【暖通学院】新规下的防排烟设计——中庭排烟

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维基百科站: 由建筑物围合而形成的空地叫做中庭,可以是花园、广场、球场或者在四合院中间的空地。在公共建筑中,中庭一般是指开阔的空间,通常是几层楼通高的空间,并在其立面或者屋顶上开窗,在写字楼中,中庭一般紧邻建筑的主入口。 《中庭建筑一开发与设计》: 英国建筑师、理论家理査.萨克森在其著作《中庭建筑一开发与设计》一书中,对中庭定义是“一个高大的入口空间、中心庭院及带有屋顶的半公共空间”。

维基百科站:

由建筑物围合而形成的空地叫做中庭,可以是花园、广场、球场或者在四合院中间的空地。在公共建筑中,中庭一般是指开阔的空间,通常是几层楼通高的空间,并在其立面或者屋顶上开窗,在写字楼中,中庭一般紧邻建筑的主入口。

《中庭建筑一开发与设计》:

英国建筑师、理论家理査.萨克森在其著作《中庭建筑一开发与设计》一书中,对中庭定义是“一个高大的入口空间、中心庭院及带有屋顶的半公共空间”。

《中国土木建筑百科辞典》:

古希腊住宅正中由回廊和房间围绕而成的庭院。近现代特别是20世纪六七十年代发展成为旅馆中多层的室内大厅,后又被广泛地运用在办公楼、购物中心等各类大中型公共建筑中,又称为四季厅或共享大厅。

GB50504—2009:

《民用建筑设计术语标准》

中庭:建筑中贯通多层的室内大厅。

回廊:围绕中庭或庭院的走廊

DGJ08-88—2006

《建筑防排烟技术规程》

3层或3层以上、对边最小净距离不小于6 m,且连通空间的最小投影面积大于100 ㎡的大容积空间。

对防排烟来说,最靠谱的是上海的规程,上海虽是大都市,毕竟不是国标,能用吗?

为什么是100㎡ ?

《建规》8.5.3条:民用建筑的下列场所或部位应设置排烟设施:公共建筑内建筑面积大于100 ㎡且经常有人停留的地上房间。

也就是说,小于100 ㎡的地上房间是没有排烟要求,既不需要设置机械排烟,也不必设置自然排烟。

所以,上海规程将小于100 ㎡的多层空间不作为“中庭”考虑,也就容易理解了。

因此,住宅、办公楼入口常见的面积不大、2层或3层通高的门厅,当面积不大于100 ㎡时,是不需考虑排烟的。

商场等的扶梯上下贯通的空间,也可不按“中庭”设置排烟。

此做法基本得到国内大多数地区“答疑文件”的认可,也算是“有理有据”吧。

2层还是3层?

上海规程将中庭定义为3层及3层以上的大空间,许多人纠结2层的挑空空间是不是要按中庭设计。

如前述,面积大于100 ㎡的地上经常有人场所,都应设置排烟系统,至于是否按中庭设计,影响的只是排烟量的大小。

防火玻璃分隔与防火卷帘分隔

对于某个通高的空间,当该空间与周围场所采用实体墙分隔时,无论高度多少,毫无疑问都属于房间。

当该通高空间与周围场所采用走道、回廊相连,周围房间向走道、回廊开门,或周围房间直接向该空间开门,此时,可分为2种情况(建筑面积小,不采用防火分隔、贯通空间为一个防火分区的除外):

当该通高空间与周围场所之间采用防火玻璃分隔(首层除外),且防火玻璃的耐火极限满足《建规》相关要求时,可不作为中庭对待。

当该通高空间与周围场所之间采用防火卷帘分隔时,应视为中庭。

理由来自《建规》8.5.3的条文说明:

1.png

采用防火玻璃阻断了烟气的扩散,而防火卷帘的动作是有一定的时间延迟的,此时,烟气可能已经扩散了。

是中庭还是高大空间?

对于公共建筑来说,二层挑空高度肯定大于6 m,如按中庭,则执行GB51251—2017第4.6.5条,排烟量为40000 ~ 107000 m³/h。

2.png

如不按中庭,则应执行GB51251—2017第4.6.3条,排烟量也不小。

3.png

自然排烟计算

GB51251—2017《建筑防烟排烟系统技术标准》对自然排烟口设置、计算进行了详细规定,可概括为:

自然排烟窗面积应根据排烟量、排烟口风速计算确定;

自然排烟窗应为储烟仓内的有效开口面积;

可开启外窗的有效开口面积应计算确定;

自然排烟窗应设置手动开启、集中手动开启或自动开启设施。

《玻璃幕工程技术规范》JGJ102—2003

4.1.5 幕墙开启扇的设置,应满足使用功能和立面效果要求,并应启方便,遜免设置在梁、柱、隔墙等位置。开启扇的开启角度不宜大于30°,开启距离不宜大于300 mm。

该条规定是从方便开启及安全的角度出发,开窗示意图如下。

4.png

可以看出,当可开启外窗扇高大于等于0.6 m,无论扇高为多少,每m宽度外窗的投影面积都是0.3 ㎡,据此可以复核幕墙可开启外窗的开启面积。

当中庭等高大空间用于排烟时,幕墙可开启外窗的安装高度远超过人员活动范围及操作高度,需设置远程手动开启装置或电动开启装置,此时,开启角度可不受此限。当开窗角度大于70°时,开启窗的窗扇面积即为有效面积。

实例1

某办公楼1,2层通高大堂,面积1036.2 ㎡,层高2×5.1m=10.2m,梁下净高9.5 m。

5.png

6.png

按中庭计算:

按老规范GB50045—95《高层民用建筑设计防火规范》、GB50016—2006《建筑设计防火规范》,中庭自然排烟窗面积为地面面积的5 %,本例为1036.2×0.05=51.81 ㎡。

按GB51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》

大堂周围内走道设置排烟、且有大于100 ㎡的房间,按4.6.5条第1款计算排烟量及自然排烟口面积。中庭排烟量107000 m³/h,自然排烟时有效排烟口面积59.4 ㎡。

可以看到,该中庭的排烟窗面积新旧规范差别不大。

最小清晰高度(自2层地面):

Hq=1.6+0.1H’=1.6 m+0.1×5.1 m=2.1 m

储烟仓高度=5.1 m-0.7 m(梁高)-2.1 m=2.3 m

即自然排烟所需的59.4 ㎡的排烟窗应全部设在该2.3 m高度的外墙上,该中庭幕墙总长度102 m,设置满足自然排烟要求的电动可开启外窗应该问题不大,但需开窗角度>70°,并征得建筑及幕墙公司的统一。

按房间计算:

该大堂二层采用防火卷帘与周围场所分隔,一层仅一段走道与大堂相连,其他房间均直接向外开口,可建议二层卷帘改为防火玻璃,按房间进行排烟量计算。

此时,执行表4.6.3,办公建筑、净高9.5 m、有喷淋,排烟量87000 m³/h,排烟窗风速0.64 m/s,则排烟口面积为37.6 ㎡。比按中庭计算减少32 %。

最小清晰高度(自一层地面):

Hq=1.6+0.1H’=1.6 m+0.1×9.5 m=2.55 m

储烟仓高度=9.5 m-2.55 m=6.95m

储烟仓内所有高度内的外窗均为有效排烟窗,但仍应尽量设在高处。

实例2

下图中的大堂是大家质疑最多的一种情况,面积不到120 ㎡,1层与走道相通,2层通过卷帘与其他区域隔开。按老规范,此区域自然排烟口满足2%~5%地面面积即可,自然排烟问题不大;而按新《烟规》无论作为中庭还是房间,自然排烟都是不可能的了。

7.png

可以看出,无论是按中庭还是高大空间,虽然有所差别,但自然排烟实施的难度都相当大。

结论与建议面积不足100 ㎡的不需排烟;2层还是多层,作为划分中庭的标准意义不大;空间大的中庭有可能采用自然排烟,但要与建筑、外装专业做好配合,但其实难度很大;空间小的中庭,几乎不可能采用自然排烟。设计要按机械排烟进行考虑(预留排烟机房、排烟井道等)。防火玻璃分隔还是防火卷帘分隔应区别对待。自然排烟施工图设计深度:图纸中应标明:空间面积、净高、最小清晰高度、储烟仓高度、排烟窗开窗面积、开启角度、控制方式(手动控制时,绘出集中手动开启装置的位置,注明安装高度)。上述信息提给建筑及幕墙专业。

机械排烟施工图设计深度:

 1)图纸中应标明:空间面积、净高、最小清晰高度、储烟仓高度、排烟量、单个排烟口最大允许排烟量; 

2)排烟口布置:注意排烟量不超过允许排烟量、距墙距离大于2倍当量直 径、当排烟系统需要与与平时排风系统合用时,建议排烟系统设置常闭风口,平时排风系统设置常开风口,二者并联,在平时排风支管处设置电动防火阀,火灾时自动或电动关闭,同时满足严寒、寒冷地区与室外连接处应设置电动密闭风阀、并与风机连锁的要求;

 3)排烟机房设置:满足专用机房要求、排烟出口与室外进风口距离要求

 4)排烟管道:注明耐火极限。

来源:木子暖通

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  • 魔夏
    魔夏 2018年11月07日 17:29:05 2楼

    一、对于你第一种大堂的模型我指出三点不同的看法:

    1、空间的净高度,对于在做防排烟设计时,空间的净高度不应该减梁的高度,参考图集15K606;

    dbce76516c304e694f2e8a9444069fd.png

    由图可知,此项目的净高应该为H=10.2m;

    2、对于大堂区域个人认为不应该按照办公区域来选择排烟量,应该按照《标准》GB51251表4.6.3中厂房、其他公共建筑来选择排烟量。

    463ce2f32700106d612e4e85ef2d190.png

    由表可知,大厅的排烟量取110000m³/h

    3、对于大于6m场所,应该先计算,其结果再和《标准》GB51251表4.6.3的值来比较。

    最小清晰高度:Hq=1.6+0.1*10.2=2.62m (采用公式4.6.9)

    储烟仓的厚度≥10.2*0.2=2.04m,按照最大排烟量来计算,储烟仓的厚度取2.04m;

    燃料面到烟层底部的高度:Z=10.2-2.04=8.16m>Hq  满足要求

    按照《标准》GB51251表4.6.7中选取大堂的热释放速率:Q=2.5MW

    则对流部分的热释放速率:Qc=0.7*2.5=1750KW

    火焰极限高度:Z1=0.166*(1750的五分之二次方)=3.29m (采用公式4.6.11-3)

    因此Z>Z1;则 Mρ=0.071*(1750的三分之一次方)*(8.16的三分之五次方)+0.0018*1750=31.44Kg/s(采用公式4.6.11-1)

    烟层平均温度与环境温度差:△T=(0.5*1750)/(31.44*1.01)=27.56K>15K (采用公式4.6.12)满足要求

    烟层的平均绝对温度:T=293.15+27.56=320.71K(采用公式4.6.13-2)

    则排烟量:V=(31.44*320.71)/(1.2*293.15)=28.66m³/s=103176m³/h(采用公式4.6.13-1)

    计算值103176m³/h<110000m³/h;因此大厅的排烟量为110000m³/h

    风速v=0.74m/h

    则自然排烟口的面积S=110000/(0.74*3600)=41.3㎡



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  • 蒋以华
    蒋以华 2018年11月08日 07:56:59 3楼
    学习了!!!
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  • 沈阳战区司令
    沈阳战区司令 2018年11月08日 08:09:05 4楼
    好,真好
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  • liupoquan
    liupoquan 2018年11月08日 09:06:28 5楼
    学习使人进步!
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  • t710108
    t710108 2018年11月08日 09:55:35 6楼
    木子李好历害!学习!
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  • 寻星星
    寻星星 2018年11月08日 14:41:23 7楼
    楼主辛苦。谢谢分享!
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  • 小顽桐
    小顽桐 2018年11月08日 15:37:53 8楼
    楼主辛苦。谢谢分享!
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  • hbs13829780462
    hbs13829780462 2018年11月09日 15:38:50 9楼
    挺好的资料,谢谢楼主分享!
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  • hbs13829780462
    hbs13829780462 2018年11月12日 14:25:55 10楼
    挺好的资料,谢谢楼主分享!
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  • uen3540
    uen3540 2018年11月22日 23:18:40 11楼
    谢谢楼主分享
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