蔣能飛

（深圳市建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司，深圳，518031）

0 引言

《建筑防排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》［1］（GB51251-2017）（以下簡(jiǎn)稱《煙規(guī)》）第4.4.10條規(guī)定，“排煙管道下列部位應(yīng)設(shè)置排煙防火閥：1 垂直風(fēng)管與每層水平風(fēng)管交接處的水平管段上；2 一個(gè)排煙系統(tǒng)負(fù)擔(dān)多個(gè)防煙分區(qū)的排煙支管上；3 排煙風(fēng)機(jī)入口處；4 穿越防火分區(qū)處”，對(duì)于排煙防火閥的定義，《煙規(guī)》第2.1.14條規(guī)定，“安裝在機(jī)械排煙系統(tǒng)的管道上，平時(shí)呈開啟狀態(tài)，火災(zāi)時(shí)當(dāng)排煙管道內(nèi)煙氣溫度達(dá)到280 ℃時(shí)關(guān)閉，并在一定時(shí)間內(nèi)能滿足漏煙量和耐火完整性要求，起隔煙阻火作用的閥門。一般由閥體、葉片、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和溫感器等部件組成”。機(jī)械排煙管道內(nèi)煙氣平均溫度T≥280 ℃時(shí)，排煙防火閥熔斷關(guān)閉，該區(qū)域的排煙失效，因此，機(jī)械排煙時(shí)需要控制的煙氣平均溫度T＜280 ℃才能保證有效的排除煙氣，而《煙規(guī)》在計(jì)算排煙量時(shí)只是計(jì)算得出煙層平均溫度T與環(huán)境溫度T0（通常T0=293.15K）的差△T，并未對(duì)煙氣平均溫度T進(jìn)行限制，要保證煙氣有效排除，則需T＜280 ℃（即△T＜260 ℃），這點(diǎn)希望引起重視。

1 煙氣溫度

煙層平均溫度與環(huán)境溫度的差△T可按下式計(jì)算［1］：

式中，△T為煙層平均溫度與環(huán)境溫度的差（K）；Mp為煙羽流質(zhì)量流量（kg/s）；Qc為熱釋放速率的對(duì)流部分，一般取值為Qc=0.7 Q（kW），Q為熱釋放速率（kW）；Cp為空氣的定壓比熱，一般取Cp=1.01 kJ/（kg?K）；K為煙氣中對(duì)流放熱量因子。當(dāng)采用機(jī)械排煙時(shí)，取K=1.0；當(dāng)采用自然排煙時(shí)，取K=0.5。對(duì)于自然排煙，由于沒有了排煙防火閥的限制，煙層溫度也就沒有上限要求，不再本文討論范圍之內(nèi)。煙羽流質(zhì)量流量計(jì)算時(shí)，無(wú)特別限定時(shí)，對(duì)于民用建筑一般采用軸對(duì)稱型煙羽流公式計(jì)算，具體公式如下：

當(dāng)Z＞Z1時(shí)，

當(dāng)Z≤Z1時(shí)，

2 清晰高度

為了滿足排煙防火閥在排煙系統(tǒng)中的正常使用，△T應(yīng)小于260 ℃。當(dāng)△T=260 ℃時(shí)，求得清晰高度Hq，機(jī)械排煙設(shè)計(jì)時(shí)只要設(shè)計(jì)清晰度高度Hs大于Hq就能保證△T＜260 ℃，同時(shí)Hs應(yīng)滿足《煙規(guī)》第4.6.2條要求，“當(dāng)采用自然排煙方式時(shí)，儲(chǔ)煙倉(cāng)的厚度不應(yīng)小于空間凈高的20 %，且不應(yīng)小于500 mm；當(dāng)采用機(jī)械排煙方式時(shí)，不應(yīng)小于空間凈高的10 %，且不應(yīng)小于500 mm。同時(shí)儲(chǔ)煙倉(cāng)底部距地面的高度應(yīng)大于安全疏散所需的最小清晰高度，最小清晰高度應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第4.6.9條的規(guī)定計(jì)算確定”，同時(shí)第4.6.9條規(guī)定，“走道、室內(nèi)空間凈高不大于3 m的區(qū)域，其最小清晰高度不宜小于其凈高的1/2，其他區(qū)域的最小清晰高度應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：Hq為最小清晰高度（m）；H′對(duì)于單層空間，取排煙空間的建筑凈高度（m）；對(duì)于多層空間，取最高疏散樓層的層高（m）。為了分析簡(jiǎn)單，以單層空間作為分析對(duì)象，則有Hq＜Hs≤H′-max（0.5，0.1H′）。

3 不同場(chǎng)所對(duì)清晰高度的限制

表1～3是在△T=260 ℃的條件下，根據(jù)不同的熱釋放速率Q反推出燃料面到煙層底部的高度Z（清晰高度Hq）及為了滿足排煙防火閥在排煙系統(tǒng)中的正常使用條件的吊頂高度范圍，反推時(shí)由于無(wú)法判斷Z與Z1大小關(guān)系，根據(jù)公式（2）（3）分別反推出Z來(lái)判斷公式（2）（3）的合理性，從表1計(jì)算結(jié)果可以知道，均為Z≤Z1，吊頂高度值（見表2～3）依據(jù)公式（3）求得。

表1 不同熱釋放速率下的清晰高度表

1）對(duì)于建筑類型為辦公室、客房、教室、走道、車庫(kù)，熱釋放速率Q=1.5 MW（有噴淋），儲(chǔ)煙倉(cāng)下的最大凈高為1.92 m時(shí)，排煙口高度H1=1.92+0.5=2.42 m，也就是說(shuō)當(dāng)?shù)蹴斚聝舾咝∮?.42 m時(shí)，△T＞260 ℃，排煙管道內(nèi)煙氣平均溫度T＞280 ℃，排煙防火閥熔斷關(guān)閉，該區(qū)域的排煙失效，這也限制了吊頂下的凈高不能小于2.42 m。“走道、室內(nèi)空間凈高不大于3 m的區(qū)域，其最小清晰高度不宜小于其凈高的1/2”，當(dāng)對(duì)于走道、室內(nèi)空間凈高不大于3 m的區(qū)域采用機(jī)械排煙系統(tǒng)時(shí)，吊頂下的最小凈高Hq=1.92 m＞1.5 m，即采用機(jī)械排煙系統(tǒng)不能以不宜小于其凈高的1/2作為最小清晰高度值。其他建筑類別不同熱釋放速率下的排煙口高度（或吊頂高度）見表2～3。

2）對(duì)于建筑類型為辦公室、客房、教室、走道、車庫(kù)，熱釋放速率Q=1.5 MW（有噴淋），儲(chǔ)煙倉(cāng)下的最小凈高為1.92 m時(shí)，1.6+0.1·H′=1.92，求得H′=3.23 m。即當(dāng)?shù)蹴斚赂叨却笥诘扔?.23 m時(shí)，采用機(jī)械排煙系統(tǒng)的儲(chǔ)煙倉(cāng)的高度只需符合《煙規(guī)》第4.6.2條要求設(shè)置，均可以保證。其他建筑類別不同熱釋放速率下的排煙口高度（或吊頂高度）見表2～3。

表2 不同建筑類別下的吊頂高度表（有噴淋）

表3 不同建筑類別下的吊頂高度表（無(wú)噴淋）

3）對(duì)于建筑類型為辦公室、客房、教室、走道、車庫(kù)，當(dāng)2.42 m＜吊頂高度＜3.23 m時(shí)，要特別注意燃料面到煙層底部的高度Z（設(shè)計(jì)清晰高度Hs），應(yīng)保證HS取值滿足△T＜260 ℃。

4 結(jié)語(yǔ)

為了保證機(jī)械排煙系統(tǒng)的正常運(yùn)行，即煙氣平均溫度應(yīng)小于280 ℃，需要注意在不同建筑類型、不同熱釋放率條件下所需要的最小吊頂高度，此高度可能大于建筑設(shè)計(jì)規(guī)定中所需的凈高要求，因此設(shè)計(jì)時(shí)要與建筑專業(yè)提前溝通，以確保滿足機(jī)械排煙所需凈高要求，同時(shí)對(duì)于走道、室內(nèi)空間凈高不大于3 m的區(qū)域，設(shè)計(jì)人員中不能一味的加大儲(chǔ)煙倉(cāng)厚度（最小清晰高度值取凈高的1/2），具體儲(chǔ)煙倉(cāng)的厚度應(yīng)以煙氣平均溫度小于280 ℃為基準(zhǔn)。對(duì)于自然排煙，由于沒有了排煙防火閥的限制，可不受上述限制。