工業建筑防排煙系統設計方式探討

發表時間:2021-08-13 11:46

0   引言

隨著新標準 《建筑防排煙系統技術標準》GB51252-2017 201881的實施,工業廠房、倉庫的防排煙系統設計發生了比較大的變化,特別是要設置自然排煙系統,需滿足更多的條件。在此用兩個項目實例分析說明新標準后暖通專業工業廠房防排煙系統設計需要考慮的問題。

1   要求設置防排煙系統的工業建筑類別

1.1   什么樣防火類別的建筑、建筑面積多大的建筑、在什么位置,要求設置防排煙系統,由《建筑防火設計規范》GB50016-2016(2018年版)規定。

1.2   從《建筑防火設計規范》GB50016-20014,到《建筑防火設計規范》GB50016-2014(2018年版),這個要求都是一樣的,GB50016-2016(2018年版)第8.5.2 廠房或倉庫的下列場所或部位應設置排煙設施:

1.2.1   人員或可燃物較多的丙類生產場所,丙類廠房內建筑面積大于300平方米且經常有人停留或可燃物較多的地上房間;

1.2.2   建筑面積大于5000m2的丁類生產車間;

1.2.3   占地面積大于1000m2的丙類倉庫;

1.2.4   高度大于32的高層廠房(倉庫)內長度大于20m的疏散走道,其他廠房(倉庫)內長度大于40m的疏散走道;

2   新標準防排煙系統設計要求

排煙系統:分為自然排煙系統和機械排煙系統。

2.1   自然排煙

2.1.1   最大的防煙分區面積規定:《建筑防排煙系統技術標準》GB51252-2017 內下表

        2.1.2   排煙量的計算:

    《建筑防排煙系統技術標準》GB51252-2017中規定計算且不小于標準內4.6.3的數值。


2.1.3   儲煙倉以內自然排煙窗(口)面積計算:
2.1.3.1   建筑空間凈高小于或等于6m的場所,自然排煙窗(口)面積不小于該房間建筑面積的2%,
2.1.3.2   建筑空間凈高大于6m的場所,按上4.6.3中排煙量和自然排煙窗(口)風速,計算所需要的自然排煙窗(口)的面積;
2.1.4   面積大于500m2的要設補風,自然補風口應在儲煙倉以下;
2.1.5   防煙分區中最大長邊允許長度:建筑凈高的8倍;
2.1.6   防煙分區內任一點距排煙口的水平距離不應大于建筑內空間凈高的2.8倍;
2.1.7   由此看到,新標準后,自然排煙系統受到很多條件的限制。當以上任一條件不能滿足時,就不能采用自然排煙方式,而要采用機械排煙系統。

2.2   機械排煙

2.2.1   最大的防煙分區面積規定:見上表4.2.4

2.2.2   排煙量:見上表4.6.3

2.2.3   防煙分區中最大長邊允許長度:見上表4.2.4

2.2.4   設計排煙量=1.2X計算排煙量,按設計排煙量選擇排煙風機;

2.2.5   排煙口應在儲煙倉以內;

2.2.6   面積大于500m2的要設補風,補風口應在儲煙倉以下;

2.2.7   防煙分區內任一點距排煙口的水平距離不應大于30m;

3   設計實例分析

3.1   實例一

3.1.1   基本情況如下附圖一:建筑面積為123.8X62.4=7583.33 m2 ,地上一層,凈高為8.5m。丙類廠房,生產水泵配套的電氣柜。應設置排煙系統。

               附圖一:廠房一層平面圖


3.1.2   設計方案

3.1.2.1   第一版建筑方案廠房未考慮設置天窗。先判斷能否滿足自然排煙需要的條件,按本文2.1自然排煙中第2.1.3條按尺寸計算,外墻上的可開啟外窗面積不足;2.1.6條此建筑防煙分區內最遠點距外窗距離為62.4/2=31.2m,超過了凈高的2.8倍(8.5X2.8=23.8m),因此不能滿足自然排煙的條件;

3.1.2.2   如果車間考慮設置天窗,外墻上的可開啟外窗加上天窗的可開啟窗面積就能滿足要求,同時,建筑防煙分區內最遠點距外窗距離由62.4/2=31.2m,改變成為了62.4/4=15.6m,也能滿足要求,可采取自然排煙方式;

3.1.3   結論

暖通專業與建筑專業討論后認為,本項目完全可以設置天窗,采取自然排煙方式,既能滿足設計標準要求,又能節約投資。

能否采用自然排煙方式,和工業建筑物的長寬比例、建筑物的層高有很緊密的關聯。

3.2   實例二

3.2.1   基本情況如下附圖二、附圖三:多層廠房,地上二層,建筑面積為22946m2 ,長X=108mX102m,一層層高7.8m,二層層高9m,火災危險類別為丁類,生產灌裝飲料。建筑面積為22946m2,大于規范規定的5000m2,應設置排煙系統。

附圖二:廠房一層平面圖

附圖三:廠房二層平面圖


3.3.2.   自然排煙設計方案:

先判斷能否滿足自然排煙需要的條件:

一層按本文2.1自然排煙中第2.1.3條按尺寸計算,外墻上的可開啟外窗面積不足; 2.1.6條此建筑防煙分區內最遠點距外窗距離為102/2=51m,超過了凈高的2.8倍(7.8X2.8=21.84m),因此不能滿足自然排煙的條件;

二層,情況和一層相同。但因為是頂層,可考慮設天窗,設一路天窗時,此建筑防煙分區內最遠點距外窗距離為 102/4=25.5米,仍超過了 9X2.8=25.2米,不能滿足要求。設兩路天窗能滿足此條要求。
因本項目工藝是食品行業,從食品的安全衛生角度看,不應設天窗,因此不能采取自然排煙的方式。
3.3.3   機械排煙系統設計

3.3.3.1   按防煙分區最大面積不超過2000平方米,一層共劃分為6個防煙分區,各區間設硅膠防火固定擋煙垂壁;二層實際凈高9m,劃分為6個防煙分隔,可不設置擋煙垂壁。由于廠房每層有兩個防火分區,因此,設置了兩個排煙機房。每個防煙分區設置排煙支管,排煙支管上設置了常閉電動閥,火災時開啟著火區電動閥排煙;

3.3.3.2   計算排煙量

根據《建筑防排煙系統技術標準》GB51252-2017466~4615條,計算得廠房最大排煙量205600m3/h,按表463取值,排煙量為211000m3/h,根據規范要求,兩個值中取大值,取排煙量計算值為:211000m3/h。
3.3.3.3   設計排煙量

根據《建筑防排煙系統技術標準》GB51252-2017:第4.6.1 排煙系統的設計風量不應小于該系統計算風量的1.2,排煙系統設計風量為253200m3/h。

3.3.3.4   機械排煙系統設計如下附圖四、附圖五所示:

         

         附圖四:一層機械排煙系統平面圖

         

         附圖五:二層機械排煙系統平面圖

        3.3.4   結論
         3.3.4.1   多層工業建筑各層可采取不同的排煙方式;
         3.3.4.2   對于層高大于6米的工業建筑,每個防煙分區面積盡量接近最大值2000m2 ,因為排煙量按表中數值取值,而不是按面積,這樣可以減少支分風管數量;
         3.3.4.3   風口數量確保任一點距排煙口的水平距離不應大于30,不需要考慮均布。

         3.3.4.4   廠房一般未設置吊頂,排煙風管的耐火極限不應小于1.0小時。

         4   結語

          4.1   為了著火時既能滿足消防設計規范,保障人員疏散安全,又能節約項目投資,排煙系統設計時首先應根據建筑物的具體情況,判斷能否采用自然排煙方式,無法滿          足自然排煙條件時,再考慮采用機械排煙方式;
         4.2   暖通專業要從方案設計階段就參與,與建筑專業設計人員一起溝通逐步完善可能的排煙方式,避免后期大的方案改變;
         4.3   選擇防排煙方式時,要根據不同項目的情況,認真分析,對于丙丁類的廠房、倉庫,優先考慮自然排煙方式,或通過與建筑專業配合作一些增加外窗、天窗的方             案調整,創造滿足自然排煙方式,既能減少風管投資,又能減少風管對廠房使用空間的占用;
         4.4   認真學習、深刻理解《建筑防排煙系統技術標準》GB51252-2017,能在理解消防防排煙原理的前提下,提出合法、合規、合理的整體防排煙設計方式。