建筑中庭防排煙方式及排煙量計(jì)算

韓笑

摘 要：中庭建筑已成為高層建筑的一大趨勢(shì)，世界各地的高級(jí)賓館、飯店、銀行、辦公樓等各種公共建筑都采用中庭。對(duì)于中庭，如何進(jìn)行有效的防火設(shè)計(jì)，又不破壞中庭的空間感受與視覺美感，這是設(shè)計(jì)人員需要研究的問題。本文僅從中庭空間的定義、火災(zāi)特點(diǎn)、防排煙方式及排煙量計(jì)算等方面的內(nèi)容結(jié)合規(guī)范進(jìn)行研究，希望對(duì)以后的排煙設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)性作用。

關(guān)鍵詞：中庭；火災(zāi)特點(diǎn)；防排煙方式；排煙量計(jì)算

1 中庭防火設(shè)計(jì)的基本原則

高度三層或三層以上，且平面尺寸中短邊長(zhǎng)度不小于6米的大容積空間定義為中庭。中庭的防火問題相當(dāng)復(fù)雜，因?yàn)橹型ナ巧舷伦笥邑炌ǖ拇罂臻g，不可能采用一般建筑物那樣的普通防火對(duì)策，如果中庭的防火設(shè)計(jì)不當(dāng)，則有可能釀成大禍。中庭的火災(zāi)特點(diǎn)：

1.1 空間大，難以進(jìn)行防火防煙分隔

按照現(xiàn)行《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定，建筑內(nèi)設(shè)置自動(dòng)扶梯、敞開樓梯等上下層相連通的開口時(shí)，其防火分區(qū)的建筑面積應(yīng)按上下層相連通的建筑面積疊加計(jì)算；當(dāng)疊加計(jì)算后的建筑面積大于本規(guī)范第5.3.1條規(guī)定時(shí)，應(yīng)劃分防火分區(qū)。

1.2 功能復(fù)雜、起火因素多，人員集中，疏散困難

中庭連通周圍多功能房間，人員流動(dòng)大且混雜?；馂?zāi)隱患多，一旦發(fā)生火災(zāi)，疏散量大，疏散困難。

1.3 容易形成“煙囪效應(yīng)”

建筑中庭空間類似煙囪，當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，溫度不斷升高，會(huì)形成“煙囪效應(yīng)”。煙氣順著中庭快速向垂直和水平方向擴(kuò)散，造成火勢(shì)迅速蔓延，帶來(lái)巨大的人員和財(cái)產(chǎn)損失。

2 中庭式建筑排煙方式

建筑中庭防排煙設(shè)計(jì)的目的是在人員安全疏散所需時(shí)間內(nèi)，利用排煙設(shè)施保證疏散口的安全，控制并減少煙氣從著火區(qū)域向附近空間擴(kuò)散，并便于消防人員的救援行動(dòng)。

中庭必須設(shè)置排煙系統(tǒng)，可分為自然排煙和機(jī)械排煙兩種方式。

（1）凈空高度小于12m的中庭，當(dāng)其可開啟排煙天窗或是高側(cè)窗的面積不小于中庭地面面積的5%時(shí)，可以采用自然排煙。（2）不具備自然排煙條件或凈空高度超過(guò)12m的中庭，應(yīng)設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施。

室內(nèi)中庭的凈空高度不超過(guò)12m，可以采用可開啟的高側(cè)窗進(jìn)行自然排煙。如果中庭的凈空高度超過(guò)12m就應(yīng)設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施。其原因是：煙氣在上升過(guò)程中會(huì)卷吸大量周圍冷空氣，火災(zāi)產(chǎn)生的高溫氣體上升到火焰上方形成煙羽流，煙羽流受熱浮力驅(qū)動(dòng)上升，在上升過(guò)程中，不斷卷吸周圍的空氣，在浮力、膨脹力和“煙囪效應(yīng)”等作用下，煙氣上升到頂棚，進(jìn)而沿頂棚四周向下擴(kuò)散填充，形成煙氣層。隨著火災(zāi)的發(fā)展，煙氣層厚度不斷增加，當(dāng)煙氣層下降到其他層頂棚以下時(shí)，熱煙氣就會(huì)逐漸蔓延到著火層以上各層。

圖1

（3）排煙方式具體可分為集中式中庭排煙、分散式房間排煙、集中式中庭排煙與分散式房間排煙相結(jié)合三種方式。

集中式中庭排煙：在中庭頂部設(shè)置排煙口，進(jìn)行自然或機(jī)械排煙，將侵入到中庭上部的煙氣排至室外（圖1所示）。

分散式房間排煙：利用設(shè)在與中庭相通又無(wú)法分隔的中庭周圍的房間內(nèi)的各個(gè)部位的排煙口將煙氣直接排至室外。

集中式中庭排煙與分散式房間排煙相結(jié)合方式：當(dāng)中庭與周圍部分房間之間，沒有空氣流動(dòng)或空氣流動(dòng)不暢時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程情況采用集中與分散相結(jié)合的排煙方式。

3 中庭式建筑主要類型、防火分區(qū)及其排煙量計(jì)算

（1）中庭與周圍建筑之間無(wú)任何間隔，中庭與周圍房間之間空氣自由流通。該類型防火分區(qū)面積應(yīng)按上下層連通的面積疊加計(jì)算（即包括中庭在內(nèi)以及與中庭相通的內(nèi)部各樓層的全部空間面積）。面積之和不應(yīng)超過(guò)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的防火分區(qū)最大允許建筑面積。

排煙量計(jì)算要點(diǎn)如下：①集中式中庭排煙方式：排煙量按體積計(jì)算。排煙體積為中庭以及與中庭相通的內(nèi)部各樓層的全部空間的體積。體積小于或等于17000m3時(shí)，其排煙量按其體積的6次/h換氣計(jì)算；體積大于17000m3時(shí)，其排煙量按其體積的4次/h換氣計(jì)算，但最小排煙量不應(yīng)小于102000m3/h。②分散式房間排煙方式：不屬中庭排煙范疇，排煙量應(yīng)按《高規(guī)》8.4.2條，《建規(guī)》9.4.5計(jì)算，既擔(dān)負(fù)一個(gè)防煙分區(qū)排煙或凈空高度大于6m的不劃防煙分區(qū)的房間時(shí)，應(yīng)按每平方米面積不小于60m3/h計(jì)算（單臺(tái)風(fēng)機(jī)最小排煙量不應(yīng)小于7200m3/h）。擔(dān)負(fù)兩個(gè)或兩個(gè)以上防煙分區(qū)排煙時(shí)，應(yīng)按最大防煙分區(qū)面積每平方米不小于120m3/h計(jì)算。中庭體積計(jì)算方法如①點(diǎn)。③集中式中庭排煙與分散式房間排煙相結(jié)合方式：中庭與周圍房間之間應(yīng)設(shè)防火卷簾分隔。中庭與房間的排煙量應(yīng)分別計(jì)算。

（2）中庭與周圍建筑之間采用玻璃間隔，中庭與周圍房間之間無(wú)空氣流通。防火分區(qū)面積按中庭面積計(jì)算。

排煙量計(jì)算要點(diǎn)如下：①集中式中庭排煙方式：中庭與周圍房間之間應(yīng)采用防火玻璃分隔，中庭體積為本身的體積。②集中式中庭排煙與分散式房間排煙相結(jié)合方式：中庭與周圍房間之間為普通玻璃分隔，中庭與房間的排煙量應(yīng)分別計(jì)算。③中庭與周圍建筑的走廊相通，走廊與周圍房間之間采用玻璃或墻間隔，中庭與周圍房間之間無(wú)空氣流通。

防火分區(qū)為包括中庭以及中庭相通的各樓層回廊的面積之和。

集中式中庭排煙方式：計(jì)算排煙量的體積應(yīng)為中庭以及中庭相通的各樓層回廊的體積之和。

4 火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置

只有及早發(fā)現(xiàn)火情，防排煙系統(tǒng)才能起到作用，所以火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置對(duì)于防排煙設(shè)計(jì)也很重要。著火時(shí)，著火部位煙感器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，消防控制中心將著火處的排煙閥或排煙口打開，排煙風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)開啟排煙。自然排煙時(shí)也可分層設(shè)置可開啟的外窗進(jìn)行排煙。

5 結(jié)語(yǔ)

中庭建筑本身的建筑特點(diǎn)及發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙氣的流動(dòng)特點(diǎn)告訴我們，在自然排煙不能滿足的情況下，有必要增設(shè)機(jī)械排煙，采取相對(duì)應(yīng)的機(jī)械排煙方式。在進(jìn)行防排煙設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮機(jī)械排煙量，在相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范前提下根據(jù)具體的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，以求達(dá)到最好的防排煙效果，為人員的疏散、火災(zāi)的撲救提供更多的時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 50045-95.高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[2] GB 50016-2014.建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[3] 張吉光，史自強(qiáng)，崔紅社.高層建筑和地下建筑通風(fēng)與防排煙.

[4] 陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè).