公用设备工程师(暖通空调)考试要点复习(9)

第九节 建筑防排烟

五、高层建筑自然排烟

自然排烟，是在自然力作用下，使室内外空气对流进行排烟。这种排烟方式具有经济、简单、易操作，不需使用动力及专用设备等优点。

(一)自然排烟的形式

自然排烟的方式可分为：

1.利用可开启的外窗进行自然排烟，如图(p246)2.9-6所示。

2.利用室外阳台或凹廊进行自然排烟，如图(p246)2.9-7所示。

(二)自然排烟存在的问题

自然排烟方式结构简单、经济，不使用动力及专用设备，但也存在着一些问题，因此当采用自然排烟方式时，应结合建筑物特性进行充分的研究。自然排烟存在下列问题：

1.对建筑设计的制约

由于自然排烟的烟气是通过靠外墙上可开启的外窗直接排至室外，所以需要排烟的房间必须面对室外，而且进深不能太大，按自然排烟设计条件还需要有一定的开窗面积。这样，即使有明确要求作分隔的房间，也必须设置外窗，所以对隔声、防尘等带来困难。

2.具有火势蔓延至上层的危险性

利用外部开口进行排烟时，若火灾房间的温度很高，烟气中又含有大量未燃烧的气体，则烟气排出后就会形成火焰，这将会引起火势向上蔓延。

3.影响自然排烟的因素多

由于自然排烟的效果是靠烟气的浮力作用的，假使由于某种原因使烟气冷却而失掉浮力，则烟气就失去排出的能力。此外，当室外风力很强，而且排烟窗处在迎风面时，则会引起烟气倒灌，反而使烟气蔓延。不仅如此，对于高层建筑中由于室内外温差引起的热压作用，经常使其存在着上、下层之间的压力差，从理论上讲，一般中和面大致在建筑高度的1/2附近，

如果在中和面以下的外墙上开口，当冬季发生火灾时，不仅不能从开口部向外排烟，相反还会从开口处吸入室外空气，在这种情况下，如果防烟分区没有妥善安排，则会通过楼梯井、电梯井助长烟气的传播。同样，在夏季时建筑物内产生的下降气流，将会招致烟气向下层传播。

综上所述，在自然排烟方式中，排烟效果存在许多不稳定因素，因此，对自然排烟设计范围要有一定的限制。

以下条件下的高层建筑各部位，不应采取自然排烟措施：

(1)建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑的靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室及两者合用的前室。

(2)净空高度超过12m的中厅。

(3)长度超过60m的内走道。

(三)自然排烟设计条件

根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045—98)(2001年版)规定，在允许采用自然排烟方式的部位，应满足下列条件：

1.防烟楼梯间前室、消防电梯间前室可开启外窗面积不应小于2.00m2，合用前室不小于3.00m2。

2.靠外墙防烟楼梯间每五层内有可开启外窗总面积之和不小于2.00m2。

3.长度不超过60m的内走道可开启外窗面积不应小于走道面积的2%。

4.需要排烟的房间可开启外窗面积不应小于该房间面积的2%。

5.净空高度小于12m的中庭可开启的天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面积的5%。

6.防烟楼梯间前室或合用前室，利用敞开的阳台、凹廊或前室内有不同朝向的可开启外窗自然排烟时，该楼梯间可不设防烟设施，如图2.9-8所示。

(四)自然排烟设计

自然排烟设计是与建筑专业共同研究的设计问题。根据自然排烟设计条件，需要对排烟部位的有效可开启的外窗面积，进行校核计算。为了使烟气能顺利排出，自然排烟的设计还应考虑以下几点：

1.排烟窗应尽量设置在上方，并应有方便开启的装置。

2.为了减少室外风压对自然排烟的影响，排烟口部位宜尽量设置挡风措施。

3.内走道与房间的排烟窗，应尽量设置两个或两个以上，并且不同朝向。