建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016-2014：12.3 通風(fēng)和排煙系統(tǒng)
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2019-03-05
摘要：本文為建筑設(shè)計防火規(guī)范 GB50016-2014：12.3 通風(fēng)和排煙系統(tǒng)，內(nèi)容詳情如下，如需查看更多消防工程師消防規(guī)范標準，敬請關(guān)注希賽網(wǎng)消防工程師頻道。
建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016-2014：12.3 通風(fēng)和排煙系統(tǒng)
12.3.1 通行機動車的一、二、三類隧道應(yīng)設(shè)置排煙設(shè)施。
12.3.2 隧道內(nèi)機械排煙系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 長度大于3000m的隧道，宜采用縱向分段排煙方式或重點排煙方式；
2 長度不大于3000m的單洞單向交通隧道，宜采用縱向排煙方式；
3 單洞雙向交通隧道，宜采用重點排煙方式。
12.3.3 機械排煙系統(tǒng)與隧道的通風(fēng)系統(tǒng)宜分開設(shè)置。合用時，合用的通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)具備在火災(zāi)時快速轉(zhuǎn)換的功能，并應(yīng)符合機械排煙系統(tǒng)的要求。
12.3.4 隧道內(nèi)設(shè)置的機械排煙系統(tǒng)應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 采用全橫向和半橫向通風(fēng)方式時，可通過排風(fēng)管道排煙；
2 采用縱向排煙方式時，應(yīng)能迅速組織氣流、有效排煙，其排煙風(fēng)速應(yīng)根據(jù)隧道內(nèi)的最不利火災(zāi)規(guī)模確定，且縱向氣流的速度不應(yīng)小于2m/s，并應(yīng)大于臨界風(fēng)速；
3 排煙風(fēng)機和煙氣流經(jīng)的風(fēng)閥、消聲器、軟接等輔助設(shè)備，應(yīng)能承受設(shè)計的隧道火災(zāi)煙氣排放溫度，并應(yīng)能在250℃下連續(xù)正常運行不小于1.0h。排煙管道的耐火極限不應(yīng)低于1.00h。
12.3.5 隧道的避難設(shè)施內(nèi)應(yīng)設(shè)置獨立的機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，其送風(fēng)的余壓值應(yīng)為30Pa～50Pa。
12.3.6 隧道內(nèi)用于火災(zāi)排煙的射流風(fēng)機，應(yīng)至少備用一組。
12.3.2 隧道內(nèi)機械排煙系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 長度大于3000m的隧道，宜采用縱向分段排煙方式或重點排煙方式；
2 長度不大于3000m的單洞單向交通隧道，宜采用縱向排煙方式；
3 單洞雙向交通隧道，宜采用重點排煙方式。
12.3.3 機械排煙系統(tǒng)與隧道的通風(fēng)系統(tǒng)宜分開設(shè)置。合用時，合用的通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)具備在火災(zāi)時快速轉(zhuǎn)換的功能，并應(yīng)符合機械排煙系統(tǒng)的要求。
12.3.4 隧道內(nèi)設(shè)置的機械排煙系統(tǒng)應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 采用全橫向和半橫向通風(fēng)方式時，可通過排風(fēng)管道排煙；
2 采用縱向排煙方式時，應(yīng)能迅速組織氣流、有效排煙，其排煙風(fēng)速應(yīng)根據(jù)隧道內(nèi)的最不利火災(zāi)規(guī)模確定，且縱向氣流的速度不應(yīng)小于2m/s，并應(yīng)大于臨界風(fēng)速；
3 排煙風(fēng)機和煙氣流經(jīng)的風(fēng)閥、消聲器、軟接等輔助設(shè)備，應(yīng)能承受設(shè)計的隧道火災(zāi)煙氣排放溫度，并應(yīng)能在250℃下連續(xù)正常運行不小于1.0h。排煙管道的耐火極限不應(yīng)低于1.00h。
12.3.5 隧道的避難設(shè)施內(nèi)應(yīng)設(shè)置獨立的機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，其送風(fēng)的余壓值應(yīng)為30Pa～50Pa。
12.3.6 隧道內(nèi)用于火災(zāi)排煙的射流風(fēng)機，應(yīng)至少備用一組。
條文說明
12.3 通風(fēng)和排煙系統(tǒng)
根據(jù)對隧道的火災(zāi)事故分析，由一氧化碳導(dǎo)致的人員死亡和因直接燒傷、爆炸及其他有毒氣體引起的人員死亡約各占一半。通常，采用通風(fēng)、防排煙措施控制煙氣產(chǎn)物及煙氣運動可以改善火災(zāi)環(huán)境，并降低火場溫度以及熱煙氣和熱分解產(chǎn)物的濃度，改善視線。但是，機械通風(fēng)會通過不同途徑對不同類型和規(guī)模的火災(zāi)產(chǎn)生影響，在某些情況下反而會加劇火勢發(fā)展和蔓延。實驗表明：在低速通風(fēng)時，對小轎車的火災(zāi)影響不大；可以降低小型油池（約10m²）火的熱釋放速率，但會加強通風(fēng)控制型的大型油池（約100m²）火的熱釋放速率；在縱向機械通風(fēng)條件下，載重貨車火的熱釋放速率可以達到自然通風(fēng)條件下的數(shù)倍。因此，隧道內(nèi)的通風(fēng)排煙系統(tǒng)設(shè)計，要針對不同隧道環(huán)境確定合適的通風(fēng)排煙方式和排煙量。
12.3.1 本條為強制性條文。隧道的空間特性，導(dǎo)致其一旦發(fā)生火災(zāi)，熱煙排除非常困難，往往會因高溫而使結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，煙氣積聚而導(dǎo)致滅火、疏散困難且火災(zāi)延續(xù)時間很長。因此，隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時的排煙是隧道防火設(shè)計的重要內(nèi)容。本條規(guī)定了需設(shè)置排煙設(shè)施的隧道，四類隧道因長度較短、發(fā)生火災(zāi)的概率較低或火災(zāi)危險性較小，可不設(shè)置排煙設(shè)施。
12.3.2～12.3.5 隧道排煙方式分為自然排煙和機械排煙。自然排煙，是利用短隧道的洞口或在隧道沿途頂部開設(shè)的通風(fēng)口（例如隧道敷設(shè)在路中綠化帶下的情形）以及煙氣自身浮力進行排煙的方式。采用自然排煙時，應(yīng)注意錯位布置上、下行隧道開設(shè)的自然排煙口或上、下行隧道的洞口，防止非著火隧道汽車行駛形成的活塞風(fēng)將鄰近隧道排出的煙氣“倒吸”入非著火隧道，造成煙氣蔓延。
（1） 隧道的機械排煙模式分為縱向排煙和橫向排煙方式以及由這兩種基本排煙模式派生的各種組合排煙模式。排煙模式應(yīng)根據(jù)隧道種類、疏散方式，并結(jié)合隧道正常工況的通風(fēng)方式確定，并將煙氣控制在較小范圍之內(nèi)，以保證人員疏散路徑滿足逃生環(huán)境要求，同時為滅火救援創(chuàng)造條件。
（2） 火災(zāi)時，迫使隧道內(nèi)的煙氣沿隧道縱深方向流動的排煙形式為縱向排煙模式，是適用于單向交通隧道的一種最常用煙氣控制方式。該模式可通過懸掛在隧道內(nèi)的射流風(fēng)機或其他射流裝置、風(fēng)井送排風(fēng)設(shè)施等及其組合方式實現(xiàn)?？v向通風(fēng)排煙，且氣流方向與車行方向一致時，以火源點為界，火源點下游為煙氣區(qū)、上游為非煙氣區(qū)，人員往氣流上游方向疏散。由于高溫煙氣沿坡度向上擴散速度很快，當在坡道上發(fā)生火災(zāi)，并采用縱向排煙控制煙流，排煙氣流逆坡向時，必須使縱向氣流的流速高于臨界風(fēng)速。試驗證明，縱向排煙控制煙氣的效果較好。國際道路協(xié)會（PIARC）的相關(guān)報告以及美國紀念隧道試驗（1993年～1995年）均表明，對于火災(zāi)功率低于100MW的火災(zāi)、隧道坡度不高于4%時，3m/s的氣流速度可以控制煙氣回流。
近年來，大于3km的長大城市隧道越來越多，若整個隧道長度不進行分段通風(fēng)，會造成火災(zāi)及煙氣在隧道中的影響范圍非常大，不利于消防救援以及災(zāi)后的修復(fù)。因此，本規(guī)范規(guī)定大于3km的長大隧道宜采用縱向分段排煙或重點排煙方式，以控制煙氣的影響范圍。
縱向排煙方式不適用于雙向交通的隧道，因在此情況下采用縱向排煙方式會使火源一側(cè)、不能駛離隧道的車輛處于煙氣中。
（3） 重點排煙是橫向排煙方式的一種特殊情況，即在隧道縱向設(shè)置專用排煙風(fēng)道，并設(shè)置一定數(shù)量的排煙口，火災(zāi)時只開啟火源附近或火源所在設(shè)計排煙區(qū)的排煙口，直接從火源附近將煙氣快速有效地排出行車道空間，并從兩端洞口自然補風(fēng)，隧道內(nèi)可形成一定的縱向風(fēng)速。該排煙方式適用于雙向交通隧道或經(jīng)常發(fā)生交通阻塞的隧道。
隧道試驗表明，全橫向或半橫向排煙系統(tǒng)對發(fā)生火災(zāi)的位置比較敏感，控煙效果不很理想。因此，對于雙向通行的隧道，盡量采用重點排煙方式。重點排煙的排煙量應(yīng)根據(jù)火災(zāi)規(guī)模、隧道空間形狀等確定，排煙量不應(yīng)小于火災(zāi)的產(chǎn)煙量。隧道中重點排煙的排煙量目前還沒有公認的數(shù)值，表23是國際道路協(xié)會（PIARC）推薦的排煙量。
根據(jù)對隧道的火災(zāi)事故分析，由一氧化碳導(dǎo)致的人員死亡和因直接燒傷、爆炸及其他有毒氣體引起的人員死亡約各占一半。通常，采用通風(fēng)、防排煙措施控制煙氣產(chǎn)物及煙氣運動可以改善火災(zāi)環(huán)境，并降低火場溫度以及熱煙氣和熱分解產(chǎn)物的濃度，改善視線。但是，機械通風(fēng)會通過不同途徑對不同類型和規(guī)模的火災(zāi)產(chǎn)生影響，在某些情況下反而會加劇火勢發(fā)展和蔓延。實驗表明：在低速通風(fēng)時，對小轎車的火災(zāi)影響不大；可以降低小型油池（約10m²）火的熱釋放速率，但會加強通風(fēng)控制型的大型油池（約100m²）火的熱釋放速率；在縱向機械通風(fēng)條件下，載重貨車火的熱釋放速率可以達到自然通風(fēng)條件下的數(shù)倍。因此，隧道內(nèi)的通風(fēng)排煙系統(tǒng)設(shè)計，要針對不同隧道環(huán)境確定合適的通風(fēng)排煙方式和排煙量。
12.3.1 本條為強制性條文。隧道的空間特性，導(dǎo)致其一旦發(fā)生火災(zāi)，熱煙排除非常困難，往往會因高溫而使結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，煙氣積聚而導(dǎo)致滅火、疏散困難且火災(zāi)延續(xù)時間很長。因此，隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時的排煙是隧道防火設(shè)計的重要內(nèi)容。本條規(guī)定了需設(shè)置排煙設(shè)施的隧道，四類隧道因長度較短、發(fā)生火災(zāi)的概率較低或火災(zāi)危險性較小，可不設(shè)置排煙設(shè)施。
12.3.2～12.3.5 隧道排煙方式分為自然排煙和機械排煙。自然排煙，是利用短隧道的洞口或在隧道沿途頂部開設(shè)的通風(fēng)口（例如隧道敷設(shè)在路中綠化帶下的情形）以及煙氣自身浮力進行排煙的方式。采用自然排煙時，應(yīng)注意錯位布置上、下行隧道開設(shè)的自然排煙口或上、下行隧道的洞口，防止非著火隧道汽車行駛形成的活塞風(fēng)將鄰近隧道排出的煙氣“倒吸”入非著火隧道，造成煙氣蔓延。
（1） 隧道的機械排煙模式分為縱向排煙和橫向排煙方式以及由這兩種基本排煙模式派生的各種組合排煙模式。排煙模式應(yīng)根據(jù)隧道種類、疏散方式，并結(jié)合隧道正常工況的通風(fēng)方式確定，并將煙氣控制在較小范圍之內(nèi)，以保證人員疏散路徑滿足逃生環(huán)境要求，同時為滅火救援創(chuàng)造條件。
（2） 火災(zāi)時，迫使隧道內(nèi)的煙氣沿隧道縱深方向流動的排煙形式為縱向排煙模式，是適用于單向交通隧道的一種最常用煙氣控制方式。該模式可通過懸掛在隧道內(nèi)的射流風(fēng)機或其他射流裝置、風(fēng)井送排風(fēng)設(shè)施等及其組合方式實現(xiàn)?？v向通風(fēng)排煙，且氣流方向與車行方向一致時，以火源點為界，火源點下游為煙氣區(qū)、上游為非煙氣區(qū)，人員往氣流上游方向疏散。由于高溫煙氣沿坡度向上擴散速度很快，當在坡道上發(fā)生火災(zāi)，并采用縱向排煙控制煙流，排煙氣流逆坡向時，必須使縱向氣流的流速高于臨界風(fēng)速。試驗證明，縱向排煙控制煙氣的效果較好。國際道路協(xié)會（PIARC）的相關(guān)報告以及美國紀念隧道試驗（1993年～1995年）均表明，對于火災(zāi)功率低于100MW的火災(zāi)、隧道坡度不高于4%時，3m/s的氣流速度可以控制煙氣回流。
近年來，大于3km的長大城市隧道越來越多，若整個隧道長度不進行分段通風(fēng)，會造成火災(zāi)及煙氣在隧道中的影響范圍非常大，不利于消防救援以及災(zāi)后的修復(fù)。因此，本規(guī)范規(guī)定大于3km的長大隧道宜采用縱向分段排煙或重點排煙方式，以控制煙氣的影響范圍。
縱向排煙方式不適用于雙向交通的隧道，因在此情況下采用縱向排煙方式會使火源一側(cè)、不能駛離隧道的車輛處于煙氣中。
（3） 重點排煙是橫向排煙方式的一種特殊情況，即在隧道縱向設(shè)置專用排煙風(fēng)道，并設(shè)置一定數(shù)量的排煙口，火災(zāi)時只開啟火源附近或火源所在設(shè)計排煙區(qū)的排煙口，直接從火源附近將煙氣快速有效地排出行車道空間，并從兩端洞口自然補風(fēng)，隧道內(nèi)可形成一定的縱向風(fēng)速。該排煙方式適用于雙向交通隧道或經(jīng)常發(fā)生交通阻塞的隧道。
隧道試驗表明，全橫向或半橫向排煙系統(tǒng)對發(fā)生火災(zāi)的位置比較敏感，控煙效果不很理想。因此，對于雙向通行的隧道，盡量采用重點排煙方式。重點排煙的排煙量應(yīng)根據(jù)火災(zāi)規(guī)模、隧道空間形狀等確定，排煙量不應(yīng)小于火災(zāi)的產(chǎn)煙量。隧道中重點排煙的排煙量目前還沒有公認的數(shù)值，表23是國際道路協(xié)會（PIARC）推薦的排煙量。
（4） 流經(jīng)風(fēng)機的煙氣溫度與隧道的火災(zāi)規(guī)模和風(fēng)機距火源點的距離有關(guān)，火源小、距離遠，隧道結(jié)構(gòu)的冷卻作用大，煙氣溫度也相應(yīng)較低。通常位于排風(fēng)道末端的排煙風(fēng)機，排出的氣體為位于火源附近的高溫煙氣與周圍冷空氣的混合氣體，該氣體在沿隧道和土建風(fēng)道流動過程中得到了進一步冷卻。澳大利亞某隧道、美國紀念隧道以及我國在上海進行的隧道試驗均表明：即使火源距排煙風(fēng)機較近，由于隧道的冷卻作用，在排煙風(fēng)機位置的煙氣溫度仍然低于250℃。因此，規(guī)定排煙風(fēng)機要能耐受250℃的高溫基本可以滿足隧道排煙的要求。當設(shè)計火災(zāi)規(guī)模很大、風(fēng)機離火源點很近時，排煙風(fēng)機的耐高溫設(shè)計要求可根據(jù)工程實際情況確定。本條的相關(guān)溫度規(guī)定值為最低要求。
（5） 排煙設(shè)備的有效工作時間，是保證隧道內(nèi)人員逃生和滅火救援環(huán)境的基本時間。人員撤離時間與隧道內(nèi)的實際人數(shù)、逃生路徑及環(huán)境有關(guān)。目前，已經(jīng)有多種計算機模擬軟件可以對建筑物中的人員疏散時間進行預(yù)測，設(shè)備的耐高溫時間可在此基礎(chǔ)上確定。本規(guī)范規(guī)定的排煙風(fēng)機的耐高溫時間還參考了歐洲有關(guān)隧道的設(shè)計要求和試驗研究成果。
（6） 第12.3.5條中避難場所內(nèi)有關(guān)防煙的要求，參照了建筑內(nèi)防煙樓梯間和避難走道的有關(guān)規(guī)定。
12.3.6 隧道內(nèi)用于通風(fēng)和排煙的射流風(fēng)機懸掛于隧道車行道的上部，火災(zāi)時可能直接暴露于高溫下。此外，隧道內(nèi)的排煙風(fēng)機設(shè)置是要根據(jù)其有效作用范圍來確定，風(fēng)機間有一定的間隔。采用射流風(fēng)機進行排煙的隧道，設(shè)計需考慮到正好在火源附近的射流風(fēng)機由于溫度過高而導(dǎo)致失效的情況，保證有一定的冗余配置。
（5） 排煙設(shè)備的有效工作時間，是保證隧道內(nèi)人員逃生和滅火救援環(huán)境的基本時間。人員撤離時間與隧道內(nèi)的實際人數(shù)、逃生路徑及環(huán)境有關(guān)。目前，已經(jīng)有多種計算機模擬軟件可以對建筑物中的人員疏散時間進行預(yù)測，設(shè)備的耐高溫時間可在此基礎(chǔ)上確定。本規(guī)范規(guī)定的排煙風(fēng)機的耐高溫時間還參考了歐洲有關(guān)隧道的設(shè)計要求和試驗研究成果。
（6） 第12.3.5條中避難場所內(nèi)有關(guān)防煙的要求，參照了建筑內(nèi)防煙樓梯間和避難走道的有關(guān)規(guī)定。
12.3.6 隧道內(nèi)用于通風(fēng)和排煙的射流風(fēng)機懸掛于隧道車行道的上部，火災(zāi)時可能直接暴露于高溫下。此外，隧道內(nèi)的排煙風(fēng)機設(shè)置是要根據(jù)其有效作用范圍來確定，風(fēng)機間有一定的間隔。采用射流風(fēng)機進行排煙的隧道，設(shè)計需考慮到正好在火源附近的射流風(fēng)機由于溫度過高而導(dǎo)致失效的情況，保證有一定的冗余配置。
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