5.6 排烟系统设计计算

5.6.1 机械排烟系统中风管、风口的尺寸按该风管、风口所负担的计算风量进行选择，经水力计算确定排烟风机的设计风压，设计风压下的风量不小于所需计算风量的1.2倍。
5.6.2 储烟仓厚度计算应符合下列规定：
    1 当采用自然排烟方式时，挡烟垂壁高度不小于空间净高的20%，且不应小于500mm；当采用机械排烟方式时，挡烟垂壁高度不小于空间净高的10%，且不应小于500mm。
    2 储烟仓底部距地面的高度应大于安全疏散所需的最小清晰高度，最小清晰高度应按本指南第5.6.11条的规定计算确定。设计烟层底部高度不应低于储烟仓底部高度。
    3 对于无开孔吊顶，或虽然有开孔，但开孔不均匀或开孔率小于或等于25%时，吊顶内的空间高度不应计入储烟仓厚度（如图5.6.2-1所示）；当吊顶为开孔均匀且开孔率大于25%的通透式吊顶时，吊顶内空间高度可计入储烟仓厚度（如图5.6.2-2所示）。
5.6.3 除中庭及本指南有特别规定外，下列场所中各防烟分区的排烟量计算应符合下列规定：
    1 公共建筑、工业建筑中空间净高小于或等于6m的场所：
         1）机械排烟系统：按不小于60m³/（h·m²）计算排烟量，当单个防烟分区建筑面积小于或等于100m²时，取值不小于7200m³/h；当单个防烟分区建筑面积大于100m²时，取值不小于15000m³/h；
         2）自然排烟系统：设置有效面积不小于该房间建筑面积2%的自然排烟窗（口）。
    2 公共建筑、工业建筑中空间净高大于6m的场所：
        1）机械排烟系统：根据场所内的热释放速率以及本指南第5.6.10条～第5.6.17条的规定计算防烟分区排烟量，或按不小于表5.6.3中的数值选取；
        2）自然排烟系统：所需排烟量、自然排烟窗（口）有效面积应按本指南第5.6.10～第5.6.18条计算。     3 当空间净高大于9m时，防烟分区之间可不设置挡烟设施，但仍应按防烟分区的最大允许面积和长边最大允许长度规定划分防烟分区，并应按防烟分区计算排烟量。排烟风机风量应根据所负担的防烟分区经计算确定，且不小于2个防烟分区排烟量之和。
5.6.4 需设置排烟的非机动车库的排烟量计算应符合下列规定：
    1 无充电设施时，当采用自然排烟，自然排烟窗（口）的有效面积应不小于地面面积的2%；当采用机械排烟，其防烟分区的排烟量应按不小于60m³/（h·m²）计算确定且不应小于15000m³/h。
    2 有充电设施时，当采用自然排烟，自然排烟窗（口）的有效面积应不小于地面面积的3%；当采用机械排烟，其防烟分区的排烟量应按不小于90m³/（h·m²）计算确定且不应小于15000m³/h。
    3 需设排烟设施的净高大于6m的非机动车库，不论是否设有充电设施，均按本指南第5.6.3条第2款计算确定。
5.6.5 走道或回廊的排烟系统设计计算应符合下列规定：
    1 当公共建筑仅需在走道或回廊设置排烟时，其机械排烟量不应小于13000m³/h，或在走道两端（侧）均设置面积不小于2m²的自然排烟窗（口）且两侧自然排烟窗（口）的距离不应小于走道长度的2/3；
    2 当公共建筑房间内与走道或回廊均设置排烟时，其走道或回廊的机械排烟量可按60m³/（h·m²）（走道或回廊面积）计算，且不小于13000m³/h，或设置有效面积不小于走道、回廊建筑面积2%的自然排烟窗（口）；
    3 当与走道或回廊相连通的房间中，不满足排烟要求（设置机械排烟或设置有效面积不小于房间面积2%的可开启外窗进行自然排烟）的房间总面积不大于200m²时，其走道排烟可按本条第2款进行设计；
    4 对于学校、幼儿园等设置单面走道的场所，无论房间是否需要设置排烟，当走道采用自然排烟时，自然排烟窗总有效面积不小于走道建筑面积的2%，且应在间距不小于走道长度2/3的两端各设置有效面积分别不小于2m²的自然排烟窗；
    5 疏散楼梯间外窗不可作为走道自然排烟窗使用；
    6 除相关规范、标准有特殊规定外，工业建筑的走道可参照本条执行。
5.6.6 当一个排烟系统担负多个防烟分区排烟时，其系统排烟量的计算应符合下列规定：
    1 当各防烟分区净高相同时，对于建筑空间净高大于6m的场所，应按排烟量最大的一个防烟分区的排烟量计算；对于建筑空间净高为6m及以下的场所，应按同一防火分区中任意两个相邻防烟分区的排烟量之和的最大值计算；
    2 当各防烟分区净高不同时（指各防烟分区净高同时存在大于6m或不大于6m的情况），应采用上述方法对系统中每个场所所需的排烟量进行计算，并取其中的最大值作为系统排烟量；
    3 对于竖向机械排烟系统，当各楼层建筑空间净高均小于或等于6m时，其排烟量按各楼层所负担任意两个相邻防烟分区排烟量之和的最大值计算；当每层仅一个防烟分区时，其排烟量按各楼层中最大一个防烟分区的排烟量与其它楼层关闭的排烟口（排烟阀）的漏风量之和计算。排烟口（排烟阀）的漏风量可按单位迎风面积700m³/（h.m²）计算；
    4 对于水平、竖向均负担多个防烟分区的排烟系统，系统计算排烟量可参考图5.6.6和表5.6.6计算。排烟系统负担防烟分区数量不宜过多，否则应充分考虑排烟管道及排烟口等的漏风量，适当放大系统设计风量裕量系数。 5.6.7 中庭及回廊排烟设计应符合下列规定：
    1 中庭周围场所设有排烟系统，中庭采用机械排烟时，中庭排烟量应按周围场所防烟分区中最大排烟量的2倍数值计算，且不应小于107000m³/h；中庭采用自然排烟系统时，自然排烟窗（口）有效开窗面积侧开窗不应小于60m²或顶开窗不应小于43m²。周围场所的排烟系统包括自然排烟与机械排烟，排烟量按本指南有关规定确定。
    2 当中庭周围场所不需设置排烟系统，仅在回廊设置排烟系统时，回廊机械排烟量不应小于13000m³/h，或在回廊两端（侧）均设置面积不小于2m²的自然排烟窗（口）且两侧自然排烟窗(口)的距离不应小于走道长度的2/3。中庭的排烟量不应小于40000m³/h；中庭采用自然排烟系统时，自然排烟窗（口）有效开窗面积侧开窗不应小于28m²或顶开窗不应小于20m²。
5.6.8 办公、学校、住宅、厂房等功能场所中，满足以下条件的中庭、门厅，当采用机械排烟时，其计算排烟量可按空间体积换气次数不小于6次/h确定，且不应小于40000m³/h；当采用自然排烟时，其自然排烟窗（口）开启的有效面积不应小于该空间最大投影面积的5%：
    1 楼面开口最大投影面积小于或等于200m²（含相连通的回廊面积）；
    2 建筑面积小于或等于300m²，净高大于6m且不连通多个楼层。
5.6.9  除本指南已规定的场所外，其他场所的排烟量或自然排烟窗（口）面积应按照烟羽流类型，根据火灾热释放速率、清晰高度、烟羽流质量流量及烟羽流温度等参数计算确定。
5.6.10 各类场所的火灾热释放速率可按本指南第5.6.12条的规定计算且不应小于表5.6.10规定的值，并应符合下列规定：
    1 室内净高大于8m，并按照有关规范设置有效自动喷水灭火系统时，该场所的火灾热释放速率按有喷淋取值；
    2 设置自动跟踪定位射流灭火系统、固定式消防炮灭火系统的场所，火灾热释放速率按无喷淋取值；
    3 表中未列出的建筑类别，其火灾热释放速率应采用公式（5.6.12）计算确定。 5.6.11 最小清晰高度应按下式计算：     式中： Hq——最小清晰高度（m）；
    H——对于单层空间，取排烟空间的净高（m）；对于多层空间，取最高疏散楼层的净高（m）。
    注：1 对于单个楼层可按式（5.6.11）直接计算，如图5.6.11-1（a）所示；
           2 对于多个楼层组成的高大空间，最小清晰高度计算应针对连通空间中最上层计算， 如图 5.6.11-1（b）所示；
           3 对于一个防烟分区内有多个净高的场所，最小清晰高度应按人员到达的最高处确定，如图 5.6.11-2 中，最大净高3.6m，人员到达最高处净高为3.2m，最小可清晰高度应为：Hq=1.6+0.1×3.2=1.92m；
           4 空间净高确定方法详见附录B。 
5.6.12 火灾热释放速率应按下式计算：     式中：Q——热释放速率（kW）；
    t——火灾增长时间（s）；
    𝛼——火灾增长系数（按表5.6.12取值）（kW/s²）。
5.6.13 烟羽流质量流量计算宜符合下列规定：
    1 轴对称型烟羽流：      式中：Q_c——热释放速率的对流部分，一般取值为Q_c=0.7Q(kW)；
    Z——燃料面到烟层底部的高度(m)（取值应大于或等于最小清晰高度与燃料面高度之差）；
    Z₁——火焰极限高度(m)；
    M𝜌——烟羽流质量流量(kg/s)。
    注：1 当房间净高小于或等于6m时，其燃料面距地高度可按0m取值；
           2 当房间净高大于6m时，燃料面距地高度宜按燃料着火面实际高度取值，如燃料面高 度不确定时，可按1.0m取值。
    2 阳台溢出型烟羽流：      式中：H₁——燃料面至阳台的高度(m)；
    Z_b——从阳台下缘至烟层底部的高度(m)；
    W——烟羽流扩散宽度(m)；
    w——火源区域的开口宽度(m)； 
    b——从开口至阳台边沿的距离(m)，𝑏≠0。
    注：公式适用于Z_b小于 15m。
    3 窗口型烟羽流：     式中：A_w——窗口开口的面积(m²)；
    H_w——窗口开口的高度(m)；
    Z_w——窗口开口的顶部到烟层底部的高度(m)；
    𝛼_w——窗口型烟羽流的修正系数(m)。
    注：该公式适用于通风控制型火灾（即热释放速率由流进室内的空气量控制的火灾）和可燃物产生的火焰在窗口外燃烧的场景，并且仅适用于只有一个窗口的空间。
5.6.14 烟层平均温度与环境温度的差应按下式计算或按《建筑防烟排 烟系统技术标准》GB 51251-2017附录A中表A选取：     式中：△T——烟层平均温度与环境温度的差(K) ；
    C_p——空气的定压比热，一般取C_p=1.01[kJ/（kg·K）]；
    K——烟气中对流放热量因子。当采用机械排烟时，取K=1.0； 当采用自然排烟时，取K=0.5。
5.6.15 当储烟仓的烟层与周围空气温差小于15℃时，烟气会出现层化现象，应通过加大挡烟垂壁的高度、降低排烟口的位置等措施重新调整排烟设计，加大烟层与周围空气温差。
5.6.16 每个防烟分区排烟量应按下列公式计算或按《建筑防烟排烟系 统技术标准》GB 51251-2017附录A查表选取。     式中：V——排烟量(m³/s)；
    ρ₀——环境温度下的气体密度(kg/m³)， 通常T₀=293.15K，ρ₀=1.2(kg/m³)；
    T₀——环境的绝对温度(K)；
    T——烟层的平均绝对温度(K)。
5.6.17 机械排烟系统中，单个排烟口的最大允许排烟量宜按公式（5.6.17）计算，或按《建筑防烟排烟系统技术标准》GB  51251-2017附录B选取。排烟口设置位置见图5.6.17。     式中：V_max——最大允许排烟量(m³/s)；
    𝛾——排烟位置系数：
    当风口中心点到最近墙体的距离大于等于2倍的排烟口当量直径时：γ取 1.0；
    当风口中心点到最近墙体的距离小于2倍的排烟口当量直径时：γ取 0.5；
    当吸入口位于墙体上时，γ取 0.5。
    d_b——排烟系统吸入口最低点之下烟气层厚度(m)；
    T——烟层的平均绝对温度(K)；
    T₀——环境的绝对温度(K)。
    注：排烟口的当量直径为 4 倍排烟口有效截面积与截面周长之比。例如，矩形排烟口的当量直径[宽高为 a，b]为 D=4ab/[2(a+b)]=2ab/(a+b)。 5.6.18 采用自然排烟方式所需自然排烟窗（口）截面积宜按下式计算：     式中：𝐴_υ——自然排烟窗（口）截面积(m²)；
    𝐴₀——所有进气口总面积(m²)；
    C_υ——自然排烟窗（口）流量系数(通常选定在0.5~0.7之间)；
    C₀——进气口流量系数(通常约为0.6)；
    g——重力加速度(m/s²)。
    注：公式中𝐴_υ、C_υ在计算时应采用试算法。
5.6.19 同一防烟分区中两排烟口边缘之间的最小距离S_min应满足以下要求：     式中：S_min——两排烟口边缘之间的最小距离(m)；
    V_e——单个排烟口的排烟量(m³/s)。