摘要:防排烟系统设计的日的是将火灾产生的人量烟气及时排除,阻止烟气从着火区向非着火区蔓延,尤其要防止向安全疏散通道蔓延。防排烟的方式致可分为自然排烟、机械排烟、机械加压送风等方式。其中机械排烟是利用排烟风机强行将着火房间的烟气通过排烟口排至室外,从而降低被保护区的烟
防排烟系统设计的日的是将火灾产生的人量烟气及时排除,阻止烟气从着火区向非着火区蔓延,尤其要防止向安全疏散通道蔓延。防排烟的方式致可分为自然排烟、机械排烟、机械加压送风等方式。其中机械排烟是利用排烟风机强行将着火房间的烟气通过排烟口排至室外,从而降低被保护区的烟气浓度。一个优良的机械排烟系统在火灾时能排出50%的热量,使火灾温度降低,从而对人员的疏散和扑救起到重要的作用,对于排出疏散走道、起火房间的烟气有着显著的效果;机械加压送凤,是通过通风及所产生的气体流动和压力差来控制烟气的流动,机械防烟是通过风机加压送风,使楼梯间和前室或合用前室保持正压,从而阻止烟气的侵入,保证人员安全疏散与避难,其主要用于高层民用建筑的封闭避难层、防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和两者合用前室等部位。防排烟系统是防灾专用系统,只在火情发生时投入运转,平时仅一年一度检修。有的建筑物投入使用后,其防排烟就没有运行过,导致各种事故发生,防排烟系统不仅发挥不了作用,还可能导致火灾的蔓延。建筑物通风空调系统平时按空调通风工况运行,在火灾发生时,通过必要的转换装置转换成为排烟工况。除必要的检修外,系统始终处于运行状态,因此,充分利用通风空调系统的管道和设备,临时转换成为防排烟系统,提高了建筑物火灾发生时防烟排烟可靠性。
1典型通风空调系统在防排烟中运用可能性
目前通风空调系统并非都能转换成防排烟工况,必须从分析系统本身的特性入手,探讨兼用的可能性以及兼用的制约因素。
1.1 常用三种空调系统在防排烟中运用可能性
(1)普通集中式空调系统。
普通集中式空调系统即单风道系统,一般具有换气次数为6~12次/h的空气输送能力。若假设顶棚高2.6~3.0m,即输送分量为0.30~0.60m3/(min·m)。我国目前排烟量标准为1.Om3/(min·m )。即为上述输送的风量的1/3~3/5。可见,从输送风量的能力来看,单风道系统可以承担占空调面积的1/3~3/4区域的排烟。从送风管道横截面、材质和送风量的大小对风速的影响。规范对不同材质的管道有不同的要求,采用金属管道时,风速小应大于2Om/s,采用非金属管道时,风速不应大干15m/s,对于要求一般空调干管内风速为6~8m/s,而排烟通道内风速可以到达空调风管内的风速的2倍以上,只要不超过2Om/s即可。因此,单从风管本身而论,普通空调管道尺寸完全可以满足排烟量的要求。
(2)风机盘管系统。
单纯的风机盘管系统,尽管此类风机盘管机组的出现已40余年,每年也有六七十万台的需求量,并且风机盘管结构简单,由于不设风道,无法用于排烟。而风机盘管加独立新风系统,有输送新风的风道。以客房为例,其新风量一般为2.0~2.5次/h,若考虑房间净高2.8m,则新风量为0.09~12m3/(min·m2 ),占标准排烟量的9%~12%,即新风系统可以承担空调面积的9%~12%区域的排烟,可见利用价值不高。
(3)变分量系统。
变分量系统中,变分量机构处于风道内,控制装置耐火性差,火灾时易受损害。故该系统不能用于排烟。故该系统不能用于排烟。由于系统不会用在走廊,前室等疏散通道上,因此也不能用于加压送风,故不考虑变分量系统与防排烟系统兼用。
1.2通风系统实现兼用的可能性
通风换气设备处理的分量一般见表1。
可见,通风系统换气次数一般均较空调系统大。卫生间等的换气仅为自身空间的小风量换气,用于排烟的价值不大。可是厨房,车库换气等输送的分量相当大,用于排烟的价值就比较大。此外,通风系统简单,大多为排风系统,这与排烟系统是类似的,仅在耐热性能上差异大。如果均按排烟要求采用耐火材料与耐热措施,则排烟系统与排烟系统完全可以兼用。
2 通风空调系统与防烟系统兼用的方式
兼用情况这里主要是指通风空调系统用于防排烟。其方式分为积极地将烟排除的方式以及建立一定压力差以组织烟气流入安全区的方式。前者称为排烟,后者称为防烟。从流体力学的观点来看,两者均是利用压力差来控制烟的流动。从通风空调系统的发展前景来看,应扩大其应用范围,将其与防排烟系统有机结介达到防排烟效果。从烟气控制的理论分析,对于一栋建筑,当某部位发生火灾时,应迅速采取有效的防排烟措施,对火灾区域实行排烟控制,使火灾产生的烟气和热量能迅速排除,以利人员的疏散和消防扑救,故该部位的空气压力值为相对负压。对非火灾部位及疏散走道等应迅速采取机械加压送风,使该部位空气压力值为相对止压,以阻止烟气的侵入,控制火势蔓延。如:美国西雅图大楼、帝国大厦、世贸大厦等些高层建筑的防排烟方式,采用了计算机安全控制系统,利用空调的风管实现火灾时对非火灾部位的止压送风,以增大人员安全疏散时的可靠性以及减少火灾的损失。
2 1通风空调系统与排烟系统兼用
对于一栋建筑,当某部位发生火灾时,应迅速采取有效的防排烟措施,对火灾区域实行排烟控制,使火灾产生的烟气和热量能迅速排除,以利人员的疏散和消防扑救。
(1)对于诸如影剧院、演播厅、会议室等大空间,一般均设置一套空调系统,这时只要在风道上加设一定的切换阀门,便可以比较容易地将换回风系统用于排烟。
(2)图1表示一般的厨房排气系统,由于厨房排烟量大,且所排空气本身就具有一定的高温,因此很适合用于向排烟工况转换。平时,闸门a开b闭,通过排风罩排气;火情发生时,闸门a关b开,通过排烟口排烟。
由于厨房本身就容易成为火灾发生源,实际厨房失火的例子也不少,故其排风系统其安全可以兼用作排烟。
(3)地下停车库等其他区域采用单一风道通风,即直接从室外补充新鲜空气,由室内向室外排出污浊空气。图2为地下车库排风系统。按照前述的分析方法,若车库的换气次数6次/h,车库排烟量标准为6次/h,则上述排烟量与排烟量一致。当然风机和排风道一致。当然凤机和排风道必须按排烟要求设计,或以排风口兼作排烟口,或另设专门排烟口等,均须按排烟规范进行。如果排烟系统与排烟系统使能很好地实现兼用。图2中,平时作排风用时,各闸门均开启排风;失火时,下部排风口闸门a关闭,仅保持上部排风口开启排烟。
2.2通风空调系统与防烟系统兼用
设置防烟送凤系统的目的,是为在建筑物发生火灾时,提供不受烟气干扰的疏散路线和避难场所。
(1)利用送风系统加压方式。在图3所示的兼用方式中,平时各闸门均开启,系统按空调工况运行。火灾时,关闭回风总管闸门e和火灾层的送风阀门c,但保持向其他非火灾层送风加压。该兼用系统能够用于加压的分量与通常的空调送风量相等,因此,该方式适用于单风道系统,同时加压防烟的效果还取决于建筑物的气密性,对于诸如百货商场等存在大开口的场合,不宜采用该方式。
(2)利用楼梯间加压系统送风方式。
考虑到建筑物地下室的内区部分不便加设送凤机以建立独立的送凤系统,而该区又往往有配备加压送风系统的防烟楼梯间,这时可采用将竖井中的正压送风到内区各部位;火灾时系统转为向楼梯间加压。由于加压系统长期处于运行状态,提高了系统的可靠性。
3 通风空调系统与防排烟系统兼用的形式
常见的通风空调系统与防排烟系统的兼用形式主要有两种,一种是部分兼用形式,仅是管道兼用,风机单独设置,如图4所示;一种是全兼用形式,不仅管道兼用,风机也兼用,如图3所示。部分兼用形式没有充分利用通风空调系统资源,投资较高。全兼用形式充分利用通风空调系统资源,投资节省,但必须解决通风量与排烟量不一致时的阻力问题。
4 结语
在我国的建筑物设计防火规范中。还没有有关通风空调系统与防排烟系统兼用的规定。然而实际施工中,相关专业人员已经做了一些探索,在暖通空调设计中,已有部分实例,而其中通用情况最多的是将排风系统兼作排烟系统。综上所述,不管从利用可能性、方式、形式、实际工程运用等各方面充分阐述了建筑物通风空调系统在防排烟运用优势是肯定的。不过在通用过程中注意以下情况。
(1)要求设计人员要彻底地理解我们现行的技术规范从源头上要杜绝违背相应技术规范的设计作品,在充分了解建筑物各防火分区的划分依据,正确运用通风空调系统的各个部件,充分发挥各部件的作用,在发生火灾时,及时有效地发挥排烟的作用,把损失降到最低。
(2)从事相关设计施工专业人员从实际的工程事例中吸取经验教训,总结以往工程的不足和缺陷,积累经验,在新的设计和工程施工中避免错误的重复出现。
来源:生活小日常