火灾烟气的控制

1.隔断或阻挡

墙、楼板、门等都具有隔断烟气传播的作用。为了防止火势蔓延和烟气传播，建筑中必须划分防火分区和防烟分区。

（1）防火分区。防火分区是指用防火墙、楼板、防火门或防火卷帘等分隔的区域，可以将火灾限制在一定局部区域内，不使火势蔓延。当然，防火分区的隔断同样也对烟气起了隔断作用。在建筑物中应合理地进行防火分区，每层应作水平分区，垂直方向也要作分区。

水平防火分区的分隔物，主要依靠防火墙，也可以利用防火水幕带或防火卷帘加水幕。防火墙是指由非燃烧材料组成，直接砌筑在基础上或钢筋混凝土框架梁上，耐火极限不小于3h的墙体。防火墙上尽量不开洞口，必须开设时，应设耐火极限不小于1.2h的防火门窗。

竖直方向通常每层划分为一个防火分区，以耐火楼板为分隔。对于在两层或多层之间设有各种开口，如设有开敞楼梯、自动扶梯、中庭的建筑，应把连通部分作为一个竖向防火分区的整体考虑，且连通部分各层面积之和不应超过允许的水平防火分区的面积。

（2）防烟分区。防烟分区是指用挡烟垂壁、挡烟梁、挡烟隔墙等划分的，可把烟气限制在一定范围的空间区域。防烟分区是对防火分区的细分化，防烟分区内不能防止火灾的扩大。它是为了有利于建筑物内人员安全疏散与有组织排烟而采取的技术措施。防烟分区使烟气集中于设定空间，通过排烟设施将烟气排至室外。防烟分区范围是指以屋顶挡烟隔板、挡烟垂壁或从顶棚向下突出不小于500mm的梁为界，从地板到屋顶或吊顶之间的规定空间。

防烟分区和防火分区的划分方法基本相同，即按每层楼面作为一个垂直防烟分区；每个楼面的防烟分区可在每个水平防火分区内划分出若干个。防烟分区不应跨越防火分区。每个防烟分区的面积不应超过500m2，对装有自动灭火设备的建筑物其面积可增大一倍。此外还应注意竖井分区，如商场的中央自动扶梯处是一个大开口，应设置用感烟探测器控制的隔烟防火卷帘。

2.排烟

排烟的部位有两类：着火区和疏散通道。着火区排烟的目的是为了将火灾发生的烟气排到室外，降低着火区的压力，不使烟气流向非着火区。疏散通道的排烟是为了排除可能侵入的烟气，以利于人员安全疏散及救火人员通行。排烟分为自然排烟和机械排烟。

（1）自然排烟。自然排烟有两种方式：一种是利用可开启外窗或专设的排烟口排烟；另一种是利用竖井排烟。如图4-12所示。

图4-12 自然排烟

（a）利用可开启外窗排烟；（b）利用专设排烟口排烟；（c）利用竖井排烟

1—火源；2—排烟风口；3—避风风帽

自然排烟的优点是：不需电源和风机设备，可兼作平时通风用，避免设备的闲置；其缺点是：受室外风向、风速和建筑本身的密封性或热作用的影响，排烟效果不大稳定。当开口部位在迎风面时，不仅降低排烟效果，有时还可能使烟气流向其他房间。

在高层建筑中除建筑物高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室以及净空高度小于12m的中庭，可采用自然排烟方式。自然排烟窗、排烟口、送风口应设开启方便、灵活的装置。

（2）机械排烟。机械排烟方式是将火灾产生的烟气通过排烟风机排到室外。机械排烟可分为局部排烟和集中排烟两种方式。局部排烟方式是在每个需要排烟的部位设置独立的排烟风机直接进行排烟；局部排烟方式投资大，而且排烟风机分散，维修管理麻烦，所以很少采用。如采用时，一般与通风换气要求相结合，即平时可兼作通风排风使用。集中机械排烟就是把建筑物划分为若干个系统，每个系统设置一台大型排烟机，系统内的各个房间的烟气通过排烟口进入排烟管道引到排烟机直接排至室外。如图4-13所示。机械排烟的优点是：受室外风压影响小，能有效地保证疏散通路，使烟气不向其他区域扩散；其缺点是：有关设备要能耐受高温烟气的影响，管理维护相对较复杂。

图4-13 机械排烟方式

（a）自然进风，机械排烟；（b）机械进风，机械排烟

1—排烟风机；2—进风风机；3—排烟口；4—进风口；

5—门；6—走廊；7—着火点；8—火灾室

对机械排烟设施的要求如下：

1）排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上，设在顶棚上的排烟口，距可燃构件或可燃物的距离不应小于1m。

2）排烟口应设有手动和自动开启装置，平时关闭。当发生火灾时，仅开启着火楼层的排烟口。

3）防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30m。走道的排烟口应尽量布置在与人流疏散方向相反的位置。

4）在排烟支管和排烟风机入口处应设有温度超过280℃时能自行关闭的排烟防火阀。

5）当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能自行启动。

6）排烟风道必须采用不燃材料制作。安装在吊顶内的排烟管道，其隔热层应采用不燃材料制作，并应与可燃物保持不小于1.50m的距离。

7）机械排烟系统与通风、空调系统宜分开设置。若合用时，必须采取可靠的防火安全措施，并应符合排烟系统要求。

8）设置机械排烟的地下室，应同时设置送风系统。

机械排烟系统由挡烟垂壁、排烟口、排烟道、排烟阀、排烟防火阀、排烟风机等组成。适用于不具备自然排烟条件或较难进行自然排烟的内走道、房间、中庭及地下室。带裙房的高层建筑防烟楼梯间及其前室，消防电梯间前室或合用前室，当裙房以上部分利用可开启外窗进行自然排烟，裙房部分不具备自然排烟条件时，其前室或合用前室应设置局部机械排烟设施。

3.加压防烟

加压防烟是用风机把一定量的室外空气送入一房间或通道内，使室内保持一定压力或门洞处有一定空气流速以避免烟气侵入。图4-14所示为加压防烟的两种情况。其中，图4-14（a）为当门关闭时房间内保持一定余压值，空气从门缝或其他缝隙处流出，防止了烟气的侵入；图4-14（b）为当门开启时送入加压区的空气以一定风速从门洞流出，阻止烟气流入。当流速较低时，烟气可能从上部流入室内。由上述两种情况分析可以看到，为了阻止烟气流入被加压的房间，必须达到：门开启时，门洞有一定向外的风速；门关闭时，房间内有一定余压值。《建筑设计防火规范》（GB50016—2014）规定：前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层（间）余压值为25～30Pa；防烟楼梯间为40～50Pa。

图4-14 加压防烟示意图

（a）门关闭时；（b）门开启时

根据《建筑设计防火规范》（GB50016—2014）规定，建筑的下列场所或部位应设置防烟设施。

（1）防烟楼梯间及其前室。

（2）消防电梯间前室或合用前室。

（3）避难走道的前室、避难层。

建筑高度不大于50m的公共建筑、厂房、仓库和建筑高度不大于100m的住宅建筑，当其防烟楼梯间的前室或合用前室符合下列条件之一时，楼梯间可不设防烟系统。

（1）前室或合用前室采用敞开的阳台、凹廊。

（2）前室或合用前室具有不同朝向的可开启外窗，且可开启外窗的面积满足自然排烟口的面积要求。

楼梯间每隔2～3层设置一个加压送风口；前室应每层设一个。机械加压送风防烟系统中送风口的风速不宜大于7m／s。加压送风口应采用自垂式百叶风口或常开双层百叶风口。当采用常开百叶风口时，应在其加压风机的压出管上设置止回阀。加压送风口应设手动和自动开启装置，并与加压送风机的启动装置连锁。