第七章建筑通風(fēng)和防排煙

1、第七章建筑通風(fēng)和防排煙第八章 建筑通風(fēng)與防排煙第一節(jié) 建筑通風(fēng)基本知識 一、通風(fēng)系統(tǒng)的作用 通風(fēng)是改善空氣條件的一種方法，它包括從室內(nèi)排除污濁空氣和向室內(nèi)補(bǔ)充新鮮空氣兩個方面。前者稱為排風(fēng)，后者稱為送風(fēng)。為實現(xiàn)排風(fēng)和送風(fēng)所采用的一系列設(shè)備、裝置的總體稱為通風(fēng)系統(tǒng)。風(fēng)水從字面意思上就是古人講究建筑通風(fēng)和便于取水。晉人郭璞葬經(jīng)解釋風(fēng)水：“氣乘風(fēng)則散，界水則止，古人聚之使不散，行之使有止，故謂之風(fēng)水”。形成了住宅要朝陽光、避風(fēng)雨、利通風(fēng)、防火災(zāi)、近水源、利出行等最基本的居住理論。 二、通風(fēng)系統(tǒng)的分類迫使室內(nèi)空氣流動的動力稱為通風(fēng)系統(tǒng)的作用動力，通風(fēng)系統(tǒng)按作用動力來劃分，可分為:自然通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)序號參

2、數(shù)類別參數(shù)單位標(biāo)準(zhǔn)值備注1物理性溫度2228夏季空調(diào)1624冬季采暖2相對濕度4080夏季空調(diào)3060冬季采暖3空氣流速ms0.3夏季空調(diào)0.2冬季采暖4新風(fēng)量M3h.p3005化學(xué)性二氧化硫SO2mg立方米0.51小時均值6二氧化氮NO2mg立方米0.241小時均值7一氧化碳COmg立方米101小時均值8二氧化碳CO20.1日平均值9氨NH3mg立方米0.21小時均值10臭氧O3mg立方米0.161小時均值11甲醛HCHOmg立方米0.11小時均值12苯C6H6mg立方米0.111小時均值13甲苯C7H8mg立方米0.21小時均值14二甲苯C8H10mg立方米0.21小時均值15苯并a芘B(

3、a)Pmg立方米1日平均值16可吸人顆粒PMl0mg立方米0.15日平均值17總揮發(fā)性有機(jī)物TVOCmg立方米0.68小時均值18生物性氡222Rncfu立方米2500依據(jù)儀器定19放射性菌落總數(shù)Bq立方米400年平均值1自然通風(fēng) 自然通風(fēng)主要是依靠室外風(fēng)所造成的自然風(fēng)壓和室內(nèi)外空氣溫度差所造成的熱壓來迫使空氣進(jìn)行流動，從而改變室內(nèi)空氣環(huán)境。自然通風(fēng)是一種經(jīng)濟(jì)而有效的通風(fēng)方法。但受自然條件的影響較大，空氣不能進(jìn)行預(yù)先處理，排出的空氣不能進(jìn)行除塵和凈化，會污染周圍環(huán)境。 風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng) 熱壓作用下的自然通風(fēng)熱壓作用下的自然通風(fēng) 皖南山區(qū)的徽州民居，院與房層層疊疊，從村外

4、看聚落感覺高墻大院應(yīng)該密不透風(fēng)。實際上，密排的建筑恰恰實現(xiàn)了夏季白天遮陽、制造大量陰影的作用，而小而高的天井在夏季白天利用熱壓原理向上抽風(fēng)，到了夜間，外部冷空氣從天井浸入冷卻蓄熱性能很好的磚墻，在第二天熱浪到來的時刻作為室內(nèi)空氣的冷源。 云南傣族的竹樓，整個房屋架空，以利通風(fēng)隔潮，靠竹墻縫隙采光。 2機(jī)械通風(fēng)利用通風(fēng)設(shè)備所造成的壓力，迫使室內(nèi)外空氣進(jìn)行交換的一種通風(fēng)方式?？蛇M(jìn)行局部通風(fēng)，改善室內(nèi)局部空氣條件，可根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)風(fēng)量。機(jī)械通風(fēng)又可分為全面通風(fēng)和局部通風(fēng)兩種。 圖圖4 4 同時設(shè)送風(fēng)、排同時設(shè)送風(fēng)、排風(fēng)風(fēng)機(jī)的全面通風(fēng)方式風(fēng)風(fēng)機(jī)的全面通風(fēng)方式圖圖q: q: 機(jī)械局部排風(fēng)系統(tǒng)機(jī)械局部排

5、風(fēng)系統(tǒng) 圖圖s. s. 機(jī)械局部送風(fēng)系統(tǒng)機(jī)械局部送風(fēng)系統(tǒng) 通風(fēng)方式的選擇 （1）室內(nèi)有發(fā)熱，蒸汽，有害物發(fā)生源，且相對集中，宜采用局部排風(fēng)（2）局部排風(fēng)不足，可改用全面排風(fēng)。先考慮自然通風(fēng)，再考慮機(jī)械通風(fēng)。民用建筑： 廚房，廁所，盥洗室，浴室肯定要考慮通風(fēng)。 自然通風(fēng)先于機(jī)械通風(fēng)，局部通風(fēng)先于整體通風(fēng)。 居住，辦公樓等高檔建筑，自然通風(fēng)往往無法滿足，可以用機(jī)械通風(fēng)補(bǔ)充。工業(yè)建筑： 多采用機(jī)械通風(fēng)。工業(yè)產(chǎn)品要求穩(wěn)定一致無差別。自然通風(fēng)沒辦法做到穩(wěn)定送排風(fēng)，因此采用更為精確的機(jī)械送排風(fēng)。周圍環(huán)境惡劣：采用正壓送風(fēng)室內(nèi)有污染：采用負(fù)壓排風(fēng)自然補(bǔ)風(fēng)不足，機(jī)械送風(fēng)補(bǔ)充。第二節(jié) 通風(fēng)管道及設(shè)備自然通風(fēng)系統(tǒng)

6、一般不需要設(shè)置設(shè)備，機(jī)械通風(fēng)的主要設(shè)備有風(fēng)機(jī)、風(fēng)管或風(fēng)道、風(fēng)閥、風(fēng)口和除塵設(shè)備等。一、風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)是通風(fēng)系統(tǒng)中為空氣的流動提供動力以克服輸送過程中的阻力損失的機(jī)械設(shè)備。一般可分為離心風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī) 風(fēng)機(jī)的技術(shù)性能: 風(fēng)量：單位時間輸送的空氣量，m3/h； 風(fēng)壓：指風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，Pa； 有效功率：等于風(fēng)量與風(fēng)壓的乘積，W。 1 1葉輪；葉輪；2 2機(jī)軸；機(jī)軸；3 3機(jī)殼；機(jī)殼；4 4吸氣口；吸氣口；5 5排氣口排氣口圖圖e. e. 離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖軸流風(fēng)機(jī)離心風(fēng)機(jī)二、通風(fēng)管道 1風(fēng)管材料金屬材料有薄鋼板、不銹鋼板（防腐）、鋁板（防爆）等；非金屬材料有玻璃鋼板、硬聚氯乙烯板、混

7、凝土風(fēng)道等。二、通風(fēng)管道 經(jīng)常移動的風(fēng)管，則大多用柔性材料制成各種軟管，如塑料軟管、橡膠軟管以及金屬軟管等國內(nèi)廣泛推廣應(yīng)用的法蘭墊料為泡沫氯丁橡膠墊，其一面帶膠，使用這種墊料操作方便，密封效果較好。 二、通風(fēng)管道 2風(fēng)管的斷面形狀風(fēng)管的斷面形狀有圓形和矩形兩種。在斷面積相同時，圓形風(fēng)管的阻力小，材料省，強(qiáng)度大；在通風(fēng)除塵工程中常采用圓形風(fēng)管，在民用建筑空調(diào)工程中常采用矩形風(fēng)管。矩形風(fēng)管的寬高比盡可能控制在41以下 三、風(fēng)閥風(fēng)閥裝設(shè)在風(fēng)管或風(fēng)道中，主要用于空氣的流量調(diào)節(jié)?？煞譃橐淮握{(diào)節(jié)閥、開關(guān)閥和自動調(diào)節(jié)閥等。 四、風(fēng)口風(fēng)口分為進(jìn)氣口和排氣口兩種，裝設(shè)在風(fēng)管或風(fēng)道的兩端。根據(jù)使用場合的不同，分為

8、室內(nèi)和室外兩種形式。五、除塵設(shè)備為防止大氣污染，排風(fēng)系統(tǒng)在將空氣排出大氣前，應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行凈化處理，使粉塵與空氣分離，進(jìn)行這種處理過程的設(shè)備稱為除塵設(shè)備。除塵設(shè)備種類很多，主要有擋板式除塵器、旋風(fēng)式除塵器、袋式除塵器和噴淋塔式除塵器等四種類型。 擋板式擋板式袋式袋式旋風(fēng)式旋風(fēng)式噴淋塔噴淋塔第三節(jié) 高層建筑的防火排煙高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，后果不堪設(shè)想。而且高層建筑的建造成本高昂，維護(hù)成本更加高昂。高層建筑最初產(chǎn)生，是為了提高土地的利用率。 缺點眾多，為何還要建造？第三節(jié) 高層建筑的防火排煙住宅用地方面：美，加，澳，地廣人稀，基本不存在土地緊張問題，家庭住宅多是別墅。中國，地廣人密，因此住宅基

9、本為多層，高層。樓與樓之間保持適當(dāng)間距，互相不阻擋陽光，保持通風(fēng)。日本地少人密，用地非常緊張。由于日本是多地震國家，規(guī)定住宅不能超過5層，所以日本的房屋密度非常大。房屋與房屋之間幾乎沒有任何間隔。 第三節(jié) 高層建筑的防火排煙商業(yè)用地：商業(yè)用地是寸土寸金。美國：曼哈頓群島上海：陸家嘴還有香港，東京，倫敦，巴黎等地方，對土地需求的迫切性絲毫沒有減退。由于土地需求的迫切性，因此產(chǎn)生了高層建筑。最典型的代表是摩天大樓。現(xiàn)世界高度排名第十的上海金貿(mào)大廈：高度421m，水管總長470km，電線總長1135km（相當(dāng)于北京到上海的距離），各類閥門萬個。水電，消防，暖通，基礎(chǔ)異常繁雜。金貿(mào)大廈建造投資2萬元/

10、m2，每天運營費用100w，使用壽命65年，總維護(hù)成本237億元，相當(dāng)于建設(shè)成本的倍。因此，業(yè)界認(rèn)為，超過300m高的超高層建筑，已經(jīng)失去了節(jié)約用地的意義了。世界十大最高建筑NO1. 杜拜塔，阿聯(lián)酋杜拜，818m，160層，2010 世界十大最高建筑世界十大最高建筑NO3.（左）上海環(huán)球金融中心，中國上海，492m，101層，2008 NO10.（右）金茂大廈；中國上海，421m，88層，1998世界十大最高建筑NO5.石油雙子塔，馬來西亞吉隆坡，452m，88層，1998 高層建筑最害怕火災(zāi)： 供電系統(tǒng)一旦中斷，以電力作為動力的消防設(shè)施會受到致命打擊。 疏散困難 煙氣大煙氣中含有大量有毒物質(zhì)

11、，HF，CO，HCL等，具有遮光作用，加重恐慌心理。 火災(zāi)傷亡中，4050%被毒氣熏死。剩下的被燒死中，多數(shù)是被窒息，再燒死。 還有因為煙霧造成的實現(xiàn)不清，自相踩踏，絕望跳樓的。 第三節(jié) 高層建筑的防火排煙 在火災(zāi)事故的死傷者中，大多數(shù)是由于煙氣的窒息或中毒所造成。 燃燒時產(chǎn)生有毒氣體的裝修材料的使用，以及高層建筑中各種豎向管道產(chǎn)生的煙囪效應(yīng).煙氣遮擋視線，使人們在疏散時產(chǎn)生心理恐慌，給消防搶救工作帶來很大困難。 1防火分區(qū)和防煙分區(qū)為防止火災(zāi)的蔓延和危害，在高層建筑中，必須進(jìn)行防火排煙設(shè)計，防火的目的是防止火災(zāi)蔓延和撲滅火災(zāi)，而排煙的目的則是將火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣及時予以排除，防止煙氣向外擴(kuò)散，以

12、確保室內(nèi)人員的順利疏散。在高層建筑的防火排煙設(shè)計中，通常將建筑物劃分為若干個防火、防煙分區(qū)，各分區(qū)間以防火墻及防火門進(jìn)行分隔，防止火勢和煙氣從某一分區(qū)內(nèi)向另一分區(qū)擴(kuò)散。 防火分區(qū)根據(jù)高層建筑設(shè)計防火規(guī)范一類建筑1000m2，二類建筑1500 m2，地下室500 m2需要設(shè)防火分區(qū)。設(shè)有自動滅火設(shè)備，防火分區(qū)面積增倍。豎向：按樓層自然劃分橫向：用防火墻，防火卷簾，卷簾兩側(cè)加設(shè)水幕防煙分區(qū)規(guī)定：設(shè)置排煙設(shè)施做都和凈高不超過6m的房間，應(yīng)采用擋煙垂壁，隔墻或從頂棚下突出不小于的梁，劃分防煙分區(qū)。要求：防煙分區(qū)500 m2防煙分區(qū)不能跨越防火分區(qū)。避免讓通風(fēng)空調(diào)管道穿越防火防煙分區(qū)圖圖7.3.1 7.

13、3.1 防煙分區(qū)設(shè)計實例防煙分區(qū)設(shè)計實例2煙氣的擴(kuò)散機(jī)理所謂煙氣，是指物質(zhì)在不完全燃燒時產(chǎn)生的固體及液體粒子在空氣中的浮游狀態(tài)。煙氣的流動擴(kuò)散，主要受到風(fēng)壓和熱壓等因素的影響。2煙氣的擴(kuò)散機(jī)理風(fēng)壓是指風(fēng)吹到建筑物的外表面時，由于空氣流動受阻，速度減小，部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓時產(chǎn)生的壓力。在迎風(fēng)面，室外壓力大于室內(nèi)壓力，空氣從室外向室內(nèi)滲透?；馂?zāi)發(fā)生時，如果窗戶處于建筑物的迎風(fēng)面，風(fēng)壓作用會使煙氣迅速地擴(kuò)散到整個失火樓層，甚至把它吹到其他的樓層中去。2煙氣的擴(kuò)散機(jī)理熱壓或煙囪效應(yīng)是由室內(nèi)外空氣的密度差和空氣柱高度產(chǎn)生的作用力所造成。熱壓作用隨著室內(nèi)外溫差和豎井高度的增加而增大?；馂?zāi)發(fā)生時，高層建筑物

14、內(nèi)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于室外溫度，加上高層建筑豎井高度較大的影響，熱壓明顯增大，煙氣將沿著建筑物的豎井向上擴(kuò)散，而且失火樓層越低，煙囪效應(yīng)越明顯。2煙氣的擴(kuò)散機(jī)理由此可知，當(dāng)建筑物的下部或迎風(fēng)面房間發(fā)生火災(zāi)時，由于風(fēng)壓和熱壓的作用，火災(zāi)造成的危害性要比建筑物的上部或背風(fēng)面房間失火所造成的危害大得多。此外，火災(zāi)時，空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)提供的動力、以及由豎向風(fēng)道產(chǎn)生的煙囪效應(yīng)會使煙氣和火勢沿著風(fēng)道擴(kuò)散，迅速蔓延到風(fēng)道所能達(dá)到的地方。2煙氣的擴(kuò)散機(jī)理因此高層建筑的防排煙，需采用自然排煙、機(jī)械防煙、機(jī)械排煙等各種形式，阻止煙氣在建筑物內(nèi)部疏散通道中的擴(kuò)散蔓延，確保安全。此外，建筑物的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)采取防火、防煙措施。

15、二、高層建筑防火排煙的形式1自然排煙自然排煙是利用風(fēng)壓和熱壓作動力的排煙方式。具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省能源、運行可靠性高等優(yōu)點。在高層建筑中，具有靠外墻的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和合用前室的建筑宜采用自然排煙方式，排煙口的位置應(yīng)設(shè)在建筑物常年主導(dǎo)風(fēng)向的背風(fēng)側(cè)。 2機(jī)械防煙機(jī)械防煙是采取機(jī)械加壓送風(fēng)方式，以風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的氣體流動和壓力差控制煙氣的流動方向的防煙技術(shù)。二、高層建筑防火排煙的形式在火災(zāi)發(fā)生時，風(fēng)機(jī)氣流所造成的壓力差阻止煙氣進(jìn)入建筑物的安全疏散通道內(nèi)，從而保證人員疏散和消防撲救的需要。沒有散開的陽臺、凹廊或不同朝向的可開啟外窗的防煙樓梯間及其前室、消防電梯前室和兩者合用前室，應(yīng)設(shè)置機(jī)

16、械防煙設(shè)施。避難層為全封閉式避難層時，應(yīng)設(shè)加壓送風(fēng)設(shè)施。 二、高層建筑防火排煙的形式二、高層建筑防火排煙的形式3機(jī)械排煙機(jī)械排煙是采取機(jī)械排風(fēng)方式，以風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的氣體流動和壓力差，利用排煙管道將煙氣排出或稀釋煙氣的濃度。機(jī)械排煙方式適用于不具備自然排煙條件或較難進(jìn)行自然排煙的內(nèi)走道、房間、中庭及地下室。二、高層建筑防火排煙的形式嚴(yán)格按照機(jī)械排煙的要求來進(jìn)行設(shè)計建造。（如排煙口的設(shè)置，排煙風(fēng)機(jī)的選擇及風(fēng)道材料的選擇等）機(jī)械排煙系統(tǒng)的控制程序，可分為不設(shè)消防控制室和設(shè)消防控制室的兩種，其排煙控制程序如下圖： 不設(shè)消防控制室的房間機(jī)械排煙控制程序不設(shè)消防控制室的房間機(jī)械排煙控制程序 設(shè)有消防控制室的

17、房間機(jī)械排煙控制程序設(shè)有消防控制室的房間機(jī)械排煙控制程序無直接自然通風(fēng)，且長度超過20m的內(nèi)走道，或雖然有直接自然通風(fēng)，但長度超過60m的內(nèi)走道。面積超過100m2，且經(jīng)常有人停留或者可燃物較多的無窗房間或設(shè)固定窗的房間。不具備自然排煙條件或凈空超過12m的中庭。除利用窗井等進(jìn)行自然排煙的房間外，各房間總面積超過200 m2或一間房間面積超過50 m2，且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的地下室。 二、高層建筑防火排煙的形式4通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的防火火災(zāi)發(fā)生后，應(yīng)盡量控制火情向其他防火分區(qū)蔓延。因此，在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的通風(fēng)管道中需設(shè)置防火閥，并有一定的防火措施。機(jī)械排煙系統(tǒng)設(shè)計機(jī)械排煙量面積：每平米煙量 6

18、0m3/h（單個防煙分區(qū)）120 m3/h（多個防煙分區(qū)）；排煙量 最大排煙量 60000 m3/h最小排煙量 7200 m3/h。體積：體積17000 m3，每小時換氣4次； 體積17000 m3，每小時換氣6次； 外加1030%漏風(fēng)系數(shù)。 機(jī)械排煙系統(tǒng)設(shè)計排煙口設(shè)置在頂棚或靠近頂棚的墻壁排煙口離可燃物距離不小于1m排煙口里防煙分區(qū)最遠(yuǎn)距離不大于30m排煙口應(yīng)布置在與人流方向相反處。排煙口平時關(guān)閉，失火時候再打開。手動開關(guān)，處；也可設(shè)置自動開關(guān)。與排煙風(fēng)機(jī)聯(lián)動。機(jī)械排煙系統(tǒng)設(shè)計排煙風(fēng)道 不應(yīng)穿越防火分區(qū) 用耐火材料制成。擋煙垂壁 用非燃材料制成，下垂 與地面間距大于二、高層建筑防火排煙的形式

19、防火閥應(yīng)設(shè)置在：穿越防火分區(qū)的隔墻處；穿越機(jī)房及重要房間或有火災(zāi)危險性房間的隔墻和樓板處；與垂直風(fēng)道相連的水平風(fēng)道交接處；穿越變形縫的兩側(cè)。防火閥的動作溫度為70。通風(fēng)空調(diào)管道工程中所用的管道、保溫材料、消聲材料和膠粘劑等應(yīng)采用不燃材料或難燃材料制作。 三、防火、防排煙設(shè)備及部件主要有:防火閥、排煙閥及排煙風(fēng)機(jī)等。 1防火閥防火閥的控制方式有熱敏元件控制、感煙感溫器控制及復(fù)合控制等。采用易熔環(huán)時，火災(zāi)時易熔環(huán)熔斷脫落，實現(xiàn)閥門在彈簧力或自重力作用下關(guān)閉。采用熱敏電阻、熱電偶、雙金屬等時，通過傳感器及電子元器件控制驅(qū)動微型電動機(jī)工作將閥門關(guān)閉。三、防火、防排煙設(shè)備及部件感煙感溫器控制是通過感煙感

20、溫控制設(shè)備的輸出信號控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電磁鐵、電動機(jī)動作，或控制氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)閥門在彈簧力作用下的關(guān)閉或電動機(jī)轉(zhuǎn)動使閥門關(guān)閉。防火閥的閥門關(guān)閉驅(qū)動方式有重力式、彈簧力驅(qū)動式（或稱電磁式）、電機(jī)驅(qū)動式及氣動驅(qū)動式等四種。常用的防火閥有重力式防火閥，彈簧式防火閥，彈簧式防火調(diào)節(jié)閥，防火風(fēng)口，氣動式防火閥，電動防火閥，電子自控防煙防火閥。 三、防火、防排煙設(shè)備及部件圖圖7.3 7.3 重力式圓形單板防火閥重力式圓形單板防火閥 圖圖7.4 7.4 彈簧式圓形防火閥彈簧式圓形防火閥 圖圖7.5 7.5 溫度熔斷器的構(gòu)造溫度熔斷器的構(gòu)造三、防火、防排煙設(shè)備及部件2排煙閥排煙閥安裝在排煙系統(tǒng)中，平時呈關(guān)閉狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)時，通過控制中心信號來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作，實現(xiàn)閥門在彈簧力或電動機(jī)轉(zhuǎn)矩作用下的開啟。三、防火、防排煙設(shè)備及部件設(shè)有溫感器裝置的排煙閥，在火災(zāi)溫度達(dá)到動作溫度時動作，閥門在彈簧力作用下關(guān)閉，阻止火災(zāi)沿排風(fēng)管道蔓延。排煙閥可分為：按控制方式，電磁式和電動式兩種；按結(jié)構(gòu)型式可分為裝飾型排煙閥、翻板型排煙閥、排煙防火閥；按外形可分為矩形和圓形兩種。 三、防火、防排煙設(shè)備及部件3防排煙通風(fēng)機(jī)防排煙通風(fēng)機(jī)可采用通用風(fēng)機(jī)，也可采用防火排