与挡烟墙之间的空隙，应用水泥砂浆等非燃材料严密填塞。排烟风道与排烟风机的连接，宜采用法兰连接，或采用非燃的软性连接。需隔热的金属排烟道，必须采用非燃保温材料，如矿棉、玻璃棉、岩棉、硅酸盐等材料。
④排烟风道的钢板壁厚可按高压系统设置，详见表16.10。
表16.10 排烟风管钢板厚度表
⑤烟气排出口的设置，应根据建筑物所处的条件（风向、风速、周围建筑物以及道路等情况）考虑确定，必须避开有燃烧危险的部位或对其他建筑物造成火灾威胁。不能妨碍人员避难、逃生和灭火活动的进行，更不能让排出的烟气被加压送风或补风管通风或空调设备吸入。此外，烟气排出口应防止雨水、虫鸟等侵入，并要求在排烟时坚固而不脱落。