1、建筑通风与防排烟课程设计学 院： 安全科学与工程学院 专业班级： 消防工程 10-01 姓 名： 顾熠凡 学 号： 311001030101 时 间： 2013.1.8 建筑通风预防排烟课程设计0摘 要随着我国经济建设的快速发展，城市建设速度加快，各类建筑大量施工兴建，发生火灾的危险性也随之增加。其中，高层住宅楼、大型公共设施等建筑是人员非常集中的场所，起火原因和火灾荷载较多，这些地方一旦发生火灾，烟气蔓延迅速、火灾严重、危害程度非常大，因此需要对建筑进行通风与防排烟设计，以保护生命安全。本设计根据课堂所学知识，针对某购物中心一层，进行了详细的送风与排烟量、风口与风管、送风排烟水力等的计算，实
2、现了对该购物中心一层防排烟设计的目的。关键词：通风 防排烟建筑通风预防排烟课程设计1目录摘 要 1一、 工程概况及设计依据 31.1 工程概况 31.2 设计依据 3二、划分防火分区、防烟分区 42.1 划分防火分区 .42.2 划分防烟分区 .52.3 挡烟设备 .5三、确定系统布置 6四、计算排烟量 7五、计算选择排烟口 85.1 排烟口风速 .85.2 排烟口面积及尺寸选择 .8六、排烟管道设计 9七、均匀排烟设计计算 107.1 管段 1 的设计与计算 .107.2 管段 2 的设计与计算 .107.2.1 计算 12 间沿程阻力 .107.2.2 设计管段 2 截面 .107.2.3
3、 管段 2 截面验算 .117.3 管段 3 的设计与计算 117.3.1 计算 23 间沿程阻力 117.3.2 设计管段 2 截面 .117.3.3 管段 3 截面验算 .127.4 管段 4 的设计与计算 .127.4.1 计算 34 之间的沿程阻力 .137.4.2 设计管段 4 截面 .137.4.3 管段 4 截面验算 .147.5 管段 5 的设计与计算 .147.5.1 计算 45 间沿程阻力 .147.5.2 设计管段 5 截面 .147.5.3 管段 5 截面验算 .157.6 风机全压及管段选择 .157.6.1 计算 56 间沿程阻力 .157.6.2 绘制排烟水力计算
4、表 .16八、风机选型 178.1 系统所需风量 .178.2 系统所需风压 .178.3 选择风机型号 .17九、风速核算 18参考文献 19致谢 1建筑通风预防排烟课程设计2一、 工程概况及设计依据1.1 工程概况某购物中心一层，长 42 米，宽 26 米，总面积 1092 ；该层上方 2 个封闭楼梯间，1 个电动扶梯，下方 1 个封闭楼梯间，1 个男女卫生间，这 5 个区域占据的面积为 132 。1.2 设计依据1）王汉青. 通风工程. 机械工业出版社, 20102）建筑设计防火规范GB50016-20063）建筑防火设计手册2007 版4） 防排烟工程5） 高层建筑和地下建筑通风与防排
5、烟6） 高层建筑防排烟设计手册7） 高层民用建筑设计防火规范 （2005 年版）建筑通风预防排烟课程设计3二、划分防火分区、防烟分区2.1 划分防火分区高层民用建筑设计防火规范（一下简称高规）中对防火分区规定如下：5.1.1 高层建筑内应采用防火墙等划分防火分区，每个防火分区允许最大建筑面积，不应超过表 5.1.1 的规定。每个防火分区的允许最大建筑面积 表 5.1.15.1.2 高层建筑内的商业营业厅、展览厅等，当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统，且采用不燃烧或难燃烧材料装修时，地上部分防火分区的允许最大建筑面积为 4000；地下部分防火分区的允许最大建筑面积为 2000。建筑设计防火规范
6、中对民用建筑的防火面积做出如下规定：5.1.7 民用建筑的耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积应符合表 5.1.7 的规定。表 5.1.7 民用建筑的耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积耐火等级最多允许层数防火分区的最大允许建筑面积（）备 注一、二级 按本规范第1.0.2 条规定 25001.体育馆、剧院的观众厅，展览建筑的展厅，其防火分区最大允许建筑面积可适当放宽。2.托儿所、幼儿园的儿童用房和儿童游乐厅等儿童活动场所不应超过 3 层或设置在四层及四层以上楼层或地下、半地下建筑（室）内。三级 5 层 12001.托儿所、幼儿园的儿童用房和儿童游乐厅等儿童活动场所、老年
7、人建筑和医院、疗养院的住院部分不应超过 2 层或设置在三层及三层以建筑类别 每个防火分区建筑面积一类建筑 1000二类建筑 1500地下室 500建筑通风预防排烟课程设计4上楼层或地下、半地下建筑（室）内。2.商店、学校、电影院、剧院、礼堂、食堂、菜市场不应超过 2 层或设置在三层及三层以上楼层。四级 2 层 600学校、食堂、菜市场、托儿所、幼儿园、老年人建筑、医院等不应设置在二层。地下、半地下建筑（室） 500 注： 1 建筑内设置自动灭火系统时，该防火分区的最大允许建筑面积可按本表的规定增加 1.0 倍。局部设置时，增加面积可按该局部面积的 1.0倍计算。2 当住宅建筑构件的耐火极限和燃
8、烧性能符合现行国家标准住宅建筑规范GB50368 的规定时，其最多允许层数执行该标准的规定。结合上述规范中的相关规定，该建筑按一个楼层划分一个防火分区，封闭楼梯间、电动扶梯、卫生间单独划分，不在该防火分区内，并且封闭楼梯间、卫生间有防火门分隔，电动扶梯设置防火卷帘分隔，故防火分区面积：960 2.2 划分防烟分区对于民用建筑， 建筑设计防火规范 （后文简称建规 ）对防烟分区的划分做了如下规定：9.4.1 设置排烟设施场所当不具备自然排烟条件时，应设置机械排烟设施。9.4.2 需设置机械排烟设施且室内净高小于等于 6.0m 的场所应划分防烟分区；每个防烟分区的建筑面积不宜超过 500，防烟分区不
9、应跨越防火分区。防烟分区宜采用隔墙、顶棚下凸出不小于 500mm 的结构梁以及顶棚或吊顶下凸出不小于 500mm 的不燃烧体等进行分隔。9.4.3 机械排烟系统的设置应符合下列规定：1、横向宜按防火分区设置；2、竖向穿越防火分区时，垂直排烟管道宜设置在管井内；3、穿越防火分区的排烟管道应在穿越处设置排烟防火阀。排烟防火阀应符合现行国家标准排烟防火阀的试验方法GB15931 的有关规定。根据建规中的上述规定，划分该建筑的防烟分区：沿中间线将建筑平面划分为上下 2 个防烟分区，42m *13m =546 。上方 2 个封闭楼梯间、1 个电动扶梯占面积 72 ，防烟分区面积 474 ；下方 1 个封
10、闭楼梯间和 1 个卫生间占面积 50 ，防烟分区面积 496 。建筑通风预防排烟课程设计52.3 挡烟设备该层建筑选用防烟卷帘做挡烟设备，由于一般卷帘宽带不超过 12m，故可选 2 个 10m，2 个 11m，共计 4 个防火卷帘即可。三、确定系统布置建规中对于布置排烟设施的位置坐了如下规定：9.1.3 下列场所应设置排烟设施：1、丙类厂房中建筑面积大于 300的地上房间；人员、可燃物较多的丙类厂房或高度大于 32.0m 的高层厂房中长度大于 20.0m 的内走道；任一层建筑面积大于 5000的丁类厂房； 2、占地面积大于 1000的丙类仓库；3、公共建筑中经常有人停留或可燃物较多，且建筑面积
11、大于 300的地上房间；长度大于 20.0m 的内走道； 4、中庭；5、设置在一、二、三层且房间建筑面积大于 200或设置在四层及四层以上或地下、半地下的歌舞娱乐放映游艺场所；6、总建筑面积大于 200或一个房间建筑面积大于 50且经常有人停留或可燃物较多的地下、半地下建筑或地下室、半地下室；7、其它建筑中长度大于 40.0m 的疏散走道。9.1.5 防烟与排烟系统中的管道、风口及阀门等必须采用不燃材料制作。排烟管道应采取隔热防火措施或与可燃物保持不小于 150mm 的距离。排烟管道的厚度应按现行国家标准通风与空调工程施工质量验收规范GB50243 的有关规定执行。根据上述规定，设计每个防烟分
12、区各用一个排烟风机，选用符合规定的管道和风机，每个排烟系统包括;风机、排烟防火阀、排烟管道、排烟口、防烟卷帘（两系统合用） 。本设计中分为两个防烟分区，每个分区面积按 500计算，由于上下两个防烟分区面积相同，所以系统布置一致，每个防烟分区各用一个同样型号的排烟风机即可。建筑通风预防排烟课程设计6四、计算排烟量建规中对防烟分区风量的计算规定如下：9.4.5 机械排烟系统的排烟量不应小于表 9.4.5 的规定。表 9.4.5 机械排烟系统的最小排烟量条件和部位单位排烟量(m3/h)换气次数（次/h）备 注担负 1 个防烟分区室内净高大于 6.0m 且不划分防烟分区的空间60 单台风机排烟量不应小
13、于7200m3/h担负 2 个及 2 个以上防烟分区 120 应按最大的防烟分区面积确定体积小于等于17000m3 6中庭体积大于 17000m3 4体积大于 17000m3 时，排烟量不应小于 102000m3/h。本设计中一个风机只带一个防烟分区，因此风量=防烟分区面积 60 （m3/h） ，两个防烟分区面积都很接近 500，就按这个面积计算。实际选风机的风量都会比计算的大。风量 L= 30000 m3/h。建筑通风预防排烟课程设计7五、计算选择排烟口5.1 排烟口风速建规中对排烟口设计规定如下：9.4.6 机械排烟系统中的排烟口、排烟阀和排烟防火阀的设置应符合下列规定：1、排烟口或排烟阀
14、应按防烟分区设置。排烟口或排烟阀应与排烟风机连锁，当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能自行启动；2、排烟口或排烟阀平时为关闭时，应设置手动和自动开启装置；3、排烟口应设置在顶棚或靠近顶棚的墙面上，且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小水平距离不应小于 1.50m。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 1.00m；4、设置机械排烟系统的地下、半地下场所，除歌舞娱乐放映游艺场所和建筑面积大于 50的房间外，排烟口可设置在疏散走道；5、防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过 30.0m；排烟支管上应设置当烟气温度超过 280时能自行关闭的排烟防火阀；6 排烟口的风速不
15、宜大于 10.0m/s。根据上述规定：排烟口风速 10m/s，设计时一般先定风速在：57.5m/s间，这样实际风量比计算风量大 30%的时候仍不会超速，设计排烟口风速为7m/s。5.2 排烟口面积及尺寸选择总面积=风量/风速=30000/3600/7=1.19，管段分为 5 段，即用 5 个风口，则每个面积 0.238 。建筑通风预防排烟课程设计8排烟口大小就是以下尺寸的组合(mm)：200、250、300、400、500、600、630、800、1000。根据计算，选择尺寸选500*600 （=0.3）。建筑通风预防排烟课程设计9六、排烟管道设计镀锌钢板具有一定的防腐性能，因此本设计风管材料
16、采用镀锌钢板，采用矩形断面尺寸。烟管尺寸是160、200、250、320、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000 的组合。由于排烟口是装在管道下部的，管道的边不大于排烟口尺寸的话无法安装，所以烟管截面的长边必须大于排烟口的尺寸。管道连接设计如图：购物中心长度 42 米，设计 5 段管道，每段长度为 7 米。七、均匀排烟设计计算建筑通风预防排烟课程设计107.1 管段 1 的设计与计算1 处管道选择 800*400mm，排烟口尺寸为 500*600mm，风速 7m/s，则管道 1 风速6.563m/s流量 2.1m3/s，烟气密度按 50 度时的值，1.1kg/m
17、3。221 1(.37).790.8()eehuPa局静 2/165/6()动7.2 管段 2 的设计与计算7.2.1 计算 12 间沿程阻力管道 1 尺寸是 800*400mm，动压 23.69Pa；阻力系数取 0.03，长度 7m，当量直径 d，沿程阻力如下： 2112L7/0.32.69.3()5huPa沿7.2.2 设计管段 2 截面（1）选取 2 段管径为 800*600mm，管段 2 和管段 1 的截面积比 1.5。0.34.5()FdmP（2）计算 2 处的局部阻力，有两个局部阻力：1、渐扩管，取 =0.13 2、侧面 b 吸风的直通部分 2210.35().L直（3）管扩张截面
18、积增加到 1.5 倍，速度减小取 1/1.5=0.67 倍，动压减小 0.44倍.20.135.423.696.7()hPa局 动 （ ）（4）管段 2 上的推算动压建筑通风预防排烟课程设计11(12)23.69.739.8()h Pa沿 局动 动（5）管段 2 上的推算速度/.8/1.5(/)ums动（6）管段 2 的推算截面积流量是两倍排烟口流量为 2*2.1m3/s，因此管段 2 推算截面积为：222/4./850.94()FLu分析计算管段 2 的截面积为 0.494，初选管道的截面为 800*600=0.48所用管道截面值比计算值小，且两者很接近，取法是合理的。7.2.3 管段 2
19、截面验算（1）实际静压、动压管段截面 800*600mm，流量 4.2m3/s，风速 8.75m/s，2190.82()hPa静 静2/.75/4.1()uPa动（2）这里的动压 42.1Pa 比前面计算的 39.8 Pa 的值大。为保证烟口 a 和 b 处静压一样，就要增大 12 段的阻力。7.3 管段 3 的设计与计算7.3.1 计算 23 间沿程阻力管道 2 尺寸是 800*600mm，动压 42.1Pa；阻力系数取 0.03，长度 7m，当量直径 d，沿程阻力如下： 0.48.69()2FmP23L7/342.18()0.huPad沿7.3.2 设计管段 2 截面（1）选取 3 段管径
20、为 1000*600mm，管段 3 和管段 2 的截面积比 1.25。建筑通风预防排烟课程设计12（2）计算 3 处的局部阻力，有两个局部阻力：1、渐扩管，取 =0.072、侧面 b 吸风的直通部分 22310.5().()0.8L直（3）管扩张截面积增加到 1.25 倍，速度减小取 1/1.25=0.8 倍，动压减小 0.64 倍.0.780.642.15.2()hPa3局 动 （ ）（4）管段 3 上的推算动压(2)4.1285.360.2()h Pa沿 局动 2动（5）管段 3 上的推算速度3/60./.(/)ums动（6）管段 3 的推算截面积流量是三倍排烟口流量为 3*2.1m3/s
21、，因此管段 3 推算截面积为：233/6./105.()FLu分析计算管段 3 的截面积为 0.6，初选管道的截面为 1000*600=0.6所用管道截面值与计算值相等，取法是合理的。7.3.3 管段 3 截面验算（1）实际静压、动压管段截面 1000*600mm，流量 6.3m3/s，风速 810.5m/s，90.82()hPa3静 2静2/1.5/60.()uPa动（2）这里的动压 60.6Pa 比前面计算的 60.22 Pa 的值大。为保证烟口 b 和 c 处静压一样，就要增大 23 段的阻力。建筑通风预防排烟课程设计137.4 管段 4 的设计与计算7.4.1 计算 34 之间的沿程阻
22、力管道 3 尺寸是 1000*600mm，动压 60.6Pa；阻力系数取 0.03，长度 7m，当量直径 d，沿程阻力如下： 0.6475()32FmP3L/.60.197()huPad 沿7.4.2 设计管段 4 截面（1）选取 4 段管径为 1100*600mm，管段 4 个管段 3 的截面积比 1.1。（2）计算 4 处的局部阻力，有两个局部阻力：1、渐扩管，取 =0.03 2、侧面 b 吸风的直通部分 223410.5().()0.39L直（3）管扩张截面积增加到 1.1 倍，速度减小取 1/1.1=0.91 倍，动压减小 0.83 倍.0.39.8678()hPa4局 动 （ ）（5
23、）管段 4 上的推算动压(34)6.7135()Pa沿 局动 3动（6）管段 4 上的推算速度2/8.5/2.(/)uhms动（7）管段 4 的推算截面积流量是四倍排烟口流量为 4*2.1m3/s，因此管段 2 推算截面积:为：244/8./10.69()FLu分析计算管段 4 的截面积为 0.69，初选管道的截面为 1100*600=0.66建筑通风预防排烟课程设计14所用管道截面值比计算值小，且两者很接近，取法是合理的。7.4.3 管段 4 截面验算（1）实际静压、动压管段截面 1100*600mm，流量 8.4m3/s，风速 12.73m/s，90.82()hPa4静 3静24/1.73
24、/89.1()uPa动（2）这里的动压 89.13Pa 比前面计算的 80.35 Pa 的值大。为保证烟口 c 和 d处静压一样，就要增大 34 段的阻力。7.5 管段 5 的设计与计算7.5.1 计算 45 间沿程阻力管道 4 尺寸是 1100*600mm，动压 89.13Pa；阻力系数取 0.03，长度 7m，当量直径 d，沿程阻力如下： 0.72.8()36FmP445L7/9.138.72()0huPad 沿7.5.2 设计管段 5 截面（1）选取 5 段管径为 1200*600mm，管段 5 个管段 4 的截面积比 1.09。（2）计算 5 处的局部阻力，有两个局部阻力：1、渐扩管，
25、取 =0.02 2、侧面 b 吸风的直通部分 2210.35().()0.145L直（3）管扩张截面积增加到 1.09 倍，速度减小取 1/1.09=0.91 倍，动压减小 0.83倍.建筑通风预防排烟课程设计150.210.839.3.()hPa5局 动 （ ）（4）管段 5 上的推算动压(45)9721.8()Pa沿 局动 4动（5）管段 5 上的推算速度2/1.8/4.(/)uhms动（6）管段 5 的推算截面积流量是五倍排烟口流量为 5*2.1m3/s，因此管段 5 推算截面积:为：255/10./4.7()FLu分析计算管段 5 的截面积为 0.74，初选管道的截面为 1200*60
26、0=0.72所用管道截面值比计算值小，且两者很接近，取法是合理的。7.5.3 管段 5 截面验算（1）实际静压、动压管段截面 1200*600mm，流量 10.5m3/s，风速 14.58m/s，90.82()hPa5静 4静2/14.5/16.9()uPa动（2）这里的动压 116.9Pa 比前面计算的 111.18Pa 的值大。为保证烟口 d 和 e处静压一样，就要增大 45 段的阻力。7.6 风机全压及管段选择7.6.1 计算 56 间沿程阻力管道 5 尺寸是 1200*600mm，动压 116.9Pa；阻力系数取 0.03，长度 7m，当量直径 d，沿程阻力如下： 0.724.8()3
27、6FmP556L7/16.930.()0.huPad 沿建筑通风预防排烟课程设计167.6.2 绘制排烟水力计算表表 71 均匀排烟设计水力计算表7.6.3 选定管段型号1 段：800*400mm2 段：800*600mm3 段：1000*600mm局部阻力系数位置静压Pa动压Pa风量m3/s截面尺寸mm长度m沿程阻力Pa渐扩管 吸风三通局部阻力Pa动压+ 阻力Pa调节阻力Pa1 90.8212 23.69 2.1 800*400 7 9.392 90.82 0.13 0.154 6.73 39.8 2.323 42.1 4.2 800*600 7 12.83 90.82 0.07 0.056
28、 5.32 60.22 0.3834 60.6 6.3 1000*600 7 16.974 90.82 0.03 0.032 3.78 81.35 7.7845 89.13 8.4 1100*400 7 18.725 90.82 0.02 0.017 3.33 111.18 5.856 116.9 10.5 1200*400 7 30.69汇总 454.1 116.9 88.57 19.16 16.26建筑通风预防排烟课程设计174 段：1100*600mm5 段：1200*600mm八、风机选型8.1 系统所需风量理论风量是 10.5m3/s=37800m3/h，而实际需风量要再乘以 1.1
29、1.2 的系数，最终需风量是 45360m3/h。8.2 系统所需风压8.3 选择风机型号根据计算，选择 HTF（B)-I 型单速风机，其性能参数如下：型号 转速(r/min)风量m3/h风压Pa单速功率(kW)双速功率(kW)噪声dB(A)重量(kg）3.5 2900 4885 1044 2.2 2.4/2 2/4P 79 58风机的布置应符合建规中的如下规定：9.4.8 排烟风机的设置应符合下列规定：1 排烟风机的全压应满足排烟系统最不利环路的要求。其排烟量应考虑10%20%的漏风量；2 排烟风机可采用离心风机或排烟专用的轴流风机；3 排烟风机应能在 280的环境条件下连续工作不少于 30
30、min；4 在排烟风机入口处的总管上应设置当烟气温度超过 280时能自行关闭的排烟防火阀，该阀应与排烟风机连锁，当该阀关闭时，排烟风机应能停止运转。9.4.9 当排烟风机及系统中设置有软接头时，该软接头应能在 280的环境条件下连续工作不少于 30min。排烟风机和用于排烟补风的送风风机宜设置在通风机房内。)(9.642.16.1957.89.1682.905 )(5 Pahhhhhea 调局沿动烟 口全建筑通风预防排烟课程设计18九、风速核算经计算，各管段风速如下：1 管段风速：6.56m/s；2 管段风速：8.75m/s；3 管段风速：10.5m/s；4 管段风速：12.12m/s；5 管
31、段风速：14.22m/s；五管段风速均小于 20m/s，符合规范要求，设计合理。十、绘制系统图排烟系统图和平面图详见附图。建筑通风预防排烟课程设计19参考文献1 GB500162006 .建筑设计防火规范.中华人民共和国公安部,20062 孙一坚. 简明通风设计手册. 中国建筑工业出版社, 2006 3 王汉青. 通风工程. 机械工业出版社, 20104 GB50019-2003. 采暖通风与空气调节设计规范. 中国计划出版社, 20045 GB50114-2001. 暖通空调制图标准. 中国计划出版社, 20026 GB50243-2002. 通风与空调工程施工质量验收规范. 中国计划出版社
32、, 20027 GB50045-95. 高层民用建筑设计防火规范. 中国计划出版社, 200520致谢本设计对建筑通风与防排烟系统设计包括五大部分：项目概况及设计依据，防排烟系统的设计，均匀排烟水力计算，排烟风机的选择设计。通过此次对该建筑防排烟系统的课程设计，我加深了对课堂所学理论知识的理解，理论和实践的结合让我对防火设计掌握的更加熟练。整个设计过程中，我也遇到了一些困难，这些困难暴露出了我在学习上的不足，通过自己查阅一些资料，以及路老师的指导和同学们的帮助，我最终顺利的解决了问题，完成了此次防排烟系统设计，同时，通过这些问题的暴露和解决也提高了我课程设计的能力。总之，通过这次课程设计我受益很多!路老师在课程设计中给了我很大的帮助，没有老师的悉心指导很多问题我都无法解决，在整个课程的学习中，我都得到了老师的谆谆教诲，十分感谢路老师对我的教导。老师，您辛苦了！
