機械排煙系統的設計步驟及排煙風機選型注意事項

在進行消防通風排煙系統設計時，必須嚴格遵循國家和地方的相關建筑設計防火規范，如《建筑設計防火規范》（GB 50016）等。這些規范規定了不同類型建筑在消防通風排煙方面的基本要求，包括排煙量計算方法、系統設置原則等內容，是確保設計合法性和安全性的基礎。

消防通風排煙系統的設計步驟一般如下：

一、建筑信息收集與分析

明確建筑是住宅、商業、工業還是其他類型。不同類型建筑的火災風險和人員疏散要求不同。例如，商業建筑人員密集，火災荷載大，需要更強大的排煙系統；而住宅建筑主要考慮住戶的安全疏散，重點在樓梯間和前室的防排煙設計。

住宅建筑：一般以單元式為主，需要重點考慮樓梯間及其前室、消防電梯前室的排煙。對于高度超過 100m 的住宅建筑，還應設置避難層（間），并考慮避難層（間）的通風排煙措施。

商業建筑：空間復雜多樣，包括商場營業廳、餐飲區域、娛樂場所等。商場營業廳通常人員密集、火災荷載大，需要大面積的排煙設施。餐飲區域還需要考慮廚房的油煙排放與消防排煙的結合。

工業建筑：根據生產工藝和儲存物品的不同，火災危險性也不同。對于有易燃易爆物品的車間或倉庫，通風排煙系統不僅要考慮火災排煙，還要考慮平時的通風換氣，以排除可燃氣體或粉塵。

建筑結構與空間布局分析，包括房間大小、形狀、分布，走廊長度、寬度和走向等。這些信息有助于確定防煙分區的劃分和排煙口的位置。如，在酒店建筑中，客房區域和公共區域（如宴會廳、會議室）的排煙設計就有所不同。客房的排煙口可結合房間布局設置在天花板靠近走廊一側，而宴會廳則可能需要根據面積和空間形狀設置多個大型排煙口，以滿足大量人員聚集場所的排煙需求。

二、設計目標確定

根據建筑類型和人員疏散要求，確定在火災發生時，要在多長時間內將煙霧濃度控制在一定范圍內，以保障人員能夠安全疏散。如，在人員密集的場所，可能要求在幾分鐘內使能見度保持在一定水平，便于人員找到疏散出口。

同時，考慮與排煙系統相配合，確定補風的位置、風量和風速，避免補充的空氣助長火勢，同時保證排煙效果。一般來說，補風量不宜小于排煙量的 50％，在某些情況下（如地下建筑）可能需要更高的補風量。

三、排煙量計算

凈空高度小于等于 6m 的空間：對于建筑內的房間、走道等空間，當凈空高度小于等于 6m 時，排煙量應按不小于 60m3/（h?m2）計算，且取值不小于 15000m3/h。如果空間有多個防煙分區，排煙量應按最大防煙分區面積乘以 120m3/（h?m2）計算。

例如，一個面積為 200m2、凈空高度為 5m 的辦公室，排煙量至少應為 15000m3/h；如果將其劃分為兩個防煙分區，每個防煙分區面積為 100m2，排煙量則應為 100×120 = 12000m3/h（按最大防煙分區計算）。

凈空高度大于 6m 的空間：對于中庭、高大廠房等凈空高度大于 6m 的空間，排煙量通常根據空間體積的換氣次數來計算。不同的建筑類型和空間用途有不同的換氣次數要求，一般中庭的換氣次數不低于 6 次 /h。

如，一個中庭體積為 10000m3，換氣次數按 6 次 /h 計算，排煙量應為 10000×6 = 60000m3/h。

特殊情況考慮：對于設有噴淋系統的建筑空間，在一定條件下，排煙量可以適當減少。同時，當空間內有可開啟外窗等自然排煙條件時，應綜合考慮自然排煙和機械排煙的結合，根據自然排煙能夠承擔的排煙量來調整機械排煙量的計算。

四、系統組件選型與設計

排煙風機選型：根據計算得出的排煙量，考慮 10％ - 20％ 的余量來選擇排煙風機的風量。如，計算排煙量為 40000m3/h，選擇風機風量應為 44000 - 48000m3/h。

根據系統阻力（包括管道、彎頭、閥門等產生的阻力）確定風機的風壓。風機類型可根據實際情況選擇離心式或軸流式，離心式風機適用于壓力要求較高的情況，軸流式風機適用于流量較大的情況。

排煙管道設計：排煙管道的尺寸根據排煙量和允許的流速來確定。一般排煙管道內的風速不宜超過 15m/s，以減少阻力。管道應采用不燃材料制作，如鍍鋅鋼板等。管道的布置要盡量簡短、順直，減少彎頭和變徑的數量。如，排煙量為 50000m3/h，流速取 12m/s，根據管道截面積公式（截面積 = 流量 ÷ 流速），計算出管道所需截面積，進而確定管道直徑。

管道應采用不燃材料制作，如鍍鋅鋼板。布置管道時，要盡量簡短、順直，減少彎頭和變徑的數量，以降低阻力。

排煙口（閥）設計：排煙口（閥）位置要靠近火災可能發生的區域，如房間天花板中央或靠近走廊一側。排煙口的尺寸根據排煙量和風速來確定，其有效面積應滿足排煙要求。排煙閥應具有良好的密封性和耐火性能，能夠在火災時自動開啟，并能防止火勢通過管道蔓延。排煙口風速一般為 10m/s 左右。

五、補風系統設計

補風量計算：按照前面確定的補風目標，結合排煙量計算補風量。一般補風量不小于排煙量的 50％，在一些特殊情況下（如地下建筑等），補風量可能需要達到排煙量的 80％ - 100％。補風量的計算要考慮建筑的空間特點、排煙系統的運行情況等因素；如，在一個機械排煙量為 50000m3/h 的地下停車場，補風量應在 25000 - 50000m3/h 之間。

補風系統組件設計：補風系統包括補風機、補風管道和補風口。補風機的選型根據補風量和系統阻力確定。補風管道采用不燃材料，設計原則與排煙管道類似。補風口位置要合理，一般設置在遠離火源的位置，如防火分區的入口、通風豎井等，且要設置防火閥；如，在有多個防火分區的地下建筑中，補風口可以設置在防火分區的入口、通風豎井等位置，并且補風口應設置防火閥，防止火災蔓延。

六、系統聯動與控制設計

與火災自動報警系統聯動：設計排煙系統與火災自動報警系統的聯動控制，確保火災探測器（感煙、感溫探測器）探測到火災信號后，能在規定時間（一般不超過 30 秒）內啟動排煙風機和開啟排煙口（閥）。

系統控制邏輯設定：設定補風系統與排煙系統的協同工作邏輯，如同時啟動或按照一定的順序啟動，并且能夠根據火災發展情況和系統運行狀態進行調整。同時，要考慮在系統故障時的報警和應急處理措施。

七、設計文件編制

圖紙繪制：繪制消防通風排煙系統的平面布置圖，包括排煙風機、排煙管道、排煙口（閥）、補風系統等組件的位置和連接關系。在建筑平面圖上清晰標注各個組件的位置、尺寸和編號。

繪制系統剖面圖，展示系統在豎向空間的布置，如管道的豎向走向、穿越樓層的位置等，便于施工人員理解系統的三維結構。