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一、建筑信息收集與分析
明確建筑是住宅、商業、工業還是其他類型。不同類型建筑的火災風險和人員疏散要求不同。例如,商業建筑人員密集,火災荷載大,需要更強大的排煙系統;而住宅建筑主要考慮住戶的安全疏散,重點在樓梯間和前室的防排煙設計。
住宅建筑:一般以單元式為主,需要重點考慮樓梯間及其前室、消防電梯前室的排煙。對于高度超過 100m 的住宅建筑,還應設置避難層(間),并考慮避難層(間)的通風排煙措施。
商業建筑:空間復雜多樣,包括商場營業廳、餐飲區域、娛樂場所等。商場營業廳通常人員密集、火災荷載大,需要大面積的排煙設施。餐飲區域還需要考慮廚房的油煙排放與消防排煙的結合。
工業建筑:根據生產工藝和儲存物品的不同,火災危險性也不同。對于有易燃易爆物品的車間或倉庫,通風排煙系統不僅要考慮火災排煙,還要考慮平時的通風換氣,以排除可燃氣體或粉塵。
建筑結構與空間布局分析,包括房間大小、形狀、分布,走廊長度、寬度和走向等。這些信息有助于確定防煙分區的劃分和排煙口的位置。如,在酒店建筑中,客房區域和公共區域(如宴會廳、會議室)的排煙設計就有所不同。客房的排煙口可結合房間布局設置在天花板靠近走廊一側,而宴會廳則可能需要根據面積和空間形狀設置多個大型排煙口,以滿足大量人員聚集場所的排煙需求。
二、設計目標確定
根據建筑類型和人員疏散要求,確定在火災發生時,要在多長時間內將煙霧濃度控制在一定范圍內,以保障人員能夠安全疏散。如,在人員密集的場所,可能要求在幾分鐘內使能見度保持在一定水平,便于人員找到疏散出口。
同時,考慮與排煙系統相配合,確定補風的位置、風量和風速,避免補充的空氣助長火勢,同時保證排煙效果。一般來說,補風量不宜小于排煙量的 50%,在某些情況下(如地下建筑)可能需要更高的補風量。
三、排煙量計算
凈空高度小于等于 6m 的空間:對于建筑內的房間、走道等空間,當凈空高度小于等于 6m 時,排煙量應按不小于 60m3/(h?m2)計算,且取值不小于 15000m3/h。如果空間有多個防煙分區,排煙量應按最大防煙分區面積乘以 120m3/(h?m2)計算。例如,一個面積為 200m2、凈空高度為 5m 的辦公室,排煙量至少應為 15000m3/h;如果將其劃分為兩個防煙分區,每個防煙分區面積為 100m2,排煙量則應為 100×120 = 12000m3/h(按最大防煙分區計算)。
凈空高度大于 6m 的空間:對于中庭、高大廠房等凈空高度大于 6m 的空間,排煙量通常根據空間體積的換氣次數來計算。不同的建筑類型和空間用途有不同的換氣次數要求,一般中庭的換氣次數不低于 6 次 /h。如,一個中庭體積為 10000m3,換氣次數按 6 次 /h 計算,排煙量應為 10000×6 = 60000m3/h。
特殊情況考慮:對于設有噴淋系統的建筑空間,在一定條件下,排煙量可以適當減少。同時,當空間內有可開啟外窗等自然排煙條件時,應綜合考慮自然排煙和機械排煙的結合,根據自然排煙能夠承擔的排煙量來調整機械排煙量的計算。
四、系統組件選型與設計
排煙風機選型:根據計算得出的排煙量,考慮 10% - 20% 的余量來選擇排煙風機的風量。如,計算排煙量為 40000m3/h,選擇風機風量應為 44000 - 48000m3/h。根據系統阻力(包括管道、彎頭、閥門等產生的阻力)確定風機的風壓。風機類型可根據實際情況選擇離心式或軸流式,離心式風機適用于壓力要求較高的情況,軸流式風機適用于流量較大的情況。
排煙管道設計:排煙管道的尺寸根據排煙量和允許的流速來確定。一般排煙管道內的風速不宜超過 15m/s,以減少阻力。管道應采用不燃材料制作,如鍍鋅鋼板等。管道的布置要盡量簡短、順直,減少彎頭和變徑的數量。如,排煙量為 50000m3/h,流速取 12m/s,根據管道截面積公式(截面積 = 流量 ÷ 流速),計算出管道所需截面積,進而確定管道直徑。管道應采用不燃材料制作,如鍍鋅鋼板。布置管道時,要盡量簡短、順直,減少彎頭和變徑的數量,以降低阻力。
排煙口(閥)設計:排煙口(閥)位置要靠近火災可能發生的區域,如房間天花板中央或靠近走廊一側。排煙口的尺寸根據排煙量和風速來確定,其有效面積應滿足排煙要求。排煙閥應具有良好的密封性和耐火性能,能夠在火災時自動開啟,并能防止火勢通過管道蔓延。排煙口風速一般為 10m/s 左右。
五、補風系統設計
補風量計算:按照前面確定的補風目標,結合排煙量計算補風量。一般補風量不小于排煙量的 50%,在一些特殊情況下(如地下建筑等),補風量可能需要達到排煙量的 80% - 100%。補風量的計算要考慮建筑的空間特點、排煙系統的運行情況等因素;如,在一個機械排煙量為 50000m3/h 的地下停車場,補風量應在 25000 - 50000m3/h 之間。
補風系統組件設計:補風系統包括補風機、補風管道和補風口。補風機的選型根據補風量和系統阻力確定。補風管道采用不燃材料,設計原則與排煙管道類似。補風口位置要合理,一般設置在遠離火源的位置,如防火分區的入口、通風豎井等,且要設置防火閥;如,在有多個防火分區的地下建筑中,補風口可以設置在防火分區的入口、通風豎井等位置,并且補風口應設置防火閥,防止火災蔓延。
六、系統聯動與控制設計
與火災自動報警系統聯動:設計排煙系統與火災自動報警系統的聯動控制,確保火災探測器(感煙、感溫探測器)探測到火災信號后,能在規定時間(一般不超過 30 秒)內啟動排煙風機和開啟排煙口(閥)。
系統控制邏輯設定:設定補風系統與排煙系統的協同工作邏輯,如同時啟動或按照一定的順序啟動,并且能夠根據火災發展情況和系統運行狀態進行調整。同時,要考慮在系統故障時的報警和應急處理措施。
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