！业！些Ｑ：！ｊ
Ｓｃｆｅｎｃｅ日ｎｄＴｅｃｈｎＯｌＯｉｙＩｎｎＯｖａｔｉＯｎＨｅｒａｄ
学术论坛
自然排烟设计探讨
陈世群
（福建省消防总队福州市消防支队鼓楼大队福建福州３５０００１）
摘要：本文撂讨了防捧蛔设计理论，－然搏栩特点及应用，自然箨烟存在的同题和自然择烟设计。关键词：防排烟设计自然肆姆
文献标识码：Ａ文章编号：１６７４一０９８ｘ（２００９）０８（ｂ）一ｏｚ０３一ｏｌ中图分类号：Ｔｕ２
随着社会经济的飞速发展，城市现代
化建筑尤其是高层建筑迅速增加，并且朝
大型化、高层化、多功能化的方向发展。然
而，建筑中可燃的装修、装饰材料、家具，
甚至化纤、泡沫塑料等高分子合成材料也
大量增加，这些可燃物在燃烧过程中，会产
生大量的有毒烟气和热。国内外大量的调
查、统计数据表明，火灾中由于吸入有毒
烟气导致人员中毒窒息死亡者，一般占火
灾总死亡人数的８０％左右。据测定分析，
火灾烟气是由燃烧热解作用而产生的，由
浮游在空气中的微小固体颗粒、微小液滴
及气体和蒸气组成，其中含有ＣＯ、ＨＣＨ、
ＮＯ，、ｓＯ，等多种有毒成分，引起人体的窒
息。同时，烟气有遮光作用，使人的能见度
下降，对疏散和救援活动造成很大的障碍。
火灾血的教训表明，在建筑防火设计中，防
排烟设计具有非常重要的意义，为了及时
排除有害烟气，保障建筑内人员的安全疏
散和有利于消防扑救，在建筑中设置防烟，
排烟设施是十分必要的。
１防排烟设计理论
防排烟的设计就是对烟气的控制。防
排烟就是将火灾过程中产生的烟气，在着
火防烟分区内加以排出，防止烟气扩散到
其它防烟分区中去，控制烟气使之保持在
一定的高度以上，确保疏散和扑救用的防
烟楼梯和消防电梯阆内无烟，保障在烟气
下面人员的安全逃生，同时也可以给抢救
工作创造有利条件。排烟方式总体可分为
自然排烟方式和机械排烟方式。自然排烟
是利用自然力来排除烟气的方式，机械排
烟是用机械设备强制手段来排除烟气的方
式。机械排烟系统排烟效率高，不受外部
风压影响，但是也存在不少问题，如：结构
复杂，需要借助机械力，运行维护费用高，
如果没有及时联动开启，则会丧失最佳排
烟时机，导致烟气无法排除，为了弥补机械
排烟的缺陷，有条件的建筑和场所可以采
用自然排烟，本文主要探讨自然排烟的特
点、应用及具体设计要求。
２自然排烟特点及应用
自然排烟是利用火灾产生的热流的浮
力和外部风力等自然力，通过建筑物的外
窗、阳台、凹廊或专用排烟口等对外开口
把烟气排至室外的排烟方式。其实质上就
是热烟气与室外冷空气的对流运动，其动
力和条件，一是存在着室内外气体温度差
和孔口高度差引起的浮力作用，即热压作
用ｌ二是存在着由室外风力引起的风压作
用。这种排烟方式结构简单，投资少，不使
用机械动力，不需电源和风机设备，运行
维护费用也少，经济、简单、易操作，排烟
窗还可作为平时通风采光使用。
万方数据３自然排烟存在的问题面积可按开启窗净面积计算。自然排烟方式结构简单、经济，但在４．６开启方式具体应用中常常还存在着一些问题，如：（１）自然排烟口应有能方便开启的装置。对建筑设计有一定制约。（２）受室外风向影如：在排烟口以及安全出口等位置设置远响，（３）排烟窗的开启有时存在困难；（４）半开距离开启装置，或者易熔金属触发自动开窗或推拉窗等造成排烟口的有效面积打折启的装置。火灾实践证明，火灾发生后，尤扣，从而影响到自然排烟的效果。因此当其是产生大量烟气的火灾，人们发现后第采用自然排烟方式时，应当尽量避免这些一反应是逃生，因此，在安全出口处设置远问题的出现。距离开启装置较为合理。４．７排烟口挡风措施４自然排烟设计为了减少室外风压对自然排烟的影自然排烟设计是与建筑专业共同研究响，避免出现。倒灌”等现象，排烟口部位的设计问题。现有的自然排烟，由于各种宜尽量设置与建筑物型体一致的挡风措设计和施工上的缺陷，导致自然排烟的效施，尤其是当排烟口必须设置在上风向时，果难以达到及时有效排烟的目的，因此，有应当在排烟口外设置挡风措施。必要对自然排烟的设计进行整合和细化。４．８排烟路线在设计、施工以及消防审核验收中，往往除了以上的条件外，从假设的起火点仅对自然排烟距离和开窗面积进行要求。到排烟口之间，不应在顶棚设置影响烟气本文建议自然排烟设计、施工时充分考虑流动的突出物。因为火灾刚发生时，流速以下一些细节，保障自然排烟效果，实现在较小，烟气流动平稳，呈层流状流动，如果有效、及时排除火灾生成的烟气的同时，烟气在流动过程中遇到顶棚设置的梁和其使着火区域烟层底部距着火区域地面的高他等突出物的阻碍，会导致层流被破坏，有度不低于清晰高度，确保室内人群安全撤垂直于烟气流动方向的分速度产生，形成离火灾建筑。紊流状态，影响排烟效果。４．１平面布局４．９档烟垂壁、防烟分区设计内走道和房间的自然排烟口，至该防烟为ｊ．控制烟气水平、垂直薹延速度，分区最远点的水平距离应在３０米以内。同延长烟气危害来临时间，应在建筑物的水时，排烟口应尽量设置为两个或两个以上，平方向设置防烟分区，设最排烟的房间、并且不同朝向，排烟日还应避开本地区常年走道，应采用梁、档烟垂壁等围护设施划风向的上风向，设置在下风向或者侧风向。分防烟分区，将烟气临时控制在一定区域４．２设置高度内，阻挡烟气在水平方向迅速蔓延，同时可自然排烟口应设于房间净高的ｌ／２以以增强防烟分区排烟口的吸烟效果。挡烟上，宜设在距顶棚或顶板下８００ｍｍ以内（以垂壁应用非燃材料制作，可采用固定或活排烟口的下边缘计），若设置有挡烟垂壁，动式的，当建筑物净空较高时，可采用固定排烟口最好高于档烟垂壁的下沿。同时，式的；当建筑物净空较低时，宜采用活动式自然进风口应设在房间净高的ｌ／２以下（以的挡烟垂壁，活动挡烟垂壁应由感烟控测排烟口的上边缘计）。自然排烟口和自然器控制，或受消防控制中心控制，但同时应进风口的高度差越大，所产生的浮力越大，能就地手动控制。活动挡烟垂壁落下时，排烟效果越好。其下端距地面的高度应大干１．８ｍ，以保障４．３排烟口材料人员正常疏散逃生。自然排烟窗、排烟口、送风口均应由在目前的技术条件下，各种防、排烟非燃烧材料制成。方式都有其各自的优点以及局限性，防烟，４．４排烟口有效面积排烟两者是一个不可分割的有机整体，是有效排烟面积不应包括固定窗的面烟气控制的两个方面。在现代建筑设计积、侧拉窗关闭部分面积，因为发生火灾中，各种排烟方式并不是简单的单一应用，时，人们都忙着逃生，很难保证有人去打碎是多种方式的综合应用，就像简单的自然玻璃，而且即使有人打碎玻璃，打碎的部分防排烟来说，是自然排烟和档烟垂壁等设也主要集中在人身所能达到的范围，打碎计的结合，综合性应用的结果将比采用单口的面积、高度，难以满足排烟要求，只有一方式的效果更好。在火灾中能够及时、有效开启的部分才能作为排烟口有效面积。参考文献４．５排烟口开窗角度【ｌ】（ＧＢ５００４５—９５，２００５年版），高层民用建筑排烟口如果采用上悬外开窗，开启角设计防火规范．度较小，根据规范要求，当开窗角度小于７０【２１赵国凌．防排烟工程．天津科技翻译出版度时，开窗有效面积应按其投影面积计算，公司．当开窗角度大于等于７０度时，其开窗有效科技创新导报ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｏｈｎｏＩｏｇｙＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＨｅｒａＩｄ２０３
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自然排烟设计探讨
陈世群
（福建省消防总队福州市消防支队鼓楼大队福建福州３５０００１）
摘要：本文撂讨了防捧蛔设计理论，－然搏栩特点及应用，自然箨烟存在的同题和自然择烟设计。关键词：防排烟设计自然肆姆
文献标识码：Ａ文章编号：１６７４一０９８ｘ（２００９）０８（ｂ）一ｏｚ０３一ｏｌ中图分类号：Ｔｕ２
随着社会经济的飞速发展，城市现代
化建筑尤其是高层建筑迅速增加，并且朝
大型化、高层化、多功能化的方向发展。然
而，建筑中可燃的装修、装饰材料、家具，
甚至化纤、泡沫塑料等高分子合成材料也
大量增加，这些可燃物在燃烧过程中，会产
生大量的有毒烟气和热。国内外大量的调
查、统计数据表明，火灾中由于吸入有毒
烟气导致人员中毒窒息死亡者，一般占火
灾总死亡人数的８０％左右。据测定分析，
火灾烟气是由燃烧热解作用而产生的，由
浮游在空气中的微小固体颗粒、微小液滴
及气体和蒸气组成，其中含有ＣＯ、ＨＣＨ、
ＮＯ，、ｓＯ，等多种有毒成分，引起人体的窒
息。同时，烟气有遮光作用，使人的能见度
下降，对疏散和救援活动造成很大的障碍。
火灾血的教训表明，在建筑防火设计中，防
排烟设计具有非常重要的意义，为了及时
排除有害烟气，保障建筑内人员的安全疏
散和有利于消防扑救，在建筑中设置防烟，
排烟设施是十分必要的。
１防排烟设计理论
防排烟的设计就是对烟气的控制。防
排烟就是将火灾过程中产生的烟气，在着
火防烟分区内加以排出，防止烟气扩散到
其它防烟分区中去，控制烟气使之保持在
一定的高度以上，确保疏散和扑救用的防
烟楼梯和消防电梯阆内无烟，保障在烟气
下面人员的安全逃生，同时也可以给抢救
工作创造有利条件。排烟方式总体可分为
自然排烟方式和机械排烟方式。自然排烟
是利用自然力来排除烟气的方式，机械排
烟是用机械设备强制手段来排除烟气的方
式。机械排烟系统排烟效率高，不受外部
风压影响，但是也存在不少问题，如：结构
复杂，需要借助机械力，运行维护费用高，
如果没有及时联动开启，则会丧失最佳排
烟时机，导致烟气无法排除，为了弥补机械
排烟的缺陷，有条件的建筑和场所可以采
用自然排烟，本文主要探讨自然排烟的特
点、应用及具体设计要求。
２自然排烟特点及应用
自然排烟是利用火灾产生的热流的浮
力和外部风力等自然力，通过建筑物的外
窗、阳台、凹廊或专用排烟口等对外开口
把烟气排至室外的排烟方式。其实质上就
是热烟气与室外冷空气的对流运动，其动
力和条件，一是存在着室内外气体温度差
和孔口高度差引起的浮力作用，即热压作
用ｌ二是存在着由室外风力引起的风压作
用。这种排烟方式结构简单，投资少，不使
用机械动力，不需电源和风机设备，运行
维护费用也少，经济、简单、易操作，排烟
窗还可作为平时通风采光使用。
万方数据３自然排烟存在的问题面积可按开启窗净面积计算。自然排烟方式结构简单、经济，但在４．６开启方式具体应用中常常还存在着一些问题，如：（１）自然排烟口应有能方便开启的装置。对建筑设计有一定制约。（２）受室外风向影如：在排烟口以及安全出口等位置设置远响，（３）排烟窗的开启有时存在困难；（４）半开距离开启装置，或者易熔金属触发自动开窗或推拉窗等造成排烟口的有效面积打折启的装置。火灾实践证明，火灾发生后，尤扣，从而影响到自然排烟的效果。因此当其是产生大量烟气的火灾，人们发现后第采用自然排烟方式时，应当尽量避免这些一反应是逃生，因此，在安全出口处设置远问题的出现。距离开启装置较为合理。４．７排烟口挡风措施４自然排烟设计为了减少室外风压对自然排烟的影自然排烟设计是与建筑专业共同研究响，避免出现。倒灌”等现象，排烟口部位的设计问题。现有的自然排烟，由于各种宜尽量设置与建筑物型体一致的挡风措设计和施工上的缺陷，导致自然排烟的效施，尤其是当排烟口必须设置在上风向时，果难以达到及时有效排烟的目的，因此，有应当在排烟口外设置挡风措施。必要对自然排烟的设计进行整合和细化。４．８排烟路线在设计、施工以及消防审核验收中，往往除了以上的条件外，从假设的起火点仅对自然排烟距离和开窗面积进行要求。到排烟口之间，不应在顶棚设置影响烟气本文建议自然排烟设计、施工时充分考虑流动的突出物。因为火灾刚发生时，流速以下一些细节，保障自然排烟效果，实现在较小，烟气流动平稳，呈层流状流动，如果有效、及时排除火灾生成的烟气的同时，烟气在流动过程中遇到顶棚设置的梁和其使着火区域烟层底部距着火区域地面的高他等突出物的阻碍，会导致层流被破坏，有度不低于清晰高度，确保室内人群安全撤垂直于烟气流动方向的分速度产生，形成离火灾建筑。紊流状态，影响排烟效果。４．１平面布局４．９档烟垂壁、防烟分区设计内走道和房间的自然排烟口，至该防烟为ｊ．控制烟气水平、垂直薹延速度，分区最远点的水平距离应在３０米以内。同延长烟气危害来临时间，应在建筑物的水时，排烟口应尽量设置为两个或两个以上，平方向设置防烟分区，设最排烟的房间、并且不同朝向，排烟日还应避开本地区常年走道，应采用梁、档烟垂壁等围护设施划风向的上风向，设置在下风向或者侧风向。分防烟分区，将烟气临时控制在一定区域４．２设置高度内，阻挡烟气在水平方向迅速蔓延，同时可自然排烟口应设于房间净高的ｌ／２以以增强防烟分区排烟口的吸烟效果。挡烟上，宜设在距顶棚或顶板下８００ｍｍ以内（以垂壁应用非燃材料制作，可采用固定或活排烟口的下边缘计），若设置有挡烟垂壁，动式的，当建筑物净空较高时，可采用固定排烟口最好高于档烟垂壁的下沿。同时，式的；当建筑物净空较低时，宜采用活动式自然进风口应设在房间净高的ｌ／２以下（以的挡烟垂壁，活动挡烟垂壁应由感烟控测排烟口的上边缘计）。自然排烟口和自然器控制，或受消防控制中心控制，但同时应进风口的高度差越大，所产生的浮力越大，能就地手动控制。活动挡烟垂壁落下时，排烟效果越好。其下端距地面的高度应大干１．８ｍ，以保障４．３排烟口材料人员正常疏散逃生。自然排烟窗、排烟口、送风口均应由在目前的技术条件下，各种防、排烟非燃烧材料制成。方式都有其各自的优点以及局限性，防烟，４．４排烟口有效面积排烟两者是一个不可分割的有机整体，是有效排烟面积不应包括固定窗的面烟气控制的两个方面。在现代建筑设计积、侧拉窗关闭部分面积，因为发生火灾中，各种排烟方式并不是简单的单一应用，时，人们都忙着逃生，很难保证有人去打碎是多种方式的综合应用，就像简单的自然玻璃，而且即使有人打碎玻璃，打碎的部分防排烟来说，是自然排烟和档烟垂壁等设也主要集中在人身所能达到的范围，打碎计的结合，综合性应用的结果将比采用单口的面积、高度，难以满足排烟要求，只有一方式的效果更好。在火灾中能够及时、有效开启的部分才能作为排烟口有效面积。参考文献４．５排烟口开窗角度【ｌ】（ＧＢ５００４５—９５，２００５年版），高层民用建筑排烟口如果采用上悬外开窗，开启角设计防火规范．度较小，根据规范要求，当开窗角度小于７０【２１赵国凌．防排烟工程．天津科技翻译出版度时，开窗有效面积应按其投影面积计算，公司．当开窗角度大于等于７０度时，其开窗有效科技创新导报ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｏｈｎｏＩｏｇｙＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＨｅｒａＩｄ２０３