在不具備自然排煙條件時，機械排煙系統(tǒng)能將火災(zāi)中建筑房間、走道中的煙氣和熱量排出建筑，為人員安全疏散和滅火救援行動創(chuàng)造有利條件。

一、機械排煙系統(tǒng)的組成

機械排煙系統(tǒng)是由擋煙壁（活動式或固定式擋煙垂壁，或擋煙隔墻、擋煙梁）、排煙口（或帶有排煙閥的排煙口）、排煙防火閥、排煙道、排煙風(fēng)機和排煙出口組成。

二、機械排煙系統(tǒng)的工作原理

當(dāng)建筑物內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，采用機械排煙系統(tǒng)，將房間、走道等空間的煙氣排至建筑物外。通常是由火場人員手動控制或由感煙探測將火災(zāi)信號傳遞給防排煙控制器，開啟活動的擋煙垂壁將煙氣控制在發(fā)生火災(zāi)的防煙分區(qū)內(nèi)，并打開排煙口以及和排煙口聯(lián)動的排煙防火閥，同時關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)和送風(fēng)管道內(nèi)的防火調(diào)節(jié)閥防止煙氣從空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)蔓延到其他非著火房間，最后由設(shè)置在屋頂?shù)呐艧煓C將煙氣通過排煙管道排至室外。如圖3-10-8所示。

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圖3-10-8?機械排煙方式

（a）局部機械排煙方式????????????????（b）集中機械排煙方式

目前常見的有機械排煙與自然補風(fēng)組合、機械排煙與機械補風(fēng)組合、機械排煙與排風(fēng)合用、機械排煙與通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)合用等形式，如圖3-10-9，圖3-10-10所示。一般要求是：

1.排煙系統(tǒng)與通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)宜分開設(shè)置。當(dāng)合用時，應(yīng)符合下列條件：系統(tǒng)的風(fēng)口、風(fēng)道、風(fēng)機等應(yīng)滿足排煙系統(tǒng)的要求；當(dāng)火災(zāi)被確認后，應(yīng)能開啟排煙區(qū)域的排煙口和排煙風(fēng)機，并在15s內(nèi)自動關(guān)閉與排煙無關(guān)的通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)。

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圖3-10-9??機械排煙和排風(fēng)合用系統(tǒng)示意圖

1－排風(fēng)機；2－280?C排煙防火閥及止回閥；3－排煙風(fēng)機；4－止回閥或電動風(fēng)閥；5、7－排煙口；6、8－排風(fēng)口

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圖3-10-10?利用通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的機械送風(fēng)與機械排煙組合式排煙系統(tǒng)

2.走道的機械排煙系統(tǒng)宜豎向設(shè)置；房間的機械排煙系統(tǒng)宜按防煙分區(qū)設(shè)置。

3.排煙風(fēng)機的全壓應(yīng)按排煙系統(tǒng)最不利環(huán)管道進行計算，其排煙量應(yīng)增加漏風(fēng)系數(shù)。

4.人防工程機械排煙系統(tǒng)宜單獨設(shè)置或與工程排風(fēng)系統(tǒng)合并設(shè)置。當(dāng)合并設(shè)置時，必須采取在火災(zāi)發(fā)生時能將排風(fēng)系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換為排煙系統(tǒng)的措施。

5.車庫機械排煙系統(tǒng)可與人防、衛(wèi)生等排氣、通風(fēng)系統(tǒng)合用。

三、機械排煙系統(tǒng)的選擇

1.建筑內(nèi)應(yīng)設(shè)排煙設(shè)施，但不具備自然排煙條件的房間、走道及中庭等，均應(yīng)采用機械排煙方式。高層建筑主要受自然條件（如室外風(fēng)速、風(fēng)壓、風(fēng)向等）的影響會較大，一般采用機械排煙方式較多。

2.人防工程下列部位應(yīng)設(shè)置機械排煙設(shè)施：

（1）建筑面積大于50㎡，且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的房間、大廳；

（2）丙、丁類生產(chǎn)車間；

（3）總長度大于20m的疏散走道；

（4）電影放映間、舞臺等。

3.除敞開式汽車庫、建筑面積小于1000㎡?的地下一層汽車庫和修車庫外，汽車庫、修車庫應(yīng)設(shè)置排煙系統(tǒng)（可選機械排煙系統(tǒng)）。

需要注意的在同一個防煙分區(qū)內(nèi)不應(yīng)同時采用自然排煙方式和機械排煙方式，主要是考慮到兩種方式相互之間對氣流的干擾，影響排煙效果。尤其是在排煙時，自然排煙口還可能會在機械排煙系統(tǒng)動作后變成進風(fēng)口，使其失去排煙作用。

四、機械排煙系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)

（一）最小清晰高度的計算

走道的最小清晰高度不應(yīng)小于其凈高的1/2，其他區(qū)域最小清晰高度應(yīng)按以下公式計算：

?????????????????????????式(3-10-9)

式中:?—?最小清晰高度(m)

?—?排煙空間的建筑凈高度(m)

火災(zāi)時的最小清晰高度是為了保證室內(nèi)人員安全疏散和方便消防人員的撲救而提出的最低要求，也是排煙系統(tǒng)設(shè)計時必須達到的最低要求。對于單個樓層空間的清晰高度，可以參照圖3-10-1（a）所示，公式3-10-9也是針對這種情況提出的。對于多個樓層組成的高大空間，最小清晰高度同樣也是針對某一個單層空間提出的，往往也是連通空間中同一防煙分區(qū)中最上層計算得到的最小清晰高度，如圖3-10-11（b）所示。然而，在這種情況下的燃料面到煙層底部的高度Z是從著火的那一層起算，見圖3-10-11（b）所示。

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圖3-10-11?最小清晰高度示意圖

空間凈空高度按如下方法確定：

1.對于平頂和鋸齒形的頂棚，空間凈空高度為從頂棚下沿到地面的距離；

2.對于斜坡式的頂棚，空間凈空高度為從排煙開口中心到地面的距離；

3.對于有吊頂?shù)膱鏊?，其凈空高度?yīng)從吊頂處算起；設(shè)置格柵吊頂?shù)膱鏊?，其凈空高度?yīng)從上層樓板下邊緣算起。

（二）排煙量的計算

1.火災(zāi)熱釋放量應(yīng)按以下公式計算或查表3-10-6選取

???????????????????????????????????????式?(3-10-10)

式中:?—?火災(zāi)熱釋放量(kW)

??—?自動滅火系統(tǒng)啟動時間(s)

?—?火災(zāi)增長系數(shù)(按表3-10-7取值)?（kW/s2）

排煙系統(tǒng)的設(shè)計計算取決于火災(zāi)中的熱釋放量，因此首先應(yīng)明確設(shè)計的火災(zāi)規(guī)模，設(shè)計的火災(zāi)規(guī)模取決于燃燒材料性質(zhì)、時間等因素和自動滅火設(shè)置情況，為確保安全，一般按可能達到的最大火勢確定火災(zāi)熱釋放量。各類場所的火災(zāi)熱釋放量可按式?(3-10-10)的規(guī)定計算或按表3-10-6設(shè)定的值確定。設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)（簡稱噴淋）的場所，其室內(nèi)凈高大于12m時，應(yīng)按無噴淋場所對待。

表3-10-6?熱釋放量

建筑類別 熱釋放量Q(MW)

辦公室、客房 無噴淋 6.0

有噴淋 1.5

商場 無噴淋 10.0

有噴淋 3.0

其他公共場所 無噴淋 8.0

有噴淋 2.5

中庭 無噴淋 4.0

有噴淋 1.0

汽車庫 無噴淋 3.0

有噴淋 1.5

廠房 無噴淋 8.0

有噴淋 2.5

倉庫 無噴淋 20.0

有噴淋 4.0

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表3-10-7火災(zāi)增長系數(shù)

火災(zāi)類別 典型的可燃材料 火災(zāi)增長系數(shù)（kW/s2）

慢速火 …… 0.0029

中速火 棉質(zhì)/聚酯墊子 0.012

快速火 裝滿的郵件袋、木制貨架托盤、泡沫塑料 0.047

超快速火 池火、快速燃燒的裝飾家具、輕質(zhì)窗簾 0.187

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2.煙羽流質(zhì)量流量應(yīng)按以下公式計算：

軸對稱型煙羽流、陽臺溢出型煙羽流、窗口型煙羽流為火災(zāi)情況下涉及的三種煙羽流形式，計算公式選自NFPA92B。

（1）軸對稱型煙羽流

當(dāng):??????????????????????式(3-10-11-1)

??????????????????????????????????式(3-10-11-2)

???????????????????????????????????????????式(3-10-11-3)

式中:?—?熱釋放量的對流部分，一般取值為?=0.7Q(kW)

?—?燃料面到煙層底部的高度(m)（取值應(yīng)大于等于最小清晰高度）

?—?火焰極限高度(m)

?—?煙羽流質(zhì)量流量(kg/s)

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圖3-10-12-1??軸對稱型煙羽流

軸對稱煙羽流的火源不受附近墻壁的限制。

（2）陽臺溢出型煙羽流

????????????????????式(3-10-11-4)??

??????????????????????????????????????????式(3-10-11-5)

式中:?—?燃料至陽臺的高度(m)?

?—?從陽臺下緣至煙層底部的高度(m)?

?—?煙羽流擴散寬度(m)