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开启外面的门及门洞是否算自然排烟口有效面积?

作者:海湾消防设备 文章来源:http://www.gstcp.com/ [ ]

关于“开启外面的门及门洞是否计入自然排烟口有效面积”的问题,涉及规范解释、技术原理及工程实践三方面的内容。本文在阐述自然排烟口的定义与作用、相关法规与标准要求的基础上,分析开启门窗或门洞对自然排烟功能的影响,讨论如何计算有效面积,并提出在设计与施工、检验与维护中应遵循的原则与建议,旨在为工程技术人员、设计审核者与消防监管人员提供参考。

一、自然排烟口的定义与作用
自然排烟口通常指利用自然驱动力(如烟气浮力、风压)使烟气从室内排出到室外的开口或装置,包括屋面排烟口、外墙通风口、固定排烟窗或预留的排烟洞口等。其主要作用为:

  • 在火灾早期或发展阶段提供烟气及有害气体的排出口,降低室内烟层高度和密度;

  • 改善疏散通道的可视性和空气质量,保障人员安全疏散;

  • 降低火灾蔓延与中毒风险,为消防救援提供条件。

二、相关规范与标准的基本要求(以中国现行规范为参照)
我国有关自然排烟的主要规范包括《建筑设计防火规范》(GB 50016)、《高层民用建筑设计防火规范》以及其他地方性标准和消防技术指南。这些规范对自然排烟口的设置、有效面积计算等有明确规定或技术要求,常见要点如下:

  • 自然排烟口的设置应满足排烟量需求、分布合理,并与疏散、通风有机配合;

  • 排烟口的有效面积通常以排烟口净开口面积来计量,某些情况下允许按折算系数或组合规则处理;

  • 排烟口应保证在火灾条件下能正常开启或保持开启状态,或有可靠的联动开启装置。

三、门、门洞作为自然排烟口的技术分析
问题的核心在于:将外侧开启的门或门洞(例如外门、外墙门洞、车库门、厂房大门等)在开启时是否可以作为自然排烟口,其有效面积是否可计入设计或验收的自然排烟口有效面积。

  1. 门作为排烟口时的条件与限制

  • 开/闭状态的可控性:门是否能够在火灾时保持开启或自动联动开启?若门在事故时被关闭(如人员疏散时顺序关门、锁闭、风压作用使门关闭),则其排烟功能不可依赖。因此,仅在能确保火灾时保持开启或联动可靠的情形下,方可考虑计入有效面积。

  • 与防排烟分区的关系:门所在的位置是否处于防火分区的界面?若门连接两个不同的防火分区或相当于防火门,其开启会破坏分区完整性,因而一般不能任意作为排烟口代替专门的排烟设施。

  • 排烟烟流的方向性与风环境:门洞通常位于垂直高度较低的位置,烟气排出受风压影响明显,风向与风速会影响烟气排出效率。屋顶或高处排烟口利用烟气浮力形成持续上升流,而底部或侧向开口可能导致烟气滞留或回流。因此门洞并不总是形成有效的排烟通道。

  • 气流及烟温特性:有效的自然排烟依赖烟气温度差产生的浮力驱动。若门洞位于低位,烟气需沿疏散空间扩散到开口处,若路径阻碍、温度衰减或通路受挤压,排烟效果会降低。

  • 安全疏散与浓度控制:将门作为排烟口可能与人员疏散路径共用,烟气向门外排出过程可能对外部环境或其他区域造成影响,且门口人员密度大时其开口有效性受到影响。

  1. 门洞有效面积的计算问题

  • 净开口面积:若门被明确设计为排烟口,并在火灾时能保持开启,其净开口面积(扣除框架、栏栅等阻碍后的净通面积)可作为有效面积的基础量度。

  • 折算系数与等效面积:部分规范或工程实践中对不同类型开口(如带遮阳、百叶或格栅的开口)采用折算系数,将实际净开口按系数折算为规范意义上的“有效排烟面积”。门洞若有阻碍、遮挡或仅能部分开启,应相应折算。

  • 联合开口计算:当室内有多个开口(如窗户、屋面排烟口、门洞等)共同作用时,应按照规范要求或气动计算方法综合考虑各开口之间的相互影响,不能简单线性相加。尤其是开口位置垂直分布、尺寸差异大时,排烟效率与总有效面积的关系复杂。

  • 抗风性与可靠性系数:外门在风压作用下可能反复开启或关闭,风向不利时甚至出现回流。工程上可能为此引入可靠性系数或风压修正系数,降低其计入有效面积时的折算值。

四、规范案例与审查实践
在具体工程审查与验收过程中,常见的处理方式包括:

  • 明确设计功能:若门被计划作为正常的自然排烟口,应在设计说明及施工图中明确标注,说明在火灾时的开启联动方式、耐火或防烟处理、确保不影响疏散的措施等。

  • 采用专门设施优先:屋面排烟窗、排烟口或设置在高处的固定开口等专用排烟设施,因其受风影响小、浮力驱动效果好而优先采用,门洞作为补充或次要排烟口较为常见。

  • 防火分区与防烟分隔要求:若门为防火门并承担分隔功能,其在非火警时可作为通风口,而在火警时应闭合以维持防火分区,因此不能被计入排烟口;除非采取可控变换(如防火门闭合同时自动开启其它专用排烟口)。

  • 试验与计算验证:在争议或复杂情况下,设计单位需提供烟流计算(例如CFD数值模拟)或试验数据,证明门洞在火灾条件下能提供足够的排烟能力,方可在审查中被接受。

五、工程技术举措与建议
基于上述分析,提出若干实践中的建议:

  • 设计层面

    • 优先采用按规范设置的专用自然排烟口(屋面排烟窗、高位开口等);若需利用门洞作为补充,应在设计文件明确其排烟功能并进行可靠性分析。

    • 若将门列为排烟口,应配备火灾联动装置(例如火灾信号触发自动开启保持机构或电动驱动),并确保在任何火灾可能情形下门能保持规定开启状态。

    • 对可能影响排烟的构件(栏栅、百叶、遮挡物)采取设计折算处理,并在图纸及说明中注明折算系数与依据。

  • 施工与安装

    • 现场应保证门洞开口净尺寸符合设计,并避免临时结构或装修降低净开口面积。

    • 安装自动开启与保持机构时,应按消防电气与控制要求进行联动调试,并留取测试与维护空间。

  • 验收与维护

    • 验收时需检查门洞的联动功能、开启保持可靠性及与疏散功能的冲突;必要时通过烟流试验或局部模拟验证排烟效果。

    • 建筑运行期间应将作为排烟口的门纳入定期检查与维护计划,确保驱动机构、控制回路、感烟或火灾联动系统处于良好状态。

  • 风险管理

    • 在风压不利或易发生强风地区,设计时应评估风压对门洞排烟能力的影响,考虑设置防风设施或改用高位排烟口。

    • 对于人员密集型或有特殊火灾危险源的空间(如车间、仓库、地下室等),应优先采用更可靠的机械排烟或高位自然排烟方案,避免单纯依赖底部或侧位门洞。


  • 一般原则:能否将开启的外门或门洞计入自然排烟口有效面积,取决于该门在火灾工况下是否能够可靠、持续并有效地作为排烟开口;仅在满足可靠联动开启、与防火分区不冲突、排烟路径与风环境等技术条件满足时,方可计入。

  • 规范性要求:多数情况下,规范更倾向把专门设置的高位或屋面排烟口作为有效排烟措施;门洞若作为排烟口,应在设计文件中明确,并通过计算或试验证明其有效性,同时按规范对净开口面积或采用折算系数计算有效面积。

  • 工程建议:在设计阶段优先采用专用排烟设施;如确需使用门洞作为排烟口,必须采用自动联动开启、保证在火灾时保持开启、并进行必要的烟流计算或试验验证,审查与验收时应严格核查其可靠性与净开口面积折算处理。


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