防火排烟系统（精选12篇）
防火排烟系统 篇1
0 引言
随着我国经济持续稳定增长和城镇化水平的不断提升, 城市汽车保有量呈快速增长趋势, 停车难成为困扰我们的社会问题。开发地下空间建设地下车库, 发展机械立体车库成为解决停车困难的有效途径。然而, 在地下车库蓬勃发展的同时, 其火灾危险性也逐步凸显出来。地下车库作为一种封闭空间, 一旦发生火灾不仅会导致车辆被大量烧毁, 同时, 产生和积聚的烟气和热量还严重威胁被困其中的人员生命安全。1992年瑞典的地下车库火灾烧毁100辆汽车;2006年英国布里斯托尔22辆车辆烧毁, 车库顶棚结构损坏。国内无锡、佛山、长沙、天津等城市也发生过典型的地下车库火灾。
国内外学者主要运用全尺寸火灾试验、缩小尺寸火灾实验和火灾模拟三种方法研究地下汽车库和汽车火灾。芬兰、英国、法国、德国、美国[1]分别对敞开空间单辆中型客车、中型轿车, 封闭空间内多辆小轿车, 碰撞情况下的汽车等多种情况下开展了全尺寸试验, 研究汽车火灾的热释放速率曲线, 汽车材料、阻燃材料、通风等因素对汽车火灾的影响。国内程远平教授[2]对一辆小轿车进行了全尺寸火灾试验研究, 获得了试验条件下火场温度和热释放速率等随时间的变化规律。国外在19世纪70年代起就开始研究地下汽车库火灾, 主要研究了自动喷水灭火系统、机械防排烟系统, 车库布局等因素对地下车库火灾蔓延程度的影响, 以及火灾对地下车库钢结构、钢框架混凝土平板组合结构安全性能的影响。国内在这方面的研究起步晚, 研究较少。我国现行的于1998年开始实施的《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》由于颁布年代较早, 与当前汽车库的发展存在部分不适应的情况。
1 地下车库火灾的特点
1.1 地下车库的定义与分类
地下汽车库是指室内地坪面低于室外地坪面高度超过该层车库净高一半的汽车库。地下车库的分类方式有很多种, 按照汽车库规模, 《汽车库、修车库、停车库设计防火规范》 (以下简称为汽规) 把车库分为Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ四类;按照地下车库与地面建筑的关系, 分为单建式和附建式两种, 附建式车库应用相对广泛;按车辆进库方式, 分为坡道式、机械式和两种混合的半机械式。
1.2 地下车库主要火灾隐患
汽车库火灾兼有液体火灾和固体火灾的特点, 根据地下车库风险性评价研究[3], 地下停车库的主要危险源为汽车存放单元中存放的汽车, 控制间内的控制柜及线路, 弱点机房线路和风机房的电器线路, 其中停放在库内的汽车是最主要的危险源。
1.3 地下车库的火灾特点
地下车库具有相对封闭、出入口少、自然通风不足、泄压面积小的建筑特点, 一旦发生火灾, 烟气和热量都很难散发出去。升温速率快, 烟气浓度大、能见度低会导致人员疏散、灭火救援困难。车辆中的燃料和合成装修材料会形成大量的火灾荷载, 在强辐射热的作用下油箱容易爆炸, 极易引起附近车辆的燃烧, 进一步扩大燃烧范围。同时, 车库内车辆不容易撤离, 易造成大量财产损失。附建式地下车库与地上建筑相连通, 大火和烟气通过竖向通道向上部空间传播, 对地上建筑和人员安全造成极大的威胁。
2 地下车库通风及排烟系统的概况
2.1 地下车库通风系统的原理和分类
地下车库的通风系统由送风系统和排风系统两部分组成, 送风系统向车库内送入新鲜空气, 目的是使车库内污染物和有害物质的浓度降低到国家卫生标准范围内和爆炸极限外。排风系统负责排除有毒有害气体。地下车库通风方式主要包括自然通风和机械通风两种方式。排风口的设置位置分为三种情况:一是根据《采暖通风与空气调节设计规范》 (以下简称为暖规) 上下部均设置排风口;二是全部排风口均设置在上部;三是无风管诱导通风系统。由于地下车库管道众多, 空间紧张, 因此无风管的诱导式通风系统最受设计院青睐。
2.2 地下车库排烟系统的原理和分类
车库排烟系统是为了排除火灾产生的热量和烟气, 防止火势蔓延, 为人员和车辆的撤离提供安全疏散时间, 同时为灭火赢得时间。排烟方式也包括自然排烟和机械排烟两种方式。。地地下下车车库库一旦发生火灾, 空气会分成热空气和冷空气上下两部分, 机械排烟口均设置在车库的上部。
2.3 地下车库通风排烟系统的研究现状
地下汽车库排烟系统对灭火、控火及安全疏散的影响存在一定的争议。排烟量较小, 不能满足人员安全疏散条件, 当排烟量增大到一定值时, 火灾释热速率快速升高对灭火不利。张晓鸽[4]认为隔烟卷帘和水喷淋系统能够产生良好的消防效果, 机械排烟系统反而会在一定程度上加剧火灾的发展;Carvel研究表明强制纵向通风重型货车火灾的释热速率比自然通风条件下大10倍以上, 而对小汽车影响不大;张培红[5]认为机械排烟对通道处的温度、烟气的控制效果明显, 有利于安全疏散, 但是地下车库火灾规范对排烟设计笼统, 6次/h排烟效果不佳, 30次/h排烟效果好但对灭火不利;程远平认为若要在一定时间内保持安全逃生和救灾的有利条件, 实际所需的排烟量和换气次数与车库面积、层高、火灾负荷载条件有关。
2.4 通风排烟系统工程防火设计中常遇到的问题
在设计通风系统和排烟系统时, 常遇到的问题可分为四大类:一是高层建筑的附建式地下车库应采用《汽车库、修车库、停车库设计防火规范》还是《高层民用建筑设计防火规范》;二是通风量和排烟量能否一致;三是通风口和排烟口能否共用;四是排烟量能否设置为固定值。对于附建式的地下车库应采用《汽规》;通风量和排烟量值应考虑通风系统和排烟系统二者的布置关系。如果共用系统, 通风量和排烟量可以一致;由于地下车库排放的高温尾气, 不会滞留在车库下部, 因此排烟口和通风口均应设置在上部;在实际工程中, 车辆的进出次数, 在车库内的停留时间是不同的, 存在高峰期和低谷期, 建议采用变风量排烟系统。
3 地下车库通风及防排烟系统防火设计及评估
3.1 排烟系统安全设计标准
地下车库的安全设计标准决定着人员安全疏散时间, 根据我国学者常用的生命危险判据[6], 如果火灾发展30 min内冷空气的高度不低于1.5 m, 距地板1.8 m内, 气体中氧气体积分数大于12%, CO2, CO体积分数分别小于6和1 400×10-6, 距离地板1.8 m冷空气的温度不高于65℃, 热烟气层的温度不高于600℃, 认为是安全状态。
3.2 地下车库排烟量确定
地下车库排烟量的确定, 需要确定三个因素:1) 排烟量;2) 补风量;3) 换气次数。
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》中的规定, 排烟量的计算公式为:
其中, L为排烟量, m3/h;V为防烟分区的体积, m3;N为换气次数, N≥6。规范中规定换气次数不小于6次/h。在前文中, 我们提到同一频率的定风系统在实际工程的运用有一定的局限性, 相比之下变风量的排烟系统可以有效控制火场烟气的蔓延和火场温度的提高。根据张培红等人[5]的研究结果, 在300 s以前采用低频率, 300 s之后将换气次数提高到40次/h。
《汽规》规定补风量不应小于排烟量的50%, 但在实际工程中一般按照60%计算[7]比较合理, 当选用太低的补风量时, 楼梯间会因负压过大而打不开门。
3.3 排烟系统管道设计方式
常见的排风系统和排烟系统的布置方式有三种:一是排风系统和排烟系统完全独立, 这种方式管道占用地下车库的空间大, 投资成本大;二是排风系统和排烟系统合用主风管道, 风机独立设置, 两台风机并联连接管道, 这种方式投资大、可靠性低;三是排烟系统和排风系统完全共用, 即管路系统、排风口与排烟口、排风机与排烟机均合用, 这种方式空间利用率高, 投资成本相对低, 可靠性高。
3.4 诱导式排烟系统的应用
诱导通风系统又称为无风管诱导通风系统, 借助射流风机喷嘴喷出的少量气体, 诱导、搅动风机周围空气并带动其至特定的方向, 在无风管的条件下, 形成从送风机到排烟机的定向空气流动, 从而达到稀释有毒气体的浓度。这种方法通风效果好, 节省空间, 初期和运营费用低, 比较适用于大空间建筑。
4 结语
地下车库具有高度的密闭性, 汽车排出的废气和火灾时产生的高温烟气很难自行扩散, 设置合理的通风系统和排烟系统对灭火和控火起着至关重要的作用。变风量排烟系统和诱导式的排烟系统, 可以有效控制烟气的蔓延和火灾热释放速率, 具有投资费用和运行成本低、节省资源等优点, 将会更广泛地运用在地下车库通风及排烟设计中。
摘要：在分析国内外地下车库通风及排烟系统研究进展的基础上, 研究了地下车库的主要危险源及火灾特点, 重点论述了通风及排烟系统常用的工程设计方法及优缺点, 并针对当前地下车库排烟系统设计中存在的普遍性问题, 提出了解决对策, 以供参考。
关键词：地下车库,烟气,排烟系统,火灾隐患
参考文献
[1]张新.地下机械汽车库火灾模型试验及蔓延机理研究[D].长沙:中南大学, 2012.
[2]程远平, R Jhon.小汽车火灾试验研究[J].中国矿业大学学报, 2002, 31 (6) :557-560.
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[4]张晓鸽, 郭印诚.地下车库火灾过程及消防措施的研究[J].工程热物理学报, 2006, 27 (2) :171-174.
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[6]程远平, 张孟军.地下汽车库火灾与烟气发展过程研究[J].中国矿业大学学报, 2001, 32 (1) :12-16.
[7]陈英杰, 朱勇军.地下车库通风与防排烟系统设计的探讨[J].建筑节能, 2014, 42 (285) :24-26.
防火排烟系统 篇2
新汽车库防火规范与高层建筑地下车库通风排烟设计
福州市规划设计研究院吴时晶
福州市建筑设计院林其昌引言
地下汽车库作为高层建筑的一部分（随着城市建设的发展愈加普及），其面积很少则一层，多则数层，由于地下汽车库在高层建筑中处于半封闭状态，流动或停泊的汽车排出废气且带有可燃物，因此如何解决其通风与排烟问题就显得十分重要。高规与新汽车库防火规范主要异同点
高规： 新汽车库防火规范：
4.1.8 设在高层建筑内的汽车停车库、其设计应符合现行国家标准《汽车库设计防火规范》规定（原为 GBJ67-84 现改为GB50067-97）。1.0.2 本规范适合于新建、改建的汽车库、修车库、停车库防火设计（采文说明中明确规范适用于高层民用建筑所属的汽车库）
8.4.1 一类高层建筑和建筑高度超过32米的二类建筑的下列部位，应设置机械排烟设施：各房间总面积超过200m2或一个房间面积超过50m2，且常有人停留或可燃物较多的地下室。8.2.1 面积超过2000m2的地下汽车库应设置机械排烟系统。机械排烟系统可与人防、卫生等排气通风系统合用。
5.1.6 每个防烟分区的建筑面积不宜超过500m2。8.2.2 设有机械排烟系统的汽车库，其每个防烟分区的建筑面积不宜超过200m2。
8.4.2 设置机械排烟设施的部位，其排烟风机的量应符合下列规定：担负一个防
烟分区应按不小于60m3/h·m2计算，担负二个或二个以上防烟分区排为时，应按最大防烟分区面积不小于120m3/h·m2计算。8.2.4 排烟风机的排烟量按换气次数不小于6次/h计算确定。
8.4.11 设置机械排烟的地下室，应同时设置送风系统，且送风量不宜小于排烟量的50%。8.2.7 汽车库内无直接通向室外的汽车疏散出口的防火分区，当设置机械排烟系统时，应同时设置进风系统，且送风量不宜小于排风量的50%。
对比知道二规范主要差别在于：地下汽车库应设排烟系统的条件从200m2放松到2000m2放到2000m2；排烟分区从500m2扩大到2000m2；排烟量从60m3/h·m2减少到6次/h。高层建筑地下汽车库通风与排烟系统的形式
对排烟系统而言，虽排烟分区扩大了了，但排烟量与平时排风量相差无几，这样以前平时排风与火灾排烟二合一系统之间存在的不少难以协调的问题已基本解决。
3.1平时排风和火灾排烟均使用一台风机。
防烟分区内（通常在1000m2以内）设风机一台，平进排风与火灾排烟均运行，系统风量按火灾时排风量确定，风机前设一常开，280°C自动关闭的排烟防火阀。
3.2平时排风和火灾排烟风机分别独立设置。
在同一防烟分区平时排风与火灾排烟分别设置风机，普通风机平时常开，70°C关闭防火阀；高温风同设70°C开启，280°C自动关闭的排烟防火阀，普通风机平时常开，火灾时改为排烟风机运行。
3.3 采用双速风机，平时排风低速运行，火灾排烟高速运行。
这种系统形式主要适用于排风量与排烟量悬殊的车库（如车库平面特殊，层高大，汽车出入库频度低，每辆汽车占面积特别大），今后出现频率可能已不太高。新汽车库防火规范引发的思考和设计中应注意的问题：
4.1 新汽车库防火规范规定排烟量按换气次数确定，其值虽与汽车库排风量相近，但它们目的却不一样。前者是为迅速排出烟气，保证人员车辆安全疏散和控制火灾蔓延；而后者是为了控制库内废气浓度，确保人员健康。
4.2 汽车库的气流组织
地下汽车库通风与排烟系统还应重视送风、排风与排烟系统的气流组织。合理的气流组织可以迅速地排除汽车库内废气与烟气。要使气流组织合理设计者应认真研究、确定送风、排负与排烟系统形式与布置，使疏散方向正好是烟气与污染浓度降低方向，排风口、排烟口要尽可能均匀，靠近汽车附近，送风口应布置在疏散口的方向。
4.3 挡烟梁的认定
防烟分区划分高规规定采用档烟垂壁、档烟梁或挡烟隔墙等措施，这里档烟梁高规中指“顶棚下突出不小于500的梁”。新汽车库防火规范使排烟量明显减少，笔者认为在新情况下，防烟分区的认定应相对规范、严格，即挡烟梁的认定应认真、从严。建议以板下大于800梁或主、次梁差大于500的主梁认定为挡烟梁。
4.4 风机的选择
按新汽车库防火规范设计的排风与排烟系统，对应管路阻力则相差不大。呼吁有
关厂家应紧跟市场，尽快开发出与普通风机工况相近、动力性能良好、压头适中（比普通风机压头略高些），高效、噪声低、平时排风与火灾排烟均适合的混流工风机，以满足市场需求。
防火排烟系统 篇3
关键词：防火隔离带 FDS 场模拟防排烟分区
中图分类号：X924.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（b）-0023-02
防火隔离带指的是在建筑空间内，为阻止火灾大面积蔓延，在室内根据有效间隔宽度来设置消防设施区域，确保在发生火灾的时候，室内的另外一侧不会受起火点的火焰和高温的烟气的影响和危害。由于防火隔离带能够有效的阻止火灾蔓延，起到了保护人身财产安全的作用，进而在城市消防规划中，民用建筑外保温系统中，草原森林中，均采用了这种措施。但是，大空间建筑大多是处于共享状态，具有一定的特殊性，因而防火隔离措施的设计有较高的难度性。笔者利用fds工具，对火灾现场的烟气扩散及温度分布情况进行了场数值模拟，建议将排烟设计融入到防火隔离带中。
1 防火隔离带的概念和特性
室内防火隔离带，指的是在建筑空间内，为阻止火灾大面积蔓延，通过热辐射模型计算确定，利用室内空间的自身条件设置一定有效宽度的间隔区域，并在该区域设置可靠的消防设施，保证火灾时一侧的火焰、烟气不会辐射蔓延至另外一个区域。
室内防火隔离带能够有效的阻隔火災蔓延，其效果类似于防火卷帘、防火墙等物理分隔措施，但只是一种逻辑的防火隔离方法，而且有以下特殊性质：（1）阻火可控性。设定的间隔距离可以有效地阻止火灾区域的热辐射进一步影响到隔壁的防火区域，并防止可燃物起火后造成火势更加凶险。（2）隔烟清晰性。该区域必须能够有效阻挡烟气的扩散，空间必须始终保持高度清晰，以便人群的快速疏散和救援。（3）本体不燃性。在防火隔离带禁止任何可燃物的存在。（4）空间整体性。隔离带是由该区域上下整体形成的一个空间，同时可以有效结合该区域设置的消防设施对火灾进行整体的阻隔和控制。
2 烟气蔓延特性的数值模拟
现阶段，室内防火隔离带的运用是相当广泛的，尤其是大型购物中心，展示建筑，以及仓库等空间高大建筑内，这种类型的建筑都有建筑面积大、楼层高、区域功能统一、空间难以分段通常等特点。建筑楼层的高度均在6 m以上，有的高度甚至达到30 m。
建筑内部发生火灾时，在局部空间内，可燃物的燃烧速率会剧增，四周的空气将会被升腾起来的烟羽流不断卷吸，质量流逐渐增加，平均温度和浓度也会随之上升。当烟气受到建筑顶棚阻挡时，将朝顶棚下方四面扩散开来（热烟气水平蔓延的速度可达1～2 m/s）；当受到墙壁和上梁的阻挡后，便快速向下方转移，在建筑空间的上方形成热烟气层，并且厚度逐渐增加，浓度和温度也随之不断上升，进而造成高温度的热辐射，其危害性不堪设想。如图1所示。
一旦热烟气层的厚度超过挡烟垂壁，就会蔓延到相邻的防烟分区。而对于楼层较高的建筑，如6～30 m，发生火灾时，整个内部上方空间都会被热烟气包围，而且，热烟气具有较强的毒性和遮光性，对人体健康有极其严重的损害，也不利于人群的疏散和救援。由此可见，阻止火势蔓延的关键在于，必须有有效的防烟、排烟的防护措施。
在燃烧过程中，烟气和热传导通过数值方法求解Navier-Stokes方程来进行分析，得出FDS偏微分方程组解的核心算法是一种显式的预测-纠错方法，时间和空间的精度为二阶，计算中涡流处理方式采用大涡流模拟，对于计算和处理火灾烟气流场的精度较高。
笔者将建筑物内部的热辐射和烟气流动状况通过火灾模拟软件FDS 5_6_3进行了仿真模拟，边界的环境设置如下条件：建筑物净高10 m；环境温度23 ℃，风速0/s，火灾规模20 MW。计算结果分析显示出的模拟情况如图1、图2所示。计算结果说明，当t=250 s时，因顶棚的阻挡，火焰中心上方射流而形成热烟气层，其厚度约为3 m，温度分布情况如图2所示。
3 防烟排烟设计
为了阻止火灾发生时烟气的蔓延，在设置区域防护措施时，应该将条件最恶劣的情况下的防烟、排烟的设计作为最重要的任务，落到实处。也就是，在建筑内部某个区域发生火灾时，如果该区域的排烟设施、自动喷水灭火系统均处于不工作状态，但仍然能够阻止烟气通过室内防火隔离带从起火区域向隔壁区域蔓延，这就要求防火隔离带的防烟、排烟设施独自拥有一个阻止系统，与其他区域互不作用和干扰，以控制受到火灾区域的影响，导致其他区域防排、烟设施的失效。
（1）防烟设计。为了有效阻止烟气的蔓延和人群的安全疏散，应该在防火隔离带两侧与相邻区域交界的地方设置挡烟垂壁，挡烟垂壁的设置必须要满足疏散时所需要的清晰高度，最小清晰高度可由公式（1）计算得出结果：
Hq=1.6+0.1H （1）
其中，H为排烟空间的建筑净高度，Hq为最小清晰高度。
挡烟垂壁的设置高度L应≥（H～Hq）。应该选用不燃烧的材料对穿越防火隔离带的洞口进行封堵，更在通风管道穿越处应该设置自动关闭的防烟防火闸门进行隔断。
（2）排烟设计。排烟的设计具有自然排烟和机械排烟，两者的排烟效果各有优缺点。其中，自然排烟，成本低、操作简单、但是排烟效果在很大程度上受到风力风向等多种外界因素的影响，具有一定的不可控性。机械排烟，成本较高，虽然排烟效果佳，但是由于需要控制的环节众多，不利于管理，从而失效的风险偏高。如果是在首层、地下一层或者单层建筑内设置室内防火隔离带，可以安装可开启采光天窗或采光天棚，并且在火灾发生时或故障维修状况下自动开启来进行自然排烟，高效集合了采光、排烟以及隔离各大功能。如果某些建筑内部不具备自然排烟的条件，那么就必须采用机械排烟设施来设置室内防火隔离带，进而在发生火灾时完成排烟工作。值得注意的是，如果一个建筑内部同时设置了自然排烟和机械排烟时，根据不同楼层结构以及排烟流量所需要的空间，应该将其中一种设定为主要排烟设施，另一种则起到辅助和急救的作用即可，这样做是为了确保火灾发生时，能够及时有效进行排烟，从而为人群的疏散和救援提供充足的有利条件。
4 结语
综上所述，室内防火隔离带排烟设施在火灾发生时所起到的决定性作用，尤其是设计要点上，不容疏忽。随着城市的发展，展览建筑、大型购物中心，如商城和超市，以及仓库等高大空间建筑的建造需求也越来越广泛，因此室内防火隔离带排烟设施的设计问题将会更加频繁出现。比如，可以尝试运用防火隔离带的措施来规划防火分区。但是，因为高大空间建筑内部放置的物品的众多以及计算机进行火灾模拟时也会存在一些细微的偏差，所以不确定因素比较多，难以严控。这种室内防火隔离带排烟设施的设计和防火分区的划分方法是否科学合理、行之有效，还需要实践的进一步检验和完善。
参考文献
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高层建筑消防防火排烟设计探讨 篇4
我国人口数量十分庞大, 城市居民人口密度相对较高。为此, 我国城市建筑向着拔高、综合性、功能多等方向迅速发展。于是火灾一旦在高层建筑中被引发, 事故将更加难以处理。主要是因为, 高层建筑结构和功能复杂, 火灾引起浓烟模糊人视线, 同时消防车难以赶上楼层高度, 因此给灭火等救援措施带来很大的不便。
从建筑布局及风口等角度来看, 一旦出现火灾, 楼梯间、电梯井、管道井等所有竖向管井的烟囱效应和风力影响, 会导致火势更加迅猛, 事故的损害也因此更加惨重。根据国外的关于高层建筑火灾事故的不完整数字统计, 火灾中有一半以上的人是被烟雾窒息而死或者因为烟雾火势蔓延无处逃脱跳楼而死。因此, 对高层建筑消防防火排烟的设计便十分必要。
2 高层建筑消防防火设计存在问题
高层建筑因其总体高度较大, 各楼层在火灾发生时因此面临的危险程度不同, 低楼层人员逃离建筑更加便利;同时建筑内部的结构十分复杂, 在烟雾中容易迷失方向;再者火灾引发时, 相关人员自救或者他救都需要一些基本设施保障。因此, 设计人员需要综合考察各方面的因素, 全面分析利弊, 分析差异, 才能尽可能的避免建筑物投入使用后出现的消防问题。
目前根据各方面的考察分析, 高层建筑消防防火排烟设计中主要出现以下几类问题。
2.1 消防设施短缺
由于高层建筑内部空间庞大, 人员分布不是特别集中, 那么一旦出现火灾, 引发的安全问题, 可能不会使楼内所有人第一时间知道, 因此而造成的问题是一旦火灾情况变得更加严重, 而建筑内人员若不能及时获得火灾的相关信息, 将在火灾趋势太大时无法及时脱困。因此, 当前很多高层建筑内的火灾安全警报设施不够完善, 很多类似设施形同虚设:一方面, 火灾不会经常发生, 因此火灾警报设施可能被遗忘;另一方面, 因为火灾报警设施确实使用较少, 日久变坏, 不易被察觉, 一旦到关键时刻无法及时派上用场。
火灾需要及时被发现, 防范于未然, 楼内的灭火器需要备足。但因为火灾不常出现, 灭火器可能配备不足, 甚至出现锈蚀, 难以使用等问题。
建筑内的通道可能会在火灾时被烧毁或者其他原因阻挡, 这时候需要逃生或者消防人员寻找其他的出路, 因此建筑内需要配备锤子或者斧头等工具, 在关键时刻可以砸开门窗, 供人逃生或者打开出烟口。
火灾时最令人难以忍受的是浓烟, 一方面模糊人视线, 令人眼睛睁不开, 另一方面令人呼吸困难, 常常是因为这两个方面, 造成火灾中的人员伤亡。因此, 需要在关键场所配备防烟口罩。这也是当前高层建筑消防防火排烟设计中容易忽略的部分。
2.2 建筑装饰材料不当
当前很多建筑设计者或者房主因舒适美观, 而选用大量的易燃的材料。他们对建筑防火排烟不够重视, 或者相关的易引发火灾方面的知识短缺, 因而给建筑防火排烟设计带来巨大隐患。当建筑使用时间过长, 会出现内部电线等易燃易起火的装置老化, 这类问题比较隐秘, 不易检查, 因而同样使防火排烟遭遇重大挑战。
2.3 建筑内部的结构设计不合理
高层建筑的内部空间庞大, 因建筑的多功能化需求, 常会导致内部结构复杂。一旦引发火灾, 不当的内部结构可能会导致浓烟流向的方向不合理, 可能积压在人群居住或者办公的地方。同时, 建筑内部的空气流动也需要给予尽可能的关注, 在火灾排烟设计中利害攸关。例如, 空气若向内涌动, 无法对外形成气流循环的通道, 那么火灾中的烟雾可能在建筑内外的气压下先想内喷涌, 然后由内部向外喷发, 给人们的逃生带来巨大伤害。火灾容易沿着横向的走廊或者竖向的管道迅速蔓延, 在排烟设计中需要注意设置相关的通道关闭措施, 一旦火势蔓延或者浓烟蔓延, 可关闭相关的通道将浓烟隔绝, 尽量保持楼梯通道等设施内的空气相对适宜人活动, 为人们的逃生或救援提供较好的环境。
3 案例分析
此处选取近几年内较为典型的案例2009年央视大楼火灾事故, 并从中探讨高层建筑防火排烟设计中需要引起重视的问题。
3.1 案例概述
2009年2月9日晚上, 北京市朝阳区东三环中央电视台新址园区在建的附属文化中心大楼工地发生火灾, 在相关人员的救援下, 火势经过三小时后得到控制。但是, 却因此付出1名消防队员牺牲, 6名消防队员和2名施工人员受伤, 以及其他建筑内物质损失, 数额巨大。
该建筑处于火灾中的面积为21333平方米, 过火面积为8490平方米。这栋建筑是央视的电视文化中心, 建筑高达159米。
3.2 案发原因
根据相关部门的调查分析, 这次火灾事故的发生可以归纳为以下几方面: (1) 建筑单位私自破坏烟花燃放规定, 不合理组织烟花燃放活动。 (2) 施工单位使用的保温板达不到要求, 给烟花引燃相关设施带来隐患。 (3) 监管单位监管不利, 没能及时阻止公共场合内的非法燃放烟花。
3.3 事故教训及如何设计消防防火排烟系统
从案发原因来看, 消防防火排烟设计中应注意的问题有: (1) 应按照相关法律法规的规定完善消防设施, 在火灾发生时及时发挥应有的作用。应该按照相关安全条例的要求设置火灾自动警报系统让建筑内人员及时发现。另外还要有灭火系统、防毒烟排烟系统、安全逃生通道辅助工具等消防设施。并对此进行定期的保养, 确保关机时刻能立即有效使用。高层建筑需要多设楼梯, 确保火灾时有足够的逃生通道, 并于日常管理时确保通道内的安全整洁, 不被任何杂物阻挡。 (2) 健全相关消防的监督管理体制, 将责任分配到具体的个人, 使消防相关人员与建筑内的民众安全忧戚相关, 真正为民安全所想, 真正身心投入, 而不是消防问题当成过场。 (3) 加强对居民和相关工作人员的消防安全教育, 使他们能够在火灾时找到合理的途径拉响火灾警报, 按照正确的方式灭火, 学会火灾中的自我营救逃生等技巧。
4 高层建筑消防防火排烟设计工程分析
火灾中, 浓烟伴随火势, 使人在烟雾中迷失方向, 并伴有窒息晕厥的危害。因此防火与排烟设计需并驾齐驱。尤其是在高层建筑中, 人们距离地面较远, 火灾时电梯等一些快捷的行动设施不方便运行, 只能经过长时间的在烟雾中摸索逃生路径。一方面在高层建筑消防防火排烟系统设计中, 尽可能的妥善设计相关方面, 杜绝火灾的发生;另一方面, 在火灾发生时要能够顺利排烟, 并重点解决消防逃生通道的排烟问题, 使其在火灾时不至于受到火灾浓烟的严重干扰, 从而为建筑内的民众逃离建筑提供便利环境。
通常防火排烟的设计形式有三类, 一类是自然通风排烟, 一类是机械排烟。目前一般机械排烟用的较多, 因为可以认为不受环境控制或者影响, 只要相关机械能够正常运行, 就能够尽可能的把烟雾抽出建筑之外, 如抽烟机等。
高层建筑通常建筑总面积十分巨大, 建筑内空间广阔, 因此排烟若要有效进行, 需要根据建筑内的排烟量选择合适的机械排烟机, 使机械排烟机的功率尽可能的处于火灾发生时能够调用的标准。因为通常火灾发生时, 建筑的线路会因此受损而导致停电, 为使机械排烟方式能够顺利进行可以在建筑内适当的采用小型发电机, 因此机械排烟机的功率应受到限制。所以机械排烟机的选择应根据排烟量来设计。
排烟量按60立方米/ (每平方米每小时) 确定 (担负2个或2个以上排烟分区者按最大排烟分区120立方米/ (每平方米每小时) 确定) 这样便可以选择合适的排烟用风机。其次核查所选用的风机的风压, 在加压机械排烟的方式中, 不同的部分有一定的压力差, 再加上热效应下的烟雾气流方向, 按排烟气流方向来安排, 便可以形成负压, 所以排烟风机之压头损失不必考虑太大。但是加压送风风机不仅需要达到要求的风量大小, 还必需有足够的风压。在选择这种加压送风风机时不仅要考虑克服管道沿程和局部阻力损失, 还要达到如下部分之压力要求, 走道8Pa, 前室25Pa, 防烟楼梯间50Pa。按照这种方式就能够形成以防烟楼梯间、前室、走道压力递减之形式, 以走道为主的排烟道, 利用风机、排烟管道及其零部件的排烟系统。
参考文献
[1]林异董.高层建筑防火与防排烟设计探讨-宏兴大厦工程设计概况[J].四川制冷, 1997 (2) .
[2]赵宝武.高层建筑防火排烟设计的探讨[J].科技风, 2012 (5) .
防排烟系统材料要求有哪些？ 篇5
不燃级－A级，
难燃级－B1级，
可燃级－B2级，
易燃级－B3级，
1）排烟管道：
排烟管道本体、框架、固定材料、密封材料及柔性接头必须采用不燃材料制作。
当吊顶内有可燃物时，吊顶内的排烟管道应采用不燃烧材料进行隔热，并应与可燃物保持不小于150mm的距离。
2）正压送风管道
送风管道应采用不燃烧材料制作，当采用金属风道时，管道风速不应大于20m/s；当采用内表面光滑的混凝土等非金属材料风道时，不应大于15m/s，
当加压送风管穿越有火灾可能的区域时，风管的耐火极限应不小于1h。
送风井道应采用耐火极限不小于lh的隔墙与相邻部位分隔，当墙上必须设置检修门时应采用丙级防火门。
3）通风空调
通风空调系统的管道等应采用不燃材料制作。
接触腐蚀性介质的风管和柔性接头，可采用难燃材料制作。
复合材料风管的覆面材料必须为不燃材料，内部的绝热材料应为不燃或难燃B1级，且对人体无害的材料。
4）保温消声材料
管道和设备的保温材料，消声材料和粘结剂应为不燃烧材料或难燃烧材料。
浅谈防排烟系统的设计与施工 篇6
【关键词】防排烟系统 设计 施工
近几年随着我国经济的突飞发展，国民生产总值提高迅速，我国的建筑群体逐渐增多，与此同时建筑安全隐患也与日俱增。建筑工程中发现一些设计人员对排烟系统的设计与施工缺乏认识，缺少规范性理解，采用了不合理的设计方法导致防排烟系统未能发挥应有的作用。
一、防排烟系统的概述
防排烟系统是分为防烟系统和排烟系统的总称，都是由送排风管道、管井、防火阀、门开关设备、送、排风机等设备组成。防烟系统采用机械加压送风方式或自然通风方式，防止烟气进入疏散通道的系统；排烟系统采用机械排烟方式或自然通风方式，将烟气排至建筑物外的系统。防烟系统设置形式楼梯间正压。机械排烟系统的排烟量与防烟分区有着直接的关系。高层建筑的防烟设施应分为机械加压送风的防烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。高层建筑的排烟设施应分为机械排烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。
二、高层民用建筑应用自然排烟方式的设计要求
根据我国《高层民用建筑设计防火规范》的相关规定，建筑应用自然排烟方式的设计要求如下：首先采用自然排烟的开窗面积应满足下列要求：⑴防烟楼梯间前室、消防电梯前室可开启外窗面积不应小于2平方米，合用前室不应小于3平方米；⑵靠外墙的防烟楼梯间每五层内可开启总面积之和不应小于2平方米；⑶长度不超过60m的内走道可开启外窗面积不应小于走道面积的2%；⑷需要排烟的房间可开启外窗面积不应小于该房间面积的2%；⑸净空高度小于12m的中庭可开启天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面面积的5%。其次，防烟楼梯间前室或合用前室；若盖楼有可利用敞开的阳台、凹廊或前室内有不同朝向的可开启外窗自然排烟时，可不设防烟设施。再次，排烟窗宜设置在上方，并应有方便开启的装置。
三、建筑设置防排烟系统的应用范围
一般来说，建筑设置防排烟系统有一定的应用范畴。第一类，高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑，在其长度超过20m的内走道，经常有人停留或可燃物较多的面积超过100平方米的房间及高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室都应设置排烟设施。第二类，高层建筑有設置独立的机械加压送风设施的位置：不具备自然排烟条件的防烟楼梯间，消防电梯间前室或合用前室；
采用自然排烟措施的防烟楼梯间且不具备自然排烟条件的前室；封闭避难间；建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室。
四、建筑设置防排烟系统的工程测算步骤
1、先计算图纸中的风机的数量并计算设备支架工程量。
2、按计算规则计算通风管道工程量。（如果是镀锌铁皮风管就不需要另计支架工程量，定额中已包含。）
3、计算排烟风口、防火阀、排烟阀、正压送风口的工程量。
4、计算防火阀、排烟阀的支架工程量。
5、注意楼道内的正压送风口及屋顶的排烟风机工程量不能漏算。
6、计算各种风管与风机、防火阀连接处的软管的防火帆布工程量。
7、“系统调试”的工程量计算，如正压送风口、排烟防火阀等调试。
8、最后将以上几项进行汇总就。
五、建筑防排烟系统的施工流程
建筑类设置防排烟系统是需要经过精心准备的，一般需要经过制作通风管道与安装通风管道两个流程。
（一）制作通风管道。制作通风管道是设置防排烟系统的第一步也是关键一步，需要选择材料、准确下料、精准剪切、做好咬口、进一步折方、成型、固定铆接、翻边与口缝处理。1. 选择材料。制作前按设计要求选用风管、部件的板材及各系统的板材厚度，先要检查所用材料是否有产品合格证明及材质证明，文件不全不得使用。钢板应为优质板不得有锈斑；外观上无氧化物和针孔、麻点、起皮等缺陷。其他辅材不能因具有缺陷导致产品强度的降低或影响使用效能。接到加工单后责任师必须预先计算分析所需材料的数量，严格把关材料保证节约材料。2. 准确下料。严格遵守设计图纸及国标相应的规定。板材在下科前必须进行校平。弯头、异径管等零部件必须采用联合角咬口。做好材料的节约工作，利用边角料加工小的零部件，做到大料不小用，整料不零用。3.精准剪切。避免错误需要再剪切前进行下料复核。然后接线形状采用机械剪板机，电动手剪及手动手剪进行剪切。剪切过程中要认真仔细且不得跑线。剪切后防止出现误差要在咬口前进行剪口倒角，倒角必须用专用倒角工具。4.做好咬口。风管的咬口需按规定进行，圆形风管采用单平咬口，圆形风管部件采用单立咬口，矩形风管角咬口采用联合角咬口及接扣式咬口，拒形风管弯头、异径管等部件须采用联合角咬口。咬口不得出现半咬口及胀裂等清况，以免成型后的风管漏风。对管径大的风管，需进行拼接，拼接缝要求平整，单节风管尽量减少拼接缝。5.进一步折方。咬口后首先需核对折方线，确认无误后进行折方，折方的关键是位置正确、角度准确，尤其对变径弯头及变径三通等零部件的折方角度必须准确以免影响管径。6.成型。风管成型前应检查下料、咬口折方等工序是否无误，核对下料的几何尺寸是否正确。风管合口必须用木制榔头及木制打板，以免损坏镀锌层。风管合口必须打实、打严以免漏风，且四边平齐。7. 固定铆接。风管与角钢法兰连接，管壁厚度<1.5mm，采用翻边柳接；铆接部位应在法兰外侧，管壁厚度>1.5mm，采用沿风管周边将法兰满焊。矩形风管边长大于等于630mm保温风管大于等于800mm，风管长度在1.2m以上的均应加固。风铆接时，不得出现偏压偏铆钉，胀裂钢板，漏铆等现象。8.翻边。翻边尺寸要均宽，最小≮6mm，咬口重叠处，翻边时应突出部分铲平。以免破坏镀锌层翻边使用的工具必须为木制榔头及木制打板。9.口缝处理。翻边后对风管外形检查，对风管翻边四角、三通角处咬口、拼料等有明显缝隙处涂密封胶。
（二）安装通风管道。风管运至施工现场，在各方面合格后进行安装。1.安装支吊架。风管水平安装不大于3m；风管垂直安装间距不大于4米，单根直管至少应有2个固定点。防火阀直径或长边尺寸大于等于630mm时，设独立支吊架。2.连接风管。法兰接口处确保严密，法兰间应有垫料，送回风、新风、排风系统为3mm厚8501阻燃密封胶带，排烟风管为 3mm厚石棉板。连接法兰的螺栓均用镀锌螺栓，连接时螺栓在法兰同一侧。3.吊装。采用吊装的方法可把风管一节一节地放在支架上先主管后支管逐节连接。4. 安装风口。从接口和外观两方面要求。风口与风管连接严密、牢固保证风口与风管离缝处不漏风；风口在室内墙面或吊顶做到横平竖直，表面平整，风口与装饰面贴实，达到无明显缝隙。防排烟风口安装时需注意保证风口的安装方向、操作高度及与风管连接处的防火处理。
总之，防排烟系统的设计与施工是建筑工程中安全保证的重要环节，在实现中国梦的强大动力下我们要做好设计与安装施工，保证国家的建筑行业稳步发展。
参考文献：
【1】消防防排烟系统工程量计算.中国百科网.2013.06.
防火排烟系统 篇7
关键词：民用建筑,设计规范,排烟,内走道,防火阀
近年来,建筑行业飞速发展。大量功能复杂、形式多样的建筑物正在不断地涌现,这在一定程度上改变了过去千厦一调,千街一貌,千城一色的状况,而且给人们的生活气息增添了不少色彩。但建筑物功能的复杂、形式的多样必将增加设计难度,因此防火排烟设计要求逐步提高,相关规范也在日趋完善,为防止和减少火灾危害,国家先后制定《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》《人民防空工程设计防火规范》 (以下简称《人规》),对民用建筑的防火排烟设计起到了良好的指导作用。笔者在贯彻规范的过程中,结合实际工程设计经验,对民用建筑防排烟设计规范的不足之处进一步探讨,提出个人见解。
1 内走道排烟设施
据统计,在火灾中,吸入毒性气体导致死亡的占火灾死亡人数的80%。若发生紧急火灾事件时,保障场内人员安全疏散和消防队员顺利扑救火灾至关重要。内走道是将房间和竖向疏散通道(楼梯间、前室等)连接在一起的通道,它是火灾时人们疏散的重要途径,其排烟设计至关重要。
1.1 《高规》与《建规》中内走道排烟相关条款
《高规》8.1.3.1,8.2.2.3及8.4.1.1条对内走道排烟要求的规定如下:
一类高层建筑和建筑高度超过32 m的二类高层建筑的下列部位:
1)长度超过20 m的内走道应设排烟设施(含自然排烟设施和机械排烟设施)。
2)采用自然排烟时,长度不超过60 m的内走道可开启外窗面积不应小于走道面积的2%。
3)无直接自然通风,且长度超过20 m的内走道或虽有直接自然通风,但长度超过60 m的内走道应设机械排烟设施。
《建规》5.1.1.1A条对内走道排烟要求的规定如下:
设在首层、二层或三层以外楼层的歌舞厅、录像厅、夜总会、放映厅、卡拉OK厅(含具有卡拉OK功能的餐厅)、游艺厅(含电子游艺厅)、桑拿浴室(除洗浴部分外)、网吧等歌舞娱乐放映游艺场所(以下简称歌舞娱乐放映游艺场所)的超过20 m且无自然排烟的疏散走道或有直接自然通风,但长度超过40 m的疏散内走道,应设机械排烟设施。
根据对上述《高规》防火排烟条款的理解,可认为在高度低于32 m的二类高层建筑内,不管走道情况如何,设计时均可不考虑排烟设施;设在高度低于32 m的二类高层建筑内的歌舞娱乐放映游艺场所的内走道也可不考虑排烟设施。这与《建规》5.1.1.1A条相对比,显然条件放宽,这是不合常理的,因为不管怎样讲,高层建筑的疏散始终会比多层建筑要困难。因此建议《高规》对内走道排烟的前提条件做适当调整。
1.2 内走道设机械排烟还是自然排烟的建议
《高规》中8.4.1.1,8.2.2.3及8.4.1.1条规定,具体应用至实际工程,经常会遇到下面这种情况:比如说有一栋一类高层建筑,内走道形式为带形走道,长度为40 m,它的一端有直接对外的窗户,且开窗面积达到了走道面积的2%,按照规范规定,可不设机械排烟;但《高规》8.4.5条规定防烟分区内排烟口距最远点的水平距离不应超过30 m,这说明该走道如若要达到实际排烟效果,还是应设机械排烟。
本文就上述问题提出一点建议,可供大家参考。对一类高层建筑和建筑高度超过32 m的二类高层建筑而言,首先分析其走道形式,若为带形走道,并且长度在30 m～60 m之间时,应考虑机械排烟;当长度在20 m～30 m之间时,首先考虑自然排烟,当可开启的外窗面积小于内走道地面面积的2%时,应考虑机械排烟。对于多层建筑而言,若在首层、二层或三层以外楼层设歌舞娱乐放映游艺场所时,其内走道长度在30 m～40 m之间时,应考虑机械排烟;当长度在20 m～30 m之间时,首先考虑自然排烟,当可开启的外窗面积小于内走道地面面积的2%时,应考虑机械排烟。
1.3 内走道设置机械排烟时应注意的问题
在《高规》《建规》《人规》中均对内走道设置机械排烟提出条件要求,当内走道满足机械排烟的条件时,应注意排烟系统宜竖向布置,但有时为了防止排烟风机超负荷运转,排烟系统在竖直方向可划分成数个系统,每个排烟分系统设排烟口的数量不宜超过30个。另外当一个走道如果划分为几个防烟分区时,在每个防烟分区内的排烟口距该防烟分区最远点的水平距离应不超过30 m。
2 通风空调系统风管防火阀设置
《高规》《人规》均阐述了通风空调系统的风管防火阀设置。
《高规》8.5.3条规定,下列情况之一的通风、空气调节系统的风管道应设防火阀:
1)管道穿越防火分区处;
2)穿越通风、空气调节机房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处;
3)垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上;
4)穿越变形缝处的两侧。
《人规》6.7.6条规定,通风、空气调节系统的风管,当出现下列情况之一时,应设防火阀:
1)穿越防火墙或防火楼板处;
2)穿过设有防火门的房间隔墙和楼板处;
3)每层水平风管同垂直总管的交接处;
4)穿越变形缝处的两侧。
下面就《高规》《人规》所表述的这4种情况一一对比,第1种情况《高规》表述比较完善,因为防火分区划分除采用防火墙和防火楼板外,还可采用防火卷帘、水幕等进行划分;第2种情况《人规》表述相对符合实际工程,因为在实际工程中那些房间很可能采用普通门或窗,这样房间本身都不能起到防火的作用,在管道上设防火阀更没有实际意义;第3种情况《高规》表述的要清楚些,《人规》中没有明确防火阀具体的位置是在水平管段上还是垂直管段上;第4种情况《高规》《人规》中所表述的内容完全一致,但是它也有不足之处,因为在实际工程中,有的变形缝处不设防火墙,变形缝两侧是相通的,这种情况下,设置防火阀显得多余,因此,建议本条款可改为:当变形缝处设置防火墙时,变形缝的两侧均设置防火阀。
3结语
民用建筑防火排烟设计合理与否同人民生命安全息息相关,设置防排烟设施时,应首先考虑建筑物类型,一般来说,若设置自然排烟方式达不到实际排烟效果,就必须按照规范要求设置机械排烟。在实际工程设计中,由于建筑行业的迅猛发展,规范上的一些防火条款已不能满足设计需求,希望有关部门加强相关方面的研究,使得规范更加具有实时性。
参考文献
[1]GB 50045-95,高层民用建筑设计防火规范[S].
[2]GBJ 16-87,建筑设计防火规范[S].
[3]GB 50098-98,人民防空工程设计防火规范[S].
地下车库诱导排烟系统应用 篇8
地下车库的特点
地下车库是层高较低, 面积庞大, 管路繁多的相对封闭的地下受限空间。由于这些特点, 这使火灾一旦在地下车库发生, 火灾燃烧蔓延迅速;同时产生大量的烟气, 能见度快速降低;易发轰然;由于燃烧, 停车场上方的建筑结构会遭受损毁。图1 所示为某车库发生火灾后的现场图。车库里面停的近300 辆自行车和电动车几乎“全军覆没”。
地下车库消防设计理念是先疏散再排烟, 最后扑救。即最先保证人员疏散撤离的安全, 其次尽可能设法迅速排除烟气, 使清晰区域保持在一定面积内, 让消防员能够快速找到并扑灭火源, 以此来避免火灾大规模的发生。
地下车库排烟模式
目前地下车库防排烟系统设计的传统做法是在防火分区、防烟分区划分的基础上, 通过设置在每个防烟分区的排烟口及排烟管道将烟气直接排出, 同时设置必要的补风系统。机械排烟系统可以与平时排风系统合用, 或分别单独设置, 且排风量应略大于送风量, 通过在地下车库内形成负压, 以此来避免烟气或其他污染物进入其他区域。目前常见的车库机械通风系统主要有机械排风加机械送风和机械排风加自然补风两种方式。然而对于类似于地下车库这样层高低, 面积大的空间, 无论是实验还是理论研究上都认识到风管排烟系统隐藏着问题。其中主要包括:1) 整个车库顶部空间往往被错综复杂的送排风管道完全占据, 甚至出现管道相互重叠、上下交错, 这对于层高本来就较低的汽车库而言既影响了美观和视觉感, 也影响了车库的使用空间, 并给工程技术人员现场勘查、施工带来了较大的困难;2) 风道在梁下穿行, 需要占据一定的空间, 如果要保持足够的净高, 就需要土建增加层高, 提高了建筑成本投入;3) 风口不可能进行非常密集的布置, 出口风速有一定限制, 将造成车库内气流流动的不均衡性, 靠近风口的位置流动快, 在远离的位置、拐弯处等角落出现气流较为停滞的死区。
随着射流技术的发展, 越来越多的车库采用无风管诱导通风系统。该系统主要由送风风机、排风风机以及多台诱导风机组成。这种系统相比传统模式相比具有以下显著优点:1) 气流诱导代替了常规通风系统的送风管、排风管、各种风口阀门等阻力件, 节省了使用空间, 降低了风机的压头, 减少了投入和运行成本。2) 整个排烟系统更为简单, 系统泄漏可能性小, 基本无需维护。3) 送回风机房占用面积较小, 提高了车库的有效使用率。4) 施工费用和难度降低, 安装形式多样。5) 设置灵活, 气流流线可以据建筑特征布置, 可消除气流停滞死区。6) 诱导射流风机采用高效低噪音风机、消声箱和符合空气动力学特性曲线的速喷嘴, 噪音较低。如图2 和图3 所示分别为传统风管排烟系统和地下车库中的诱导风机。
诱导通风辅助排烟系统设计原理
诱导通风系统中, 平时通风与火灾排烟共用补风系统 (自然补风或机械补风) , 机械排风系统与排烟系统可完全独立设置, 或将排风管道和排烟管道独立设置, 排风风机与排烟风机合用。系统通过阀门的设置实现平时通风与火灾排烟工况的转变。在排风管上安装防火阀, 平时通风时为开启状态, 排烟管道上安装280℃排烟防火阀, 平时为常闭。因此平时通风时, 补风系统、诱导风机和排风机将联合运转, 当有火灾发生时, 排风管道的防火阀关闭, 排烟管道上的排烟防火阀开启, 排烟口开启, 排烟风机启动进行排烟。排烟主风道可选择付墙安装或埋设在地面下, 在靠墙或靠柱子处设垂直排烟支管, 并在支管上部安装排烟口。面积较大的地下车库可按防火分区分别进行系统设计, 防火分区宜划分为狭长形。
诱导通风辅助排烟技术的发展
2015 年8 月1 日施行的《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》 (GB50067 - 2014) 中规定:除敞开式汽车库、建筑面积小于1000m2的地下一层汽车库和修车库外, 汽车库、修车库应设排烟系统, 并应划分防烟分区, 防烟分区的建筑面积不宜超过2000m2, 且防烟分区不应跨越防火分区。
该规范提出针对半地下车库, 可以通过侧窗及大量顶板开洞方式, 达到防排烟效果。若必须设计机械排烟, 违背了节能、环保方面原则。规范提出参考“有条件时应可能优先采用自然排烟方式进行烟控设计”原则, 可以采用自然排烟。这是与《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》 (GB50067 - 97) 不同之处。
该规范的8.2.4 规定, 每个防烟分区排烟风机的排烟量不应小于30000m3/h, 且不应小于表1 中的数值。
目前, 诱导风机已开始在新加坡、英国等国外国家逐步投入使用, 并形成了初步的规范。在英国标准 (BS -7346 - 7 - 2006) 中明确指出了火灾发生时, 通过机械通风、自然通风等方法排烟的要求。同时, 规范中也提到了在进行诱导通风是, 人员的安全是首要的, 不能对疏散的人身安全造成损害;其次, 停车场的几何因素决定了风机的布置, 在疏散人员的逃生路线上, 风速不能超过5m/s;采用该技术时, 停车场内的换气次数不能少于10次/h, 同时还应设置水喷淋系统来辅助其运行。
基于国内外在该技术领域的发展现状, 作者认为在地下车库诱导通风辅助排烟技术研究应着重以下方面:
1) 开展大量现场实验研究。由于射流送风与火灾发生时产生的烟气会相互影响, 所以需通过大量实验来获取可靠的数据。并以此研究诱导通风对火灾热释放速率的影响, 测量分析火灾动态特性以及诱导排烟情况下的烟气分层的特性等。经过实验, 其结果能够为数值模拟提供准确的参考依据。
2) 加强数值模拟研究。国内的标准都提到用CFD技术对不同火灾工况、诱导风机的不同位置进行等进行模拟, 从而对地下车库的防排烟性能进行模拟分析并总结出适合诱导风机工作的条件。以此为未来相关标准的制定提供参考。
结语
地下车库由于是扁平形状的空间, 其火灾安全一直是消防领域的热点之一, 采用诱导通风辅助排烟在大型地下停车场的研究及应用具有较好的排烟效率。总体上国内该技术发展处于起步阶段, 需要通过大量现场试验和数值模拟研究为该技术相关工程标准的制定提供理论支持。
建议观点
对于建筑火灾消防安全方面:
第一, 完善建筑消防设施管理的有关法律法规文件。目前, 国家对建筑消防设施管理虽然有了许多明文规定, 但缺乏的是可操作性。
排烟冷却塔系统设计特点 篇9
在国内, 华能北京热电厂机组湿法脱硫改造工程为排放4×830 t/h锅炉脱硫后的净烟气, 采用“烟塔合一”技术, 目前已投产运行。
黑龙江省电力勘察设计研究院于2005年开展了对冷却塔排烟技术专题研究工作, 与国外公司进行技术咨询和交流, 在大唐哈尔滨第一热电厂2×300 MW新建工程、国电哈尔滨平南热电厂新建工程应用“烟塔合一”, 这两项工程已完成环境评价并通过审批。目前大唐哈尔滨第一热电厂2×300 MW新建工程已进入施工图设计阶段, 预计2009年底投入运行。
现将大唐哈尔滨第一热电厂2×300 MW新建工程 (以下简称哈一热) 采用“烟塔合一”技术前期工作及系统设计介绍如下。
1 工程概况
大唐哈尔滨第一热电厂2×300 MW新建工程厂址位于哈尔滨市群力新区。电厂一期装机容量为2×300 MW的供热机组, 规划容量为4×300 MW。该工程设计煤种为低硫烟煤, 设有湿法脱硫装置。由于该项目的厂址在机场的限高区域内, 烟囱高度限制为119 m。根据国外的实践经验, 采用冷却塔排放烟气 (即烟塔合一) 有利于烟气的抬升和污染物扩散。
2 系统设计
2.1 工艺流程及特点
该工程烟气脱硫采用石灰石湿法脱硫技术, 脱硫后的净烟气达到烟气饱和温度 (一般为45～65 ℃) 。为增加脱硫后烟气抬升高度, 利用冷却塔巨大热量对脱硫后湿烟气进行抬升, 烟气从冷却塔排放, 即烟塔合一。其工艺流程如图1所示。
烟塔合一技术优缺点:
a.烟气通过冷却塔, 与塔中的水汽混合后排放, 节省了烟气再热装置及其相应烟道的投资和维护费用, 避免了因烟气再热装置漏风导致排入大气的污染物增加。
b. 冷却塔气流的提升力把净化处理烟气中残留的空气有害物排入大气。尽管气流温度低, 但是体积流量较大, 在多数天气情况下都能够达到同等烟气从烟囱排出的提升高度。
c.原则上没有必要再设烟囱, 节省了烟囱的费用。
d.在气流刚离开冷却塔时, 会出现强烈的空气有害物, 如二氧化硫和氧化氮, 与气流中水蒸气的反应提前形成酸, 在筒壁上形成的酸性物质会腐蚀塔筒, 在一定程度上影响循环水水质, 须采取防护措施。
e. 由于热烟气的作用, 增加了冷却塔湿空气的浮力, 增大了冷却塔的抽力。同时, 烟道布置于冷却塔内, 占据了部分冷却塔面积, 增大冷却塔的阻力, 降低了冷却塔的冷却效果, 两者作用相抵。综合考虑其影响, 大型冷却塔基本不会对冷却效果产生影响。
2.2 运行方式
根据供水系统优化结论:冷却倍率夏季m1=55, 冬季m2=33, 机组循环冷却水量见表1。
运行方式如下:
a.非采暖期:2台机组烟气及循环水分别进入2座排烟冷却塔, 即1号机组的烟气及循环水进入1号冷却塔, 机、炉、塔一一对应, 运行3～4台循环水泵。
b.采暖期:冬季根据气温及热负荷情况, 2台机组烟气及循环水共同进入1座排烟冷却塔, 运行 2～3台循环水泵 (低速) 。
2.3 排烟冷却塔布置
为了提高冷却塔内烟气抬升高度和扩散效果, 排烟冷却塔布置尽可能靠近脱硫塔。该工程排烟冷却塔布置在锅炉房后面, 靠近脱硫塔, 处于厂区的下风向。
此种布置有如下优点:
a.烟道较短, 烟气温降小, 进入冷却塔烟气的温度高;增加冷却塔的外排热量, 提高冷却塔的通风量和出塔速度。
b.烟道流畅, 可降低引风机风压和电耗。
c.烟道长度较短, 可降低工程投资。
d.冬季运行灵活, 保证烟气有足够的抬升蒸汽。
2.4 确定排烟冷却塔容量
“烟塔合一”技术的核心, 要求冷却塔在保证正常汽轮机循环冷却水冷却的情况下, 使排入的脱硫净烟气达到环保要求, 再进行排放。
该工程供水系统采用带自然通风排烟冷却塔的二次循环供水系统。综合考虑以下因素:较高的冷却塔具有较好的烟气抬升效果, 冷却塔限高105 m;该地区类似工程优化后, 冷却塔P=10%日平均气象条件下出塔水温, 冷却倍率夏季m1=55, 冬季m2=33。结合排烟冷却塔的设计特点, 初步拟定3个塔型, 其几何尺寸见表2。
根据这3个塔型进行相应的热力计算, 计算其出塔水温、出塔气流速度、出塔汽温, 由环境评价来计算其烟气的抬升高度, 确定满足环保要求的塔型, 结合供水系统优化的结果, 最终确定排烟冷却塔的容量。
根据环境评价要求, 如果排烟冷却塔出口气流速度达到3.3～3.5 m/s, 出塔汽温在35 ℃左右, 一般其烟气的抬升高度可达到环保要求。
上述热力计算结果表明:在全年大多数时间内, 冷却塔排烟均可满足环保要求。
3 烟道的设计
玻璃钢 (FRP) 烟道具有自重轻、抗腐蚀、保温性能好等特点, 耐温极限为80 ℃, 烟道的支撑仅需在脱硫塔、冷却塔塔壁和塔中心竖井处设置。
脱硫塔净烟气出口标高为24.67 m, 脱硫塔出口设第一支撑点, 并接口ϕ5 100玻璃钢烟道, 以相同标高进入排烟冷却塔。在排烟冷却塔壁外设第二支撑点, 然后进入排烟冷却塔中心并设第三支撑点。
烟气通过烟道直接排放至冷却塔内, 与冷却塔中的水蒸气混合后, 通过冷却塔出口排入大气。
4 排烟冷却塔的大气评价及预测
根据中国环境科学研究院编制的《大唐哈尔滨第一热电厂2×300 MW新建工程环境影响报告书》, 污染物源强相同, 对烟塔排放和烟囱排放的污染物浓度预测进行比较, 比较结果见表3。
由表3可见, 烟塔排放方式下污染物年平均预测值小于烟囱排放方式。烟塔排放最大年均浓度:210 m和105 m烟囱排放最大浓度分别占73%和17%。说明一般情况下, 烟塔排放更有利于污染物的扩散。根据中国环境科学研究院“环评”分析结论, 通过污染物环境影响预测与分析, 全厂对周围地区SO2、NOX、PM10地面浓度的影响满足《环境空气质量标准》 (GB3095—96) 中二级标准要求。确定排烟冷却塔的淋水面积为3 850 m2。
5 需要进一步研究的问题
哈一热工程采用“烟塔合一”排放烟气, 在项目进行中, 遇到了技术、经济及评价标准等难题, 需要作进一步的研究和探索, 具体如下:
a. 国内排烟冷却塔设计标准及计算方法研究。
b. 供热机组应用“烟塔合一”在低热负荷时的排烟效果。
对于寒冷地区, 尤其哈尔滨, 供热机组采用冷却塔排烟, 冷却塔在低热负荷时烟气的抬升高度能否满足环保要求?这是设计人员一直关注的问题, 国外公司目前尚无运行业绩可参考, 但德国GEA公司专家通过计算分析认为, 为保证脱硫后净烟气正常排放和抬升扩散, 冷却塔循环水量不能小于设计值的50%或者热负荷不能低于设计值的30%。此外, GEA专家同意我国设计人员的观点, 即冬季混合气体温度与环境气温温差越大, 对烟气抬升越有利。
c. 供热机组应用“烟塔合一”的防冻措施。该工程排烟冷却塔尚未运行, 冷却塔防冻措施的可行性有待于进一步研究。
d. 排烟冷却塔环境评价方法的探讨。国内排烟冷却塔环境评价方法均采用了德国标准, 即德国在评价抬升效果时, 选取全年平均气温 (大约12℃) 进行计算, 此时只要满足环保要求即可。但这个标准同我国的具体情况差异较大, 尤其是严寒地区, 供热期为5个月, 在此期间如何评价其抬升效果, 建议有关部门尽快制订国家标准, 满足工程应用需求。
e. 防腐涂料国产化的应用研究。
f. “烟塔合一”在横流式冷却塔的应用。
6 结论
消防机械排烟系统优化设计探讨 篇10
1 排烟量的计算
研究表明,排烟系统在接近或稍低于实际排烟量下运行时,排烟系统是有效的,下层冷空气不会卷入到排烟系统中,排烟系统在远远超出实际排烟量下运行时,下层新鲜冷空气会被卷入到排烟系统中,因而排烟系统效率降低,但热烟气层仍保持在可接受的高度上,故排烟系统仍然不会失效。但工程应用中,设计理论风量不精确,施工质量差漏风严重,实测风量与理论值偏差较大。
(1)国家规范中的计算方法。
GB 50045-95(2005年版)《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称“高规”)中规定了排烟风机的排烟量计算方法与原则。其中担负一个防烟分区排烟或净空高度不大于6 m的不划防烟分区的房间时,应按每平方米面积不小于60 m3/h计算(单台风机最小排烟量不小于7 200 m3/h)。担负两个或两个以上防烟分区排烟时,应按最大防烟分区面积每平方米不小于120 m3/h计算。
但是在多个防烟分区共用一套排烟系统时,这种方法也存在弊端。排烟风机风量按照最大防烟分区L=S×120 m3/h来计算,而排烟口(如图1中的C4分区)按照该防烟分区每平方米面积60 m3/h来计算大小,只打开该排烟口时,管道内风口风速会远大于规范要求,而且图中A1分区与C4分区的面积相差越大,问题越严重。
目前情况下,针对500 m2以下房间排烟量的计算方法,建议采取以下方法:如图1中无论排烟风机担负几个防烟分区,都采用最大防烟分区L=S×60 m3/h,加上10%～30%的漏风量,做为排烟风机的设计风量。同时规定风量不应小于7 200 m3/h。这样可以简化计算,而且有利于合理选择计算风口、风管及风机,避免风管、风机选型的浪费。
同时,要进一步研究火灾烟气理论,例如《上海市建筑防排烟技术规程》已提出性能化的方法计算理论排烟量。还要进一步研究工程应用技术,特别是针对500 m2以下房间,设定合理的排烟量,选定排烟风机的参数,并针对开启不同排烟口时不同管路特征系数、风机工作特性曲线进行校核,定量分析,提高排烟系统设计的精度,发挥排烟系统应有的作用。
(2)走道排烟量的计算方法。
按国家规范,排烟面积为走道的地面面积与连通走道的无窗房间或设固定窗的房间面积之和,不包括有开启外窗的房间面积,同时房间连接走道的门可以是一般门,未规定是防火门。同时,走道机械排烟系统一般都为竖向布置,担负两个以上防烟分区,则走道排烟量应当根据最大排烟面积按L=S×120 m3/h计算,计算出的排烟量会远大于房间排烟量。
“高规”指出,当房间发生火灾后,房间的排烟口开启,同时启动排烟风机排烟,人员进行疏散,烟气如继续扩散到走道,走道的排烟口打开,同时启动排烟风机排烟。因此,排烟系统的设计,比较注重气流的组织,理想状态下应当是从正压送风的楼梯流向走道再流向着火房间,走道排烟量过大时,将破坏上述压力分布。
笔者建议走道排烟量仍应当以走道的面积为基础,按每平方米面积不小于60 m3/h计算,工程设计中规定一个固定值,同时,不宜大于房间的排烟量。走道与房间的报警联动逻辑关系也应当优化。房间烟感报警并打开排烟口时,走道排烟不应同时动作,而是等到走道烟感报警后再启动走道排烟系统,规范应当进一步研究并作出
具体的规定。
2 大空间办公排烟设计
高层、超高层建筑办公楼通常采用如图2的平面布置形式。房间与走道隔墙(图中虚线所示)根据使用需要进行二次分隔,多数采用无走道和房间隔墙的大空间形式。其中排烟系统采用两个竖井,水平风管上分别设置有走道排烟口和房间排烟口,排烟风机的选型按走道和房间排烟量之和计算。该设计可能存在3个方面的问题:
(1)当只开启走道排烟口A1、A2时,排烟量远大于走道所需排烟量,因此改进的设计是将两台风机并联,走道和房间同时排烟时,再开启两台风机,但联动控制将更复杂。
(2)当走道和房间同时排烟时,如开启图2中A1、B1,经计算可知,A1排烟口的实际风量将远大于理论值。
(3)当取消走道、房间隔墙,采用大空间办公形式时,所有风口开启,管路特征系数改变较大,风机风量增大但压力减少,因此有必要重新校核,选择开启部分排烟口。
3 排烟风量的均衡
(1)规范要求,排烟口应尽量设置在防烟分区的中心部位,排烟口到该防烟分区最远点的水平距离不应超过30 m。当同一防烟分区设有多个排烟口时,如在汽车库排烟设计中(常采用排烟、排风合用系统),如图3所示。
其中,排烟(排风)口C1、C2、C3、C4均为常开风口。但实际运行中,同一风管上有多个风口时,C1的风量远大于理论值,而C4的风量接近于零,C1风口的尺寸越大,这种现象越明显。图2中当走道和房间同时排烟时,也存在这个问题。虽然C4到该防烟分区最远点的水平距离为30 m,满足规范要求,但实际意义不大。因此,应当研究技术措施,调整各风口的风量,并在规范中进一步明确。
(2)排烟、排风合用系统中,如图4所示,排烟、排风竖井与水平风管处设有280 ℃电动排烟防火阀。平时排风时,各层电动排烟防火阀保持常开,火灾时,着火层排烟防火阀保持常开,其他各层排烟防火阀联动关闭。高层、超高层建筑中,需要联动关闭的阀门较多,常因阀门联动关闭性能不稳定,造成排烟量不足。规范中应当限制排烟、排风合用系统的应用,并加强风阀执行机构与报警联动模块技术的研究,确保风阀动作状态显示简单直观、运行可靠稳定。
4 排烟口
(1)排烟口的位置。
建筑结构设计中,通常将排烟竖井集中设置在核心筒内,靠近楼梯间、电梯井等位置,如图5所示。
为满足排烟口到安全出口的距离不小于1.5 m的要求,需要接水平风管。但由于工程中走道吊顶内管道众多,留给水平风管的空间就更小。大部分的设计、施工会选择减小水平风管的长度或直接在竖井上开设排烟口,排烟口与安全出口的距离很小。因此,设计上仅仅满足1.5 m的要求还不够,走道的排烟口应尽量布置在与人流疏散方向相反的位置处,规范应当在正文部分强调这一点。建筑平面设计中,首先要将排烟竖井的位置远离安全出口,减小水平风管的长度。
(2)板式排烟口。
在采用板式排烟口时,有的设计不合理,板式排烟口打开后,出现如图6所示的问题,减小了风管的截面面积。可以将板式排烟口平面旋转90°,消除阀板对风管的影响。
(3)挡烟垂壁。
国家规范中要求,防烟分区宜采用吊顶下不小于500 mm的不燃烧体进行分隔。但工程实例中,特别是地下车库排烟系统中,设计通常采用建筑的梁作挡烟设施,而排烟系统的管道一般是沿着梁底布置,出现排烟口位置低于挡烟垂壁下沿的情况,如图7所示。
应当延长挡烟垂壁并低于排烟口的标高,形成有效的防烟分区。规范应进一步规定,挡烟垂壁不小于500 mm,且要使排烟口处于储烟仓内,两个条件需同时满足。
5 排烟阀与排烟防火阀
根据设计形式的不同,排烟口采用板式排烟口、多页排烟口、排烟阀等不同形式。一般设计如图8所示。
一是A处设280 ℃排烟防火阀,平时常开,280 ℃ 关闭,B、C处设排烟阀或排烟口;二是A处设280 ℃排烟防火阀,平时常闭,联动打开,B、C处设多页风口;三是A处设280 ℃排烟防火阀,平时常开,280 ℃ 关闭,B、C处设排烟防火阀,平时常闭,联动打开,280 ℃ 关闭;四是A处不设阀, B、C处设排烟防火阀,平时常闭,联动打开,280 ℃ 关闭。国家标准《建筑通风和排烟系统用防火阀门》中规定了排烟阀、排烟防火阀、排烟口的产品特性,因此针对上述第3、第4两种设计形式,关于B、C处排烟口是否设置280 ℃熔断争议最大,设计也经常采用。规范中应当进一步明确上述几种形式的应用范围。
6 结 语
优化消防机械排烟系统设计,能够在火灾发生时及时排除烟气,保证人员安全疏散所需的清晰高度,并给消防人员有效地开展灭火救援工作提供有利条件,最大限度地减少火灾事故中的人员伤亡数量。工程实例中,在设计、施工、设备、材料方面还存在一些问题,需要科技人员进一步研究,将烟气理论研究和工程应用技术相结合,将烟气理论计算与系统风量校核相结合,发现和解决实际工程中的问题,对于发挥机械排烟系统应有的功能,保障建筑消防安全具有重要作用。
参考文献
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防火排烟系统 篇11
【关键词】高层公共建筑；中央空调设计
1.设计应用范围
商场、影剧院、酒店等高层公共建筑设计主要包括：中央空调系统设计、防排烟系统设计、设备用房通风设计、制冷制热动力站设计。
2.空调设计计算参数
2.1室内空调设计计算参数
室内空调设计参数：冬季温度控制在16～20℃，夏季温度控制在24～28℃。
2.2空气质量计算参数
中央空调空气质量参数商场、影剧院、酒店、商住的新风量>20m3/h.人，卫生间的排风量>12次/h，停车场及地下室的排风量>6次/h，送风量>4次/h。
3.通风及防排烟系统设计
3.1加压送风设计
高层公共建筑超过50m，防烟楼梯间及合用前室均设置机械加压送风系统；防烟楼梯间加压送风，对应的独立前室可不送风。可根据压差法或门洞风速法计算风量，取其中的大值。
3.2排烟设计
3.2.1地上商场排烟设计
商业系统排烟根据面积大小需考虑划分防烟分区，防烟分区面积不超过500m2，风机排烟量按其负担最大一个防烟分区面积，不小于 120m3/（h.m2）确定。排烟风机吸风管均设 280°C常闭的防火阀，火灾时自动启动，与排烟风机联锁；补风采用外窗及外门渗透补风。
3.2.2走廊排烟设计
高层建筑中走廊超过20m的且不满足自然通风要求的，需要设置机械排烟系统，排烟量计算方法同商场。
3.2.3地下室通风及排烟设计
地下层如果是车库，可采用诱导方式通风系统，排烟与排风使用同一系统，排风量大于6次/小时，排烟量大于6次/小时，补风量大于排风量的50%以上，防烟分区面积小于2000m2。地下层作为商场，平时排风为送风的80%～85%，平时送风量为商场的人员密度乘以人员新风量确定，排烟量计算方法同地上商业排烟，消防送风量为排烟量的50%，防烟分区面积小于500m2。
4.空调设计方案
4.1商场空调设计应用方案
商场空调设计通常需要考虑到，面积较大、人员流动量大，需要新风和换气也较大。商场空调末端采用全空气系统，新风与回风混合处理，并设置电动调节阀，可根据新风焓值自动调节新风、回风比例。如果系统出现异常可自动关闭并发出预警信息等。由于商场建筑面积大，冷负荷大，商场空调的冷热源选择离心式冷水机组和板式换热机组。水系统使用闭式机械循环系统，并采用落地式膨胀水箱进行稳压。其中冷冻水泵设置变频，离心机组采用变频式离心机组，使机组在部分负荷运行时，节能效果更好。
4.2影剧院空调设计应用方案
影剧院根据使用时间不同宜独立设置空调系统，空调主机系统采用风冷模块主机系统；空调末端采用全空气系统，新风与回风混合处理，并设置电动调节阀，可根据新风焓值自动调节新风、回风比例，送风方式采用座椅底部送风，并且风口设置风量调节阀，使送风更加均匀。
4.3商住空调设计应用方案
商住空调设计通常需要考虑到，房间分割较小、空调使用时间不规律、温度要求不固定等，并要求单独计量空调使用量。商住空调设计应用方案采用变制冷剂流量分体式空调系统。其具有灵活的控制和调节功能，可同时满足制冷和制热的需求。
4.4办公场所空调设计应用方案
办公场所空调设计通常需要考虑到空调面积较大、房间分割较多、空调使用时间统一、人流较大，需要设置通风和换气。办公场所空调设计应用方案采用风机盘管配合新风空调的方式，这样可以满足各个房间空调的独立和新风的集中处理。空调系统与新风设计自动控制在休息时间自动停止，工作时间自动开启。从而做到节能减排的作用。空调自控设计有：定时开关设计；温度风速调节设计；空调与风阀联动设计；时间、温度的显示。设计方案使用螺杆式冷水机组和板式热换机组作为冷热源，采用闭式机械循环系统，膨胀水箱为稳压方式。
5.系统方案及风量的确定
对于房间空间大，人员密集，冷负荷密度大，室内热湿比小的空间，选择一次回风的定风量单风道全空气系统。为节约能源和投资，只进行单参数的露点送风。对于房间较小，选择风机盘管加新风系统，新风处理到同室内点等焓的状态，然后同风机盘管的送风混合后送入室内。
5.1全空气系统的空气处理过程
举例：全热冷负荷为49.74kW，人体的散发的湿负荷为0.006kg/S（21.64kg/H）。热湿比49.74kW/0.006KG/S=8290，取送风温差ΔT0X=8.6℃。则送风温度=26℃-8.6℃=17.4℃。送、回风点的焓值分别为HS=46.18kJ/kg，HN=58.85kJ/kg。焓差12.67kJ/kg。
送风量QM=Q/HM-HO QM→送风量（kg/S）Q-总冷负荷（kW）；HM-室内设计温度的焓值；HO-送风温度的焓值。
总送风量QM=49.74kW（冷负荷）/（58.85kJ/kg-46.18kJ/kg）=12.67kJ/kg（焓差）=3.93KG/S（14148kg/H）（11790M3/H）。
5.2风机盘管加新风系统的空气处理过程
采用新风不负担室内负荷的方式，即将送入室内的新风处理到90%相对湿度的室内等焓点。例如：计算风机盘管的处理状态和风量 ， 出现最大负荷 ， 此时参数为 ： 全热1207W，湿负荷304G/H。取新风量为90M3/H，分析空气处理过程。
室内的热湿比为14293kJ/kg，取送风温差为8℃，室内状态点沿热湿比下降到26-8=18℃即为送风状态点S。HS=48.8kJ/kg，焓差10.05kJ/kg。
送风量QM=Q/HM-HO QM→送风量（KG/S）Q-总冷负荷（kW）；HM-室内设计温度的焓值；HO-送风温度的焓值。
送风量=1.207kW（冷负荷）/10.05kJ/kg焓差=0.12（kg/S）432kg/H（360M3/H）。
风机盘管送风量=总送风量（360M3/H）-新风量（90M3/H）=270M3/H（276kg/H）。
风机盘管空气出口温度为16.8℃，可以处理。风机盘管的冷量即为房间的冷负荷1.207kW。
6.结语
防火排烟系统 篇12
锅炉排烟热损失是火力发电厂锅炉各项热损失中最大的一项, 我国近年来逐步推广了利用低温省煤器加热凝结水的排烟余热利用方法。本文以等效热降为理论基础, 以典型300MW级火力发电机组为实例, 对排烟余热利用系统的凝结水取水方式和分水系数两个重要内容进行优化计算分析。
2 等效热降理论应用于排烟余热利用技术
等效热降理论在电厂热力系统设计中, 主要探讨热力系统和设备中各种因素的影响以及局部变动后的经济效益, 从而论证系统方案的技术经济性, 是热力系统优化的重要工具[1]。
抽汽等效热降是指排挤1kg加热器抽汽返回汽轮机后的真实作功大小。排烟余热利用在凝结水低压加热部分, 因此其抽汽等效热降为:
3 凝结水取水方式设计优化
为应对低温省煤器换热管低温腐蚀的问题, 需严格要求进入低温省煤器的凝结水温度不低于某一限值, 而电厂通常无法在各低压加热器进出口取得合适温度的凝结水, 因此需要采用以下两种方式确保低温省煤器入口水温: (1) 从一级低压加热器入口取水并从加热后的回水中取部分再循环水与入口取水混合至合适温度; (2) 从两级不同的低压加热器入口取水并混合至合适的温度。现以典型300MW级火力发电机组为例, 分析两种取水方式对排烟余热利用项目节能效果的影响。
该火电机组汽轮机型式为亚临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、抽汽凝汽式汽轮机。回热系统包含三台高压加热器、四台低压加热器以及一台除氧器。THA工况下热耗率为7982k J/k Wh, 排汽焓值为2364 k J/kg, 机组功率为320024k W。锅炉效率为92%, 管道效率为99%, 发电煤耗率为299.4g/k Wh。该热力系统THA工况下部分低压加热器相关参数如表1所示。
根据第2章节所述等效热降理论, 计算部分低压加热系统等效热降, 如表2所示。
通过增设排烟余热回收利用装置, 低温省煤器烟气进口温度为126℃, 出口温度降至90℃, 低温省煤器的烟气回收量 (Q) 为14713 k W。设凝结水吸收余热并加热至110℃后回到3号低压加热器入口。为防止换热器低温腐蚀, 设定凝结水进入低温省煤器的温度为70℃。此时有两种进水方式, 如图1 (a) 和1 (b) 所示。图1 (a) 为从1号低加入口取水并通过再循环水与入口取水混合至70℃, 图1 (b) 为从1号低加和2号低加入口分别取水并混合至70℃后进入低温省煤器。
通过以上计算分析可以看出, 在吸收余热量和加热凝结水回水温度相同的情况下, 图1 (b) 所示取水方式下的排烟余热利用系统热经济效益明显较好。
3 凝结水分水系数设计优化
假设排烟余热利用系统采用图1 (b) 所示的系统方式, 低温省煤器管束采用螺旋翅片管的换热管型, 换热系数为44.2W/m2℃该系统折算单位换热面积的造价为140元/m2, 系统设计使用寿命为5年。以第3章相关参数为基础, 在低温省煤器的凝结水进水温度、低温省煤器烟气进出口温度以及余热回收量均已确定的情况下, 选取三个不同的分水系数进行节能收益和工程造价的计算, 计算结果如表3所示。
表3中技术经济性即排烟余热利用系统设计寿命内的节能收益减去系统工程造价。从表3可以看出, 凝结水分水系数对排烟余热利用系统的节能收益以及工程造价产生双重影响。同时, 当分水系数减小到工况2时, 技术经济性较好, 可以说明存在一个较为合理的分水系数使得系统技术经济性最好。
4 结语
4.1根据等效热降理论, 回收余热应用于热力系统时, 所替代的抽汽能级越高, 其热经济性越好。因此, 在低温省煤器回收余热量、低温省煤器取水温度和回水温度相同的情况下, 从两级不同的低压加热器入口取水并混合至要求的低温省煤器进水温度比只从较低一级低加入口取水并通过回水再循环与入口取水混合至要求的水温具有更好的节能收益。
4.2若系统方案最终的评定标准从节能效果和工程造价两方面综合考虑时, 需对凝结水的分水系数进行设计优化, 通过计算选取一个最为合理的分水系数确保排烟余热利用项目的技术经济性。
4.3在进行凝结水取水方式和分水系数优化计算前, 需充分考察电厂低压加热器实际布置情况, 是否有条件从某一级低压加热器取水, 综合判断取水位置。
参考文献