建筑自然排烟规定及限制

4.1　自然排烟的方式

①利用可开启的外窗进行自然排烟，如图16.6所示。

②利用室外阳台或凹廊进行自然排烟，如图16.7所示。

图16.6　可开启外窗排烟

图16.7　利用室外阳台或凹廊排烟

4.2　自然排烟设计条件

自然排烟是最简单、不消耗动力、无须连锁控制的排烟方式。无论是防烟还是排烟，采取可开启外窗的自然排烟方式，由于系统无复杂的控制及控制过程、操作简单，对于满足自然排烟条件的建筑，首先应考虑采取自然排烟方式。

根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，在防排烟系统中，对于建筑高度超过50 m的一类公共建筑和超过100 m的居住建筑以外的防烟楼梯间及前室、消防电梯间前室、中庭和房间允许采用可开启外窗的自然排烟方式，但可开启外窗的面积，应满足下列条件。

①防烟楼梯间前室、消防电梯间前室可开启外窗面积不应大于2.00 m2，合用前室不小于3.00 m2。

②靠外墙防烟楼梯间每五层内有可开启外窗总面积之和不小于2.00 m2。

③长度不超过60 m的内走道可开启外窗面积不应小于走道面积的2%。

④需要排烟的房间可开启外窗面积不应小于该房间面积的2%。

⑤净空高度小于12 m的中庭可开启的天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面积的5%。

⑥防烟楼梯间前室或合用前室，利用敞开的阳台，凹廊或前室内有不同朝向的可开启外窗自然排烟时，该楼梯间可不设防烟设施，如图16.8所示。

图16.8　有不同朝向的可开启外窗防烟楼梯间合用前室

根据《建筑设计防火规范》规定，通行机动车的四类隧道可采取自然排烟方式。带敞开的阳台、凹廊的防烟楼梯间前室、合用前室可以采用自然排烟方式防烟。对于丙类厂房中建筑面积大于300 m2的地上房间；人员、可燃物较多的丙类厂房或高度大于32.0 m的高层厂房中长度大于20.0 m的内走道；总建筑面积大于5 000 m2、室内净高度大于12.0 m的丁类厂房；占地面积大于1 000 m2的丙类仓库；公共建筑中经常有人停留或可燃物较多，且建筑面积大于300 m2的地上房间；长度大于20.0 m的内走道；中庭；设置在一、二、三层且房间建筑面积大于200 m2或设置在四层及四层以上或地下、半地下的歌舞娱乐放映游艺场所；总建筑面积大于200 m2或一个房间建筑面积大于50 m2且经常有人停留或可燃物较多的地下、半地下建筑（室）；其他建筑中长度大于40.0 m的疏散走道允许采用可开启外窗的自然排烟方式。但可开启外窗的自然排烟口净面积，应满足下列条件。

①防烟楼梯间前室、消防电梯间前室，不应小于2.0 m2；合用前室，不应小于3.0 m2；

②靠外墙的防烟楼梯间，每5层内可开启排烟窗口净面积不应小于2.0 m2；

③中庭、剧院舞台，不应小于该中庭、剧场舞台楼地面面积的5%；

④其他场所，宜取该场所建筑面积的2%～5%。

根据《人民防空工程设计防火规范》规定，自然排烟口的总面积大于本防烟分区面积的2%时，宜采用自然排烟；自然排烟口底部距室内地平不应小于2 m，并应常开或发生火灾时能自动开启。

4.3　自然排烟设计(www.xing528.com)

自然排烟设计是与建筑专业共同研究的设计问题。根据自然排烟设计条件，需要对排烟部位的有效可开启的外窗面积，进行校核计算。为了使烟气能顺利排除，自然排烟的设计还应考虑以下几点。

①可开启的天窗，应尽量设置在上方，并有能便于迅速开启的装置。

②为了减少室外风压对自然排烟的影响，排烟口部位尽可能设置挡风措施。

③内走道的排烟窗，应尽量设置两个或两个以上，尽量使排烟窗不同朝向。

④不设防烟设施的防烟楼梯间的前室或合用前室，除利用敞开的阳台、凹廊外、前室内应有不同朝向的可开启外窗。

4.4　自然排烟存在的问题

自然排烟方式虽然结构简单、经济，不使用动力及专用设备，但还存在着一些问题，因此当采用自然排烟方式时，应结合建筑物特征进行充分的研究。自然排烟存在下列问题。

4.4.1　对建筑设计的制约

由于自然排烟的烟气是通过靠外墙上可开启的外窗直接排至室外，所以需要排烟的房间必须面对室外，而且进深不能太大，按自然排烟设计条件还需要有一定的开窗面积。这样，即使有明确要求作分隔的房间，也必须设置外窗，所以对隔音、防尘等带来困难。

4.4.2　具有火势蔓延至上层的危险性

利用外部开口进行排烟时，若火灾房间的温度很高，烟气中又含有大量未燃烧的气体，则烟气排出后就会形成火焰，这将会引起火势向上蔓延。

4.4.3　影响自然排烟的因素

由于自然排烟的效果是靠烟气的浮力作用的，假使由于某种原因使烟气冷却而失掉浮力，则烟气就失去排除的能力。此外，在室外风力很强，且排烟窗处在迎风面时，当室外风压大于烟气水平流动的动压时，则会引起排烟困难，甚至发生烟气倒灌，反而使烟气蔓延到其他区域。不仅如此，对于高层建筑中由于室内外温差引起的热压作用，经常使其存在着上、下层之间的压力差，从理论上讲，一般中和面大致在建筑高度的1/2附近，如果在中和面以下的外墙上开口，当冬季发生火灾时，不仅不能从开口部向外排烟，相反还会从开口处吸入室外空气，在这种情况下，如果防烟分区没有妥善安排，则会通过楼梯井、电梯井助长烟气的传播。同样，在夏季时建筑物内产生的下降气流，将会招致烟气向下层传播。

综上所述，在自然排烟方式中，排烟效果存在许多不稳定因素，因此，对自然排烟设计范围要有一定的限制。对于以下条件的建筑物各部位，不能采取自然排烟措施规避火灾风险。

①建筑高度超过50 m的一类公共建筑的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室及两者合用的前室，不宜采取可开启外窗的自然排烟措施。当建筑物高度超过100 m时，这些部位不应采取可开启外窗的自然排烟措施。

②不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室。

③采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室。

④高层建筑净空高度超过12 m的室内中庭。

⑤高层建筑长度超过60 m的内走道。

⑥建筑高度超过50 m的厂房和仓库。

⑦单层及多层建筑中可开启外窗面积小于地面面积的5%的中庭、剧场舞台。

⑧当可开启外窗面积小于建筑面积2%的其他需要设置排烟设施的场所。

⑨通行机动车的一、二、三类隧道应设置机械排烟系统。