8.4 机械排烟

      四、关于室内中庭排烟量的计算问题，国内目前尚无实验数据及理论依据，参照了国外资料。据国外资料介绍：
      1.对容积不超过600000ft³的室内中庭包括与其相连的同一防烟区各楼层的容积排烟量不得小于每小时 6 次换气量。
      2.对容积大于600000ft³的室内中庭包括与其相连的同一防烟区各楼层的容积排烟量不得小于每小时 4 次换气量。
8.4.3 带裙房的高层建筑，有靠外墙的防烟楼梯间及其前室，消防电梯前室和合用前室，其裙房以上部分能采用可开启外窗自然排烟，裙房以内部分在裙房的包围之中无外窗，不具备自然排烟条件，这种建筑形式目前比较多，其防排烟设施应怎样设置？据调查，对这种形式的建筑其防排烟设置可分两种方式：一种方式不考虑裙房以上部分进行自然排烟的条件， 按机械加压送风要求设置机械加压送风设施，但在风量的计算中应考虑由窗缝引起的渗漏量；另一种方式是凡符合自然排烟条件的部位仍采用自然排烟的方式， 对不具备自然排烟条件的部位设置局部的机械排烟方式弥补。 从防排烟的角度来讲， 第一种方式较第二种方式效果好。第二种方式的优点是充分地利用了自然排烟条件， 上部未被裙房包围的前室或合用前室可以利用直接向外开启的窗户自然排烟， 由走道内进入前室或合用前室的烟直接从前室排走，不一定进入楼梯间；问题是对下部不具备自然排烟条件的前室或合用前室，设置局部机械排烟设施，人为的在前室或合用前室造成负压区，不断地把走道内的烟气从门或门缝吸进前室或合用前室， 一部分由机械排烟系统排至室外；一部分则进入楼梯间，由楼梯间上部直接通向室外的窗户，将烟排出室外，既降低了前室或合用前室的防烟效果，楼梯间内也成了烟气流经的路线，显然降低了安全性。 当前室或合用前室设有局部正压送风系统时， 在关门条件下，内部处于正压，仅从门缝向走道和楼梯间漏风；遇打开走道至前室或合用前室的门的瞬时，有少量的烟气带入前室或合用前室，则立即被排出，使前室或合用前室保持无烟安全区。以上的理论分析，已为科学实验所验证，国家“八·五”科技攻关专题“高层建筑楼梯间正压送风机械排烟技术的研究”结论之一，就是“防烟楼梯间的前室内不能设机械排烟系统”。近几年来，随着国内外防排烟技术的进一步发展， 对前室或合用前室设置机械排烟设施的方式在高层建筑设计中很少被采用，甚至如本规范 8.1.1、8.1.2 条说明的那样：“有些工程原设计为此方法，现在也在改造”。据调查，近几年来在高层建筑设计中，遇裙房所围部分不具备自然排烟条件的前室或合用前室， 通常都采用局部正压送风系统。 因此，总结工程设计的经验，采用国内最新科技成果，将本条原规定“设置局部机械排烟设施”改为了“设置局部正压送风系统”。 本条规定的实施有利于充分发挥防排烟系统的作用，提高防烟楼梯间的安全性。
8.4.4 排烟口是机械排烟系统分支管路的端头，排烟系统排出的烟，首先由排烟口进入分支管，再汇入系统干管和主管，最后由风机排出室外。烟气因受热而膨胀，其容重较轻，向上运动并贴附在顶棚上再向水平方向流动，因此排烟口应尽量设在顶棚或靠近顶棚的墙面上，以有利于烟气的排出，再者，当机械排烟系统启动运行时，排烟口处于负压状态，把火灾烟气不断地吸引至排烟口，通过排烟口不断排走，同时又不断从着火区涌来，所以排烟口周围始终聚集一团浓烟，若排烟口的位置不避开安全出口，这团浓烟正好堵住安全出口，当疏散人员通过安全出口时，都要受到浓烟的影响，同时浓烟遮挡安全出口，也影响疏散人员识别安全出口位置，不利于安全疏散。上述现象的描述，系国内最新科学试验中的发现。以往在设计走道中的机械排烟系统时，为了保证疏散的安全，往往把排烟口布置在疏散出口前的正上方顶棚上，忽略了排烟口下集聚烟雾的特性，反而不利于安全。这次局部修订，规定排烟口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 1.50m，是要在通常情况下，遇火灾疏散时，疏散人员跨过排烟口下面的烟团，在 1.00m 的极限能见度的条件下，也能看清安全出口，使排烟系统充分发挥排烟防烟的作用。
8.4.5 基本保留原条文。
      一、本条规定排烟口到该防烟分区最远点的水平距离不应超过 30m，这里指水平距离是烟气流动路线的水平长度。 房间与走道排烟口至防烟分区最远点的水平距离示意图见图 21。

      走道的排烟口与防烟楼梯的疏散口的距离无关， 但排烟口应尽量布置在与人流疏散方向相反的位置处，见图 22。

      二、关于排烟系统要求设有当烟气温度超过 280℃时能自动关闭的装置问题。当房间发生火灾后，房间的排烟口开启，同时启动排烟风机排烟，人员进行疏散，当排烟道内的烟气温度达到 280℃时，在一般情况下，房间人员已疏散完毕，房间排烟管道内的自动关闭装置关闭停止排烟。烟气如继续扩散到走道，走道的排烟口打开，同时启动排烟风机排烟，火势进一步扩大到走道排烟道内的烟气温度达到 280℃时，走道排烟道内的自动关闭装置关闭停止排烟。当排烟气道内烟气温度达到或超过 280℃时，烟气中已带火，如不停止排烟，烟火就有扩大到上层的危险造成新的危害。因此本条规定应在排烟支管上安装 280℃时能自动关闭的防火阀。
      自动关闭是指易熔环温度或温感器联动的关闭装置。
8.4.6 本条从便于排烟系统的设置和保证防火安全以及防、 排烟效率等因素综合考虑而规定的。
      从调查的情况看，目前国内的高层建筑中，机械排烟系统的设置一般均为走道的机械排烟系统，为竖向布置；房间的机械排烟系统按房间分区水平布置。但也有的走道每层设风机分别排烟，这种排烟系统投资较大，供电系统复杂，同时烟气的排放也应考虑对周围环境的威胁，因此不推荐这种方法。
8.4.7 基本保留原条文。对于排烟风机的耐热性，可采用普通的离心风机和专用排烟的轴流风机。
      据日本有关资料介绍，排烟风机要求能在 280℃时运行 30min 以上。为了弄清普通离心风机的耐热问题，公安部四川消防科研所对普通中、低压离心风机（4—72N045A、4—72N0bc）进行了多次试验，其结果表明，完全可以满足本规定的要求。
      随着防火设备的开发、生产，目前国内外均已生产出专用排烟轴流风机，可供不同的排烟要求选取。
      需要说明的是，关闭排烟风机并不能阻止烟火的垂直蔓延，也起不到不使烟气蔓延到排烟风机所在层（通常在顶层）的作用，所以要在排烟风机入口管上装自动关闭的排烟防火阀。
8.4.8 基本保留原条文。排烟口、排烟阀应与排烟风机联动。 
      机械排烟系统的控制程序举例如下：
      图 23 为不设消防控制室的房间机械排烟控制程序。
      图 24 为设有消防控制室的房间机械排烟控制程序。

8.4.9 保留原条文。为了防止排烟口、排烟阀门、排烟道等本身和附近的可燃物被高温烤着起火，故本条规定，这些组件必须采用不燃烧材料制作，并与可燃物保持不小于 150mm 的距离。
8.4.10 机械排烟系统宜与通风、空气调节系统分开设置，是因为空调系统多为采用上送下回的送风方式，如利用空调系统作排烟时，一般是多用送风口代替排烟口，烟气又不允许通过空调器，并要把风管与风机联接位置改变，需要装旁通管和自动切换阀，平常运行时增大漏风量和阻力。另外，通风、空调系统的风口都是开口，而作为排烟口在火灾时，只有着火处防烟分区的排烟口才开启排烟，其它都要关闭。这就要求通风、空调系统每个风口上都要装设自动控制阀才能满足排烟要求，综合上述及根据我国目前设备生产情况等，故规定排烟系统宜与通风、空调系统分开设置。
      考虑到有些高层建筑，如有条件也可利用通风系统进行排烟。如地下室设置通风系统部位，利用通风系统作排烟更有利，它不但节约投资，而且对排烟系统的所有部件经常使用可保持良好的工作状态。因此如利用通风系统管道排烟时，应采取可靠的安全措施：（1）系统风量应满足排烟量；（2）烟气不能通过其它设备（如过滤器、加热器等）；（3）排烟口应设有自动防火阀（作用温度 280℃）和遥控或自控切换的排烟阀；（4）加厚钢质风管厚度，风管的保温材料必须用
不燃材料。
      独立的机械排烟系统完全可以作平时的通风排气使用。
8.4.11 根据空气流动的原理，需要排除某一区域的空气，同时也需要有另一部分的空气来补充。对地上的建筑物进行机械排烟时，因有其旁边的窗门洞口等缝隙的渗透，不需要进行补风就能有较好的效果；但对地下建筑来说，其周边处在封闭的条件下，如排烟时没有同时进行补充，烟是排不出去的。为此，本条规定，对地下室的排烟应设有送风系统，进风量不宜小于排烟量的 50%。