1、1防排烟工程第一章火灾烟气的组成与危害第一节火灾烟气的生成一、火灾烟气的定义（识记）含有烟粒子的气体称为烟气。火灾烟气是火灾时所生成的气体和悬浮在其中的烟粒子的总称。二、火灾烟气的组成（识记）火灾烟气由热分解和燃烧所生成的气（汽）体、悬浮微粒及剩余空气三部分组成。（一）热分解和燃烧所生成的气（汽）体（二）热分解和燃烧所生成的悬浮微粒（三）剩余空气在燃烧过程中，剩余空气是指没有参与燃烧反应的、仍然保持大气中的空气组成的空气。而单位质量物质完全燃烧时所必需的空气量称为理论空气量 Vo。理论上把燃烧时所供给的实际空气量 V 与理论空气量 Vo 之比=V/Vo当 1 时，空气过剩，而 l 时，空气不足
2、。第二节 火灾烟气的浓度有毒气体浓度与烟气的毒害性相关，悬浮微粒浓度与烟气的减光性相关。一、有毒气体的浓度（领会）容积浓度表示法有百分浓度(%)和百万分浓度( ppm)两种，即Vi-火灾烟气中有毒气体的分容积(m3)；V -火灾烟气的总容积( m3)。二、烟粒子的浓度（一）质量浓度ms-烟气中所含烟粒子的质量( mg)；Vy-火灾烟气的容积 (m3)。2（二）颗粒浓度单位容积的烟气中所含烟粒子的颗粒数，称为烟粒子的颗粒浓度 n。 ，即Ns-烟气中所含的烟粒子颗粒数。（三）光学浓度Cs-烟气层的减光系数 (m-1)；l-光源与受光器之间的距离(m)；Io-光源处的光强度(cd)；I-受光体处的光
3、强度(cd)。减光系数 Cs 的大小，代表了烟粒子浓度的大小。Cs，即烟的浓度越大，光强度 I越小；l 越大，即距离越远，光强度 I越小三、疏散极限视距（一）材料的发烟特性( 识记)可燃材料的发烟特性主要是发烟量和发烟速度。木材类在温度升高时，发烟量有所减少；但高分子有机材料随度的增加能产生大量的烟气。木材类在加热温度超过 350时，发烟速度一般随温度的升高而降而高分子有机材料则恰好相反。（二）能见距离（领会）当能见距离降到 3m 以下时，逃离火场就十分困难能见距离与减光系数之间的经验关系式。Cs-烟气层的减光系数 (m-1)；D-能见距离(m)；K-经验系数，其值随光源或标志形式而异，对发光
4、型指示灯和门窗，K=5-10；对反光型指示灯和门窗，K=2-4。发生火灾时，保证安全疏散的最小能见距离称为疏散极限视距D，对环境的熟悉程度熟悉者D=5m 不熟悉者D= 30m存在疏散极限视距D，必然存在一个极限减光系数Cs3在任何情况下都能保证安全疏散的烟气光学浓度Cs =0. 1m-1 左右。第三节火灾烟气的危害性( 领会)一、缺氧二、中毒（一）一氧化碳(CO)对人的影晌（二）氰化氢( HCN)对人体的影响（三）其他毒性气体对人的影响三、减光烟粒子的粒径大于两倍的可见光波长，对可见光具有遮蔽作用，会严重影响火场的能见度，从而影响人员的安全疏散，阻碍消防队员接近着火点救人和灭火。烟气中的有些气
5、体对人眼有极大的刺激性，力而使人们在疏散过程中的行进速度显著降低。四、尘害烟气中悬浮微粒是有害的。危能进人人体肺部，粘附并聚集在和玍肺泡壁上，引起呼吸道疾病和增大心脏病死亡率，对人造成直接危害。五、高温在层高不超过 5m 的普通建筑中，烟气层的温度达到 180以上时才会对人构成威胁。人们对高温烟气的忍耐是有限的。在 65 时，可短时忍受；在 120时，15 min 内就将产生不可恢复伤； 140时约为 5min，170时约为 Imin；而在几百度的高温烟气中是一分钟也无法忍受的。第二章火灾烟气的流动特牲第一节火灾烟气的扩散驱动力引起烟气蔓延扩散的主要因素：烟囱效应、高温烟气的浮力、烟气的膨胀力
6、、外界风、供暖、通风和空调系统，以及电梯活塞效应等。一、烟囱效应（识记）烟囱效应是指在建筑物的竖直通道中，由于温度差的存在使得自然对流循环加强，促使烟气上升流动的效应。由室内外温差引起的，室内外温差越大，烟囱效应越大。建筑高度越高，烟囱效应也越明显。烟囱效应是高层建筑发生火灾时竖向通道烟气蔓延的主要因素。建筑中室内外压力差为零的平面称为中性面，中性面的位置会影响气体在该建筑中的运动 4。二、高温烟气的浮力（识记）烟气的浮力实质上是着火房间与走廊、邻室室外形成热压差，导致着火房间内的烟气与走廊、邻室或室夕或室外形成热压差，导致着火房间内的烟气与走廊、邻室或室外的空气相互流动高温烟气的浮力是烟气在
7、室内水平方向流动的动力之一。三、烟气的膨胀力（简单应用）(P41)Vout、Vin-燃烧膨胀后的烟气量和流人着火房间的空气量(m3/S)；Tout、Tin-燃烧后的烟气温度和流人着火房间的空气温度(K)。例 2-1P42四、外界风的影晌（识记）迎风侧产生正风压，背风侧产生负风压五、通风空调系统的影晌（识记）一般认为，发生火灾时应先关闭 HVAC 系统以避免烟气扩散并中断向着火区供风。六、电梯的活塞效应（识记）电梯在电梯井中运动时，能够使电梯井内出现瞬时压力变化，称为电梯的活塞效应电梯面积较小或电梯高速运动时，电梯产生的活塞效应比较明显。第二节 火灾烟气的流动过程一、着火房间内的烟气流动过程（识
8、记）在浮力作用下烟气将向上流动。在火灾燃烧中，火源上方的火焰及燃烧生成烟气的流动通常称为火羽流，如火焰区的上方为燃烧产物（烟气）的羽流区，其流动完全由 浮力效应控制，称为浮力羽流，或者称为烟气羽流。烟气羽流不断地卷吸其周围的空气，其质量流率也因此不断增加，温度则逐渐降低。气羽流到达顶棚后，便沿着顶棚向四周扩散，形成一个较薄的顶棚射流层，女种射流会继续卷吸其下方的空气，故顶棚射流中烟气的温度和浓度随着射流半 r 的增大将不断下降。当顶棚射流遇到周围墙壁的阻挡后，将会沿着墙壁面向下发展，形成一种反浮力壁面射流，由于此时烟气的温度仍然较高，这种壁面射流下降一段距离后便又会上然后在顶棚下方逐渐积累下来
9、，从而形成较稳定的烟气层。二、走廊内的烟气流动过程（识记）着火房间内的烟气向走廊的扩散流动是火灾烟气流动的主要路线。烟气在走廊中的流动在一定范围内是呈层流流动状态的1)烟气在上层流动，空气在下层流动，分层流动状态能保持 40-50m 的流程，上下两个流体层之间的掺混很微弱； 52)烟气层的厚度在一定的流程内能维持不变，从着火房间排向走廊的烟气出口起算，可达20 -30m。当，当烟气流过比较长的路程时，由于受到走廊顶棚面及两侧墙壁面的冷两侧的烟气会沿墙壁面开始下降，最后只在走廊断面的中部保留一个接近圆形的空气流三、竖井内的烟气流动过程（识记）竖井指的是高度与截面边长之比远大于 1 的垂直通道火灾
10、烟气垂直向上的速度可达到 3 - 4m/s。竖井内温度越高，则内外压差越大，烟囱效应越剧烈。第三节 火灾烟气的特性参数一、压力（识记）着火房间火灾烟气的绝对压力可以看成近似等于当时当地的大气压力。二、温度（综合应用）tv- 着火房间 时刻平均温度() ；-从着火房间门、窗玻璃破碎时起算的时间( min)；to-着火房间初始温度()。例 2-2 三、密度（综合应用）例 2-36第三章火灾烟气的控制第一节火灾烟气控制的地位与作用建筑防火设计按工种概括起来主要包括以下四大方面：建筑防火；消防给水、灭火系统；防排烟系统；电气防火、火灾自动报警控制系统等。二、火灾烟气控制的作用（一）为建筑内人员的安全疏
11、散创造有利条俘（二）为消防队员的火灾扑救创造有利条件（三）可控制火灾的蔓延扩大第二节火灾烟气控制的根本任务一、防排烟系统设计的根本任务（识记）疏散路线为着火房间一走廊一前室一楼梯间一下部各楼层一室外；起火房间所产生的火灾烟气主要扩散流动路线一般有三条，第一条为着火房间一室外；第二条为着火房间一相邻上层房间一室外；第三条为着火房间一划廊一楼梯问一上部各楼层一室外，其中第三条路线是最主要的一条。防排烟系统设计的根本任务是：如何最大限度地减少火灾时的烟气生成量，如何时使火灾时产生的烟气迅速排除，从而有效地防止烟气从着火区蔓延扩散，特别是防止侵入作为疏散通道的走廊、楼梯间及其前室，以确保有一条安全可靠
12、、畅通无阻的疏散道和安全疏散所需的时间。二、疏散通道的安全分区（一）房间和大空间场所首先应尽可能减少发生火灾时烟气的生成量；其次应采用有效的防火隔烟措施，防止烟气向非着火区蔓延扩散；最后选择合理的排烟方式，以实现着火房间有效排烟，对非着火房间防止烟气侵人。（二）走廊走廊作为疏散通道的第一安全区，要及时有效地把从着火房间窜入该区的烟气加以排除，并严防烟气向前室和楼梯问继续扩散。（三）前室前室作为疏散通道的第二安全区，一方面要及时有效地把从走廊窜人该区的烟气加以排，另一方面要严防烟气向楼梯间或消防电梯间继续扩散（四）楼梯问楼梯间作为疏散通道的第三安全区，要保证不受烟气侵害，同时为保证空气洁净新鲜。
13、不受烟气侵害的含义：首先，不使烟气侵入，即成为无烟区域；其次，一旦烟气侵入，应能在极短的时间内予以排除，烟气的意外侵入不应造成任何危害。7第三节火灾烟气控制的方式一、防烟方式的分类（一）非燃化防烟（二）密闭防烟密闭防烟的优点是不需要动力，而且效果很好；缺点是门、窗等需要经常处于关闭状态（三）阻碍防烟防烟卷帘、防火门、防火阀、挡烟垂壁等都是阻碍防烟结构。（四）机械防烟机械防烟方式的优点是能有效地防止烟气侵入所控制的区域，特别适用于疏散通道的楼梯疇、电梯间及前室的防烟。机械防烟原理主要包括空气流和加压控制两种。1空气流最普遍用于两处：门口和走廊；不适用于水喷淋冷却后的烟气，因为上游空气和下游烟气之
14、间的温差很小2加压控制加压控制可使防烟分隔物的勿的两侧形成一定的压差，从而控制烟气穿过分隔物的缝隙进人防烟分区。二、排烟方式的分类（一） 自然排烟自然排烟是利用火灾产生的高温烟气浮力和外部风力的作用，通过建筑物的对外开口把烟气排至室外的排烟方式，其实质是高温烟气和冷空气的对流运动。（二）机械排烟在火灾发展初期，这种排烟方式能使着火房间压力下降，造成负压，使烟气不向其他区域扩散。可分为机械排烟-自然补风和机械排烟-机械补风两种方式。机械排烟-机械补风方式的排烟效果很好，运行稳定，且不受外界气候状况的影响；缺点是由于使用了两套风机，其造价偏高。第四节 火灾烟气控制的发展概况一、火灾烟气控制的历史（
15、领会）（一）国外的历史英国是最早在建筑中应用烟气控制的国家。英国主要倾向于对楼梯间及其前室加压送风澳大利亚把楼梯问加压送风最早编人了政策法规。美国也是较早是加压送风和排烟相结合的方式。加拿大将加压方式分为全部加压方式和部分加压方式两种。第四章防排烟系统概述8第一节防排烟系统的基本内容一、防排烟部位的确定（领会）（一）高层民用建筑设计防火规范一类高层建筑和建筑高度超过 32d 真的二类高层建筑的下列部位应设置排烟设施：1)长度超过 20m 的内走廊。2)面积超过 100m2，且经常有人停留或可燃物较多的房间。3)高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。下列部位应设置独立的机械加压送风的
16、防烟设施：1)不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯问前室或合用前室。2)采用自然排烟措施的防烟楼梯问，其不具备自然排烟条件的前室。3)封闭避难层（间） 。（二）建筑设计防火规范防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室应设置防烟设施， 。下列场所应设置排烟设施：1)丙类厂房中建筑面积大于 300m2 的地上房间；人员、可燃物较多的丙类厂房或高度大于32m 的高层厂房中长度大于 20m 的内走廊；任一层建筑面积大于 5000 m2 的丁类厂房。2)占地面积大于 1000m2 的丙类仓库。3)公共建筑中经常有人停留或可燃物较多，且建筑面积大于 300m2 的地上房间；公共建筑中长度大于 20
17、m 的内走廊。4)中庭。5)设置在一、二、三层且房间建筑面积大于 200mz 或设置在四层及四层以上或地下、半地下的歌舞娱乐放映游艺场所：6)总建筑面积大于 200 m2 或一个房间建筑面积大于 50m2 且经常有人停留或可燃物较多的地下、半地下建筑或地下室、半地下室。7)其他建筑喂-40m 的疏散走廊。通行机动车的一、二、三类隧道应设置机械排烟系统，通行机动车的四类隧道可采取自然排烟方式。隧道火灾避难设施内应设置独立的机械加压送风系统，其送风的余压值应为 30 50Pa。二、防烟分区的划分在一个防烟分区或区域内实施排烟，满足安全和经济性的要求。国防火设计规范规定：设置排烟设施的走廊、净高不超
18、过 6.00m 的房间，应采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下凸出不小于 0.50m 的梁划分防烟分区。三、防排烟方式的选择（一）楼梯间防排烟方式的选择有机械防烟方式和自然排烟方式两种。（二）走廊防排烟方式的选择防排烟方式有非燃化防烟、阻碍防烟、自然排烟和机械排烟四种方式。（三）房间防排烟方式的选择9非燃化防烟、阻碍防烟、密闭防烟、自然排烟和机械排烟五种方式。（四）大空间防排烟设施的设冒非燃化防烟、阻碍防烟、自然排烟和机械排烟四种方式。四、防排烟系统的设计内容（一）自然排烟系统的设计包括自然排烟口的设置位置和有效开口面积的确定两个部分。（二）机械排烟系统的设计包括机械排烟量的确定、排烟口的布置及尺寸的
19、确定、排烟管道的布置及尺寸的确定、排烟风机的选型及布置、补风途径的确定和整体防排烟系统的构成和控制六个部分。（三）机械防烟系统的设计包括加压送风量的确定、送风口的布置及尺寸的确定、送风管道的布置及尺寸的确定、送风风机的选型及布置、泄压途径的确定和系统运行调节方式的确定。（四）其他特殊的技术设施设置专门的避难层或避难间。单独划分防烟分区，并应设有可靠的防排烟设施。第二节 防烟分区的划分原则（识记）一、防烟分区不应跨越防火分区（一）防火分区和防烟分区的作用不完全相同防火分区的作，把火灾限制在一定的空间范围内，以减少火灾损失。防烟分区的高温烟气控制在一定的区域范围内，防止烟气蔓延。（二）划分防火分区
20、和防烟分区的划分构件不完全相同防火分区的防火划分构件必须是不燃烧体，而且要满足规定的耐火极限，构造上是连续的防烟分区的防烟划分构件虽然也是不燃烧体，但却没有耐火极限的要求。在水平方向上要求连续设置，但在竖直方向上则不要求连续，（三）防火分区与防烟分区划分面积不完全相同防火分区的划分是以建筑面积为墓施的，根据其房间的使用功能和建筑类别的不同防烟分区的面积通常小于防火分区，因此可以在一个防火分区内划分若干个防烟分区，而防火分区的划分构件可作为防烟分区的边界。（四）防火分区与防烟分区的划分原则不完全相同防火分区是利用防火划分构件，把建筑物内的空间划分为若干防火单元。建筑物内的空间都要被划分防火单元。
21、防烟分区只在按规定需要设置防排烟设施的走廊和房间划分。二、每个防烟分区的建筑面积不宜超过规范要求(识记)（一）高层民用建筑设计防火规范设置排烟设施的走廊、净高不超过 6m 的房间，应采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下凸出不小于 0.5m 的梁划分防烟分区。每个防烟分区的建筑面积不宜超过 500m2，且防烟分区不应跨越防火分区。规定净空高度超过 6m 的房间可不考虑划分防烟分区。（二）人民防空工程设计防火规范101)每个防烟分区的建筑面积不宜大于 500m2，但当从室内地面至顶棚或顶板的高度在 6m 以上时，可不受此限。2)防烟分区不得跨越防火分区（三）汽车库、修车库、停车场设计防火规范设有机械排烟系
22、统的汽车库，其每个防烟分区的建筑面积不宜超过 2000 m2且防烟分区不夸越防火分区。防烟分区可采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下凸出不小于 0.50m 的梁划分。（四）建筑设计防火规范需设置机械排烟设施内净高小于等于 6m 的场所应划分防烟分区；每个防烟分区的建筑面积不宜超过 500m2，防烟分区不应跨越防火分区。防烟分区宜采用隔墙、顶棚下凸出不小于 0.50m 的结梁以及顶棚或吊顶下凸出不小于 0.50m的不燃烧体等进行分隔。（五）地方规范上海市规定：自然排烟的防烟分区面积不宜大于 2000m2，长边不宜大于 60m，且不应跨越防火分区。当室内高度超过 6.00m，且具有对流条件时，长边不应大于
23、 75m。三、通常按楼层划分防烟分区每个楼层作为防烟分区的分隔，多层建筑每层面积远小于 500m2 时，一个防烟分区可以跨越一个以上的楼层，但一般不宜超过 3 层，最多不应超过 5 层。四、特殊用途的场所应分防烟分区（一）疏散通道单独划分防烟分区。（二）避难层（间）不论面积多大，独划分防烟分区，并有良好的防排烟设施。 （三） 自然形成的区域高层民用建筑中面积超过 100m2 的需要设置机械排烟的地上房间，以及总面积超过 200m2或单个房间面积超过 50 m2，需要设置机械排烟的地下室等，都是自然形成的排烟区域，应单独划分防烟分区第三节 防烟分区的划分方法及设定位置一、防烟分区的划分方法（领会）（一）按用途划分（二）按面积划分所有防烟分区共用一套排烟设施时，排烟风机的容量应按最大防烟分区的面积计算。（三）按方向划分建筑高度超过 100m 的超高层建筑，可以将其按 15 20 层分段二、防烟分区的设定位置与防排烟方式的选择（识记）（一）设定在走廊和房间之间（二）设定在走廊中
