超高中庭排烟设计探讨.doc

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1、超高中庭排烟设计探讨摘要通过对超高层办公楼及中庭火灾时排烟量的计算和烟气流向分析，认为30m以上的超高中庭仍需要进行消防排烟处理，确定了中庭排烟方式及排烟所需面积，排烟窗位置和控制方法。　　关键词超高中庭排烟热量释放着火层烟气量烟温烟势流速自控排烟窗　　中庭排烟的主要任务：一是在火灾时能及时排除烟气，保证人员在较好的能见度下进行安全疏散，使消防人员获得更有效的安全工作环境，把人员，建筑物及设备的损失降到最低限度；二是及时排除办公层火灾时涌入中庭的烟气，防止烟气层化，减少非着火层工作人员对火灾的恐惧感，防止

2、由于恐慌而造成不必要损失。结合上海交银金融大厦项目就中庭烟气来源于自身的裙房层和办公层这一观点进行阐述。　　交银大厦地面以上一层至五层为裙房（主要为营业，计算机房，餐饮）；裙房以上为南北两幢办公塔楼（楼高分别是190m和230m）。南北办公楼中间由163m高中庭相连。办公楼和中庭的东西外墙均为玻璃幕墙，中庭的南北向与办公楼之间由玻璃幕墙隔开，（幕墙上设一扇可开启窗）根据消防规定中庭和办公楼均须作消防排烟处理。　　一、办公层火灾时对中庭的影响　　　　火灾发生时如何确保火灾区的人员在洁静的环境下有秩序地疏散到

3、安全区，便成为消防排烟设计的主要课题。保证人员疏散所必需的安全高度的确定对排烟量有很大影响，控制此高度实际上就是控制烟气量。笔都根据规范和国外某些计算方法结合交银大厦项目进行了计算，通过比较寻求最佳的设计方案。　　1．按防烟分区单位面积风量计算烟气量　　《高规》8.4.2.2条指出"提供两个或两个以上的防烟分区排烟时，应按最大防烟分区面积，每平方米不小于120m3/h计算。"按此标准，本排风系统排烟量为　　　　L=Ｆ×q=600×120=72000m3/h　　(办公层面积600m2)；相当于42次/时换气

4、。这样大的风量，无论采用土建风道（最大风速小于15m/s）还是金属风道（最大风速小于20m/s）都将占用大块的办公面积。　　2．按换气次数计算烟气量　　《技术规程》4.2.2.4指出"没有喷淋的大空间办公室按6次/时计算。但不应小于30000m3/h。"实际计算烟量L=600×2.8×6=10080m3/h。8　　3．按火情法计算烟气量　　本项目计算采用《准则》《技术规程》现代建筑排烟所推荐的计算方法结合办公层的使用特点，设定了有关数据，经计算，烟气量为42500m3/h，相当于25次/时换气。　　　　　

5、　M=0.19×P×Y×3/2=0.19×12×2.5×3/2×9.01kg/s　　　　　　θ=Q/(M×C)=1500×(9.01×1)=166℃　　　　　　V=（M×T）/（P0×T0）　　　　　　　=[M×（θ+T0）]/（P0×T0）　　　　　　　=[9.01×(166+293)]/(1.2×293)　　　　　　　=11.76m3/s=42344m3/h　　　　　　n=42344/(600×2.8)=25.2次/h　　式中：M----烟气质量流量，kg/s；　　　　　P----火灾周长，m；　　　

6、　　Y----烟层底高，m，办公层Y=2.5m，裙房Y=2.5m；　　　　　θ----烟气与周围环境的温差，℃；　　　　　Q----热量释放，MW（kW）；办公层Q=1.5MW；裙房Q=2.5MW　　　　　V----烟气体积流量m3/s；　　　　　T0----环境温度T0=20℃（20+273=293K）　　　　　P0----环境空气密度kg/m3,n=换气次数（次/h）。　　上述计算说明，简单地用6次/时换气次数和120m3/h的方法来确定消防排烟量，计算值差异太大，对该项目而言，是不恰当的。因为在烟气

7、热量释放值确定后，排烟量主要取决于烟气上升到烟层底的高度，与楼面位置或空间是无关的。结合本项目特点，采用了计算方法2和计算方法3相结合的方式，确定了防排烟系统的设计。　　从经济效果考虑，确定办公层机械排烟系统的排烟量按6次/时换气计算，这样，当办公层出现小型火灾时就能投入使用，既减少了占用办公面积的矛盾，又能满足人员疏散要求，最大限度地减少火灾引起的经济损失。当办公层出现1～1.5MW热释放量时，仅用6次/时换气的排烟系统是无法排出全部烟气的，此时烟层会急剧下降，烟温将提高，甚至会出现烟雾淹没疏散通道的情

8、形，给办公人员逃生带来极大困难。同时，如果烟温不断升高到600℃时，将会引起爆燃现象，这无疑又会扩大火势，后果不堪设想。但是由于喷淋装置的及投入（一般不会超过5min）及围护结构的吸热作用（约吸收1/3），使烟温又所降低。有资料介绍，当烟温比周围空气温度高100℃时，和此烟直接接触的6mm厚玻璃就会破碎。另外玻璃的特性决定了它在急剧加热时，再受喷淋水的喷洒后，也会发生爆裂破碎。这时烟雾将会以5～15kg/s的速度涌入中庭（经计