排烟风机选型前先算风量,而排烟量最容易犯的错是拿一个经验指标到处套:净高 6m 的办公室和净高 12m 的中庭根本不是一套算法。GB 51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》第 4.6 节把算法分得很清楚。结论先给:净高 6m 及以下按 60m³/(h·m²) 且不小于 15000m³/h;净高 6m 以上按烟羽流模型计算;中庭取周围场所最大排烟量的 2 倍且不小于 107000m³/h;最后设计风量不小于计算风量的 1.2 倍,这是强制性条文。本文逐条讲清公式与取值。
一、先分清:哪些场所要算排烟量,算出来给谁用
GB 50016-2014 第 8.5.2、8.5.3 条(均为强制性条文)划定了排烟设施的设置范围:厂房、仓库侧覆盖人员或可燃物较多的丙类生产场所、建筑面积大于 300㎡ 且经常有人停留或可燃物较多的丙类厂房地上房间、建筑面积大于 5000㎡ 的丁类生产车间、占地面积大于 1000㎡ 的丙类仓库、高层厂房(仓库)内长度大于 20m 的疏散走道等;民用建筑侧覆盖歌舞娱乐放映游艺场所、中庭、公建内建筑面积大于 100㎡ 且经常有人停留的地上房间、建筑面积大于 300㎡ 且可燃物较多的地上房间、长度大于 20m 的疏散走道;地下及无窗房间按第 8.5.4 条的面积线判断。场所划分与本站防烟分区怎么划分一文衔接——先分区,再算每个防烟分区的排烟量。
GB 51251-2017 第 4.6.1 条(强制性条文):排烟系统的设计风量不应小于该系统计算风量的 1.2 倍。条文说明解释了这笔账的来历:风管、排烟阀(口)存在漏风,风机制造标准也允许风量有偏差,1.2 倍就是给这些损耗留的余量。GB 55036-2022 第 11.1.4 条同样要求加压送风机和排烟风机的公称风量在计算风压条件下不小于计算所需风量的 1.2 倍,双规范口径一致。所以流程是:先算计算风量,再乘 1.2 得设计风量,风机按设计风量选型。
| 场所类型 | 计算路径 | 依据条文 |
|---|---|---|
| 净高 6m 及以下场所 | ≥60m³/(h·m²) 且不小于 15000m³/h,或 2% 有效开窗面积 | 第 4.6.3 条第 1 款 |
| 公共建筑走道、回廊 | ≥13000m³/h 或两端 2㎡ 自然排烟窗 | 第 4.6.3 条第 3、4 款 |
| 净高 6m 以上公建、工业场所 | 热释放速率+烟羽流模型,不小于表 4.6.3 数值 | 第 4.6.3 条第 2 款、4.6.6~4.6.13 条 |
| 中庭 | 周围最大分区 2 倍且不小于 107000m³/h(或 40000m³/h 档) | 第 4.6.5 条 |
本文法条来源:GB 51251-2017 第 4.6.1~4.6.10 条经建标库(附条文说明)、山西省住建厅官网转载全文 PDF、蓝盾伟业转载全文、标准库等四个独立公开来源交叉核对一致;烟羽流公式链另经国标图集 15K606(2018 修正版)官方计算示例与上海市住建委官网《建筑防排烟技术规程》PDF 核对一致;GB 50016-2014 第 8.5.2~8.5.4 条、GB 55036-2022 第 11.1.4 条取自本站建筑设计防火规范与消防设施通用规范在线文本并经服务器权威页逐条核对。条文以正式出版文本为准,执行口径以项目所在地主管部门意见为准。
二、净高 6m 及以下:60m³/(h·m²) 与 15000 保底
第 4.6.3 条第 1 款:建筑空间净高小于或等于 6m 的场所,排烟量应按不小于 60m³/(h·m²) 计算,且取值不小于 15000m³/h;也可以不设机械排烟,改设有效面积不小于该房间建筑面积 2% 的自然排烟窗(口)。两条路径二选一,机械排烟算风量、自然排烟算开窗面积。
算例演示:200㎡ 房间
- 机械排烟路径:200×60=12000m³/h,小于 15000m³/h,按保底取 15000m³/h;
- 设计风量:15000×1.2=18000m³/h,风机按此选型;
- 自然排烟路径:200×2%=4㎡,有效开窗面积不小于 4㎡。
注意保底线的作用:面积小的防烟分区按 60 算往往低于 15000,此时不能按低值选风机。这个 200㎡ 演示为公式直乘,实际工程以设计计算书为准。
三、走道与回廊:13000 一条线,两种开窗替法
第 4.6.3 条第 3 款:公共建筑仅需在走道或回廊设置排烟时,机械排烟量不应小于 13000m³/h;或在走道两端(侧)均设置面积不小于 2㎡ 的自然排烟窗(口),且两侧自然排烟窗(口)的距离不应小于走道长度的 2/3。
第 4 款:公共建筑房间内与走道或回廊均需设置排烟时,走道或回廊的机械排烟量可按 60m³/(h·m²) 计算且不小于 13000m³/h,或设置有效面积不小于走道、回廊建筑面积 2% 的自然排烟窗(口)。
两款的差别在房间有没有自己排烟:房间都排了烟,走道只兜疏散路径上的烟,允许降到 60㎡ 法加 13000 保底;只有走道排烟时,烟从房间涌入走道,直接给 13000 的一条线。自然排烟窗两侧距离不小于走道长度 2/3 的要求,是为了避免走道中段出现排烟盲区。
四、净高 6m 以上大空间:热释放速率加烟羽流模型
第 4.6.3 条第 2 款:公共建筑、工业建筑中净高大于 6m 的场所,每个防烟分区的排烟量应根据场所内的热释放速率以及第 4.6.6~4.6.13 条的规定计算确定,且不应小于表 4.6.3 中的数值。表 4.6.3 的取值规则写在表注里:净高大于 9.0m 的按 9.0m 取值,净高位于两个高度之间的按线性插值法取值。
第 4.6.7 条给出火的上限:火灾热释放速率按第 4.6.10 条的 Q=α·t² 计算(α 为火灾增长系数,按慢、中、快、特快四档查表 4.6.10),且不应小于表 4.6.7 规定的值;设置自动喷水灭火系统的场所,室内净高大于 8m 时应按无喷淋场所对待——喷淋在 8m 以上的高度灭火控火效果已经不大,火灾规模按无喷淋取值,排烟量随之放大。
为什么大空间算出来动辄十万量级?烟羽流上升过程不断卷吸周围空气,质量流量随高度的 5/3 次幂增长;净高 9m 的空间烟层被抬到高位,卷吸量远超矮空间。这也是表 4.6.3 里同一场所净高从 6m 涨到 9m 时排烟量显著上升的算术原因。阀门与排烟口的动作配合见本站排烟阀和排烟口的区别、防火阀与排烟防火阀区别两文。
五、烟羽流模型七步计算链(附官方图集算例)
烟羽流模型是净高 6m 以上场所的核心算法,公式链条整理如下(公式按第 4.6.6~4.6.13 条规定的模型体系,符号含义见表中说明):
| 步骤 | 公式 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 定火 | Q=α·t²;Qc=0.7Q | α 按表 4.6.10 四档取值;Qc 为对流部分,一般取 0.7Q |
| 2 定火焰极限高度 | Z1=0.166×Qc^(2/5) | Z1 是火焰预期到达的高度 |
| 3 定最小清晰高度 | Hq=1.6+0.1H′(第 4.6.9 条) | 单层空间 H′ 取净高,多层取最高疏散楼层层高;走道与净高≤3m 区域不宜小于净高 1/2 |
| 4 定 Z | Z≥Hq | Z 为燃料面到烟层底部的高度,取值不低于最小清晰高度 |
| 5 算质量流量 | Z 大于 Z1:Mρ=0.071×Qc^(1/3)×Z^(5/3)+0.0018Qc;Z 小于等于 Z1:Mρ=0.032×Qc^(3/5)×Z | 轴对称烟羽流;另有阳台溢出型、窗口型模型 |
| 6 算温升 | ΔT=K×Qc/(Mρ×Cρ) | K 取 1.0;Cρ 为空气定压比热 1.01kJ/(kg·K) |
| 7 算体积流量 | V=Mρ×T/(ρ0×T0) | T=T0+ΔT;ρ0 取 1.2kg/m³;T0 取 293.15K;V 乘 3600 换算 m³/h |
国标图集 15K606(2018 修正版)给出过一道完整算例:某大剧院二层多功能厅,建筑面积 330㎡、净高 9.2m、不靠外墙、设自动喷淋。按图集取 Q=2500kW(有喷淋),七步算下来:Qc=1750kW → Z1=3.29m → Hq=1.6+0.1×9.2=2.52m,取 Z=6.00m → Mρ=20.11kg/s → ΔT=86.16K → T=379.31K → V=21.68m³/s,即约 78062m³/h。再对照表 4.6.3:净高大于 9.0m 按 9.0m 取值,对应档位排烟量不应小于 111000m³/h——计算值与查表值取大,最终按 111000m³/h 控制。这道算例说明两条路径是并联校核关系,不是二选一。
阳台溢出型与窗口型烟羽流的模型公式(烟气从着火房间经开口或阳台溢入高大空间的场景)同样在第 4.6.6~4.6.13 条的体系内,参数更多,工程上按场所类型选用,本文不展开。
六、中庭:2 倍、107000 与 40000 两档
第 4.6.5 条两种情形:
- 中庭周围场所设有排烟系统:中庭机械排烟量按周围场所防烟分区中最大排烟量的 2 倍计算,且不应小于 107000m³/h;中庭采用自然排烟时,按上述排烟量和自然排烟窗(口)风速不大于 0.5m/s 计算有效开窗面积;
- 中庭周围场所不需设置排烟系统、仅在回廊设置排烟系统:回廊排烟量按第 4.6.3 条第 3 款执行,中庭排烟量不应小于 40000m³/h;自然排烟窗(口)风速不大于 0.4m/s。
条文说明解释了 2 倍的来历:周围场所的火灾烟羽流向中庭流动时,可等效视为阳台溢出型烟羽流,按英国规范的简便算法约为轴对称羽流计算值的 2 倍。15K606 图集示例中有一笔直观账:某中庭周围场所最大排烟量 49560m³/h,2 倍为 99120m³/h,不足 107000m³/h,最终按 107000m³/h 取值——保底线经常在中庭起控制作用。中庭回廊的排烟阀门动作逻辑见本站排烟阀和排烟口的区别。
七、系统排烟量:多分区怎么汇总,最后乘 1.2
一个排烟系统往往担负多个防烟分区,第 4.6.4 条规定了汇总规则:
| 情形 | 系统排烟量取值 | 依据 |
|---|---|---|
| 各分区净高均大于 6m | 按排烟量最大的一个防烟分区的排烟量计算 | 第 4.6.4 条第 1 款 |
| 各分区净高 6m 及以下 | 按同一防火分区中任意两个相邻防烟分区排烟量之和的最大值计算 | 第 4.6.4 条第 1 款 |
| 系统负担不同净高场所 | 按上述方法分别计算,取其中最大值作为系统排烟量 | 第 4.6.4 条第 2 款 |
| 最终设计风量 | 不小于该系统计算风量的 1.2 倍 | 第 4.6.1 条(强条) |
6m 及以下场所按「相邻两分区之和」而非「最大单分区」,是因为矮空间的烟不会像大空间那样聚在高位储烟区,相邻分区会被波及,风机要按两区同时工作的最不利工况配置。汇总出计算风量后乘 1.2 得设计风量,流程闭环。
八、常见问题对照表
| 常见问题 | 依据 | 正确做法 |
|---|---|---|
| 所有场所都按 60㎡ 法套算 | GB51251 第 4.6.3 条 | 净高 6m 是分界,以上必须走烟羽流模型并对照表 4.6.3 |
| 小面积分区按 60×面积选风机 | GB51251 第 4.6.3 条第 1 款 | 不足 15000m³/h 按保底取值 |
| 漏掉 1.2 倍设计系数 | GB51251 第 4.6.1 条(强条) | 设计风量≥计算风量的 1.2 倍,风机按设计风量选型 |
| 中庭按自身面积估风量 | GB51251 第 4.6.5 条 | 周围场所最大分区 2 倍且不小于 107000m³/h |
| 设喷淋的 8m 以上空间按有喷淋取 Q | GB51251 第 4.6.7 条 | 净高大于 8m 按无喷淋场所对待 |
| Z 取值低于最小清晰高度 | GB51251 第 4.6.9 条 | Z 不小于 Hq=1.6+0.1H′ |
排烟量算完只是第一步,风口有效面积、管道风速与阀门联动决定系统能不能把风排出去,见本站排烟阀和排烟口的区别;防烟侧的风量算法见加压送风量怎么算,风口设置见正压送风口设置规范。如需消防施工图设计与审图咨询服务,可通过本站接单大厅提交需求,或致电客服 13463873857 沟通。厂房类项目的系统落地还可对照厂房消防设计规范,报建流程见二次装修消防报建流程。
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九、常见问题
排烟量的计算公式是什么?
按场所净高分三条路径,最后统一乘 1.2。GB 51251-2017 第 4.6.3 条:净高 6m 及以下场所按不小于 60m³/(h·m²) 计算且不小于 15000m³/h;净高 6m 以上的公共建筑、工业建筑按热释放速率与第 4.6.6~4.6.13 条的烟羽流模型计算且不小于表 4.6.3 数值;中庭按第 4.6.5 条取周围场所最大排烟量的 2 倍且不小于 107000m³/h。算出计算风量后,第 4.6.1 条(强制性条文)要求设计风量不小于计算风量的 1.2 倍。
净高不超过 6m 的场所排烟量怎么取?
面积直乘 60,保底 15000。第 4.6.3 条第 1 款:建筑空间净高小于或等于 6m 的场所,排烟量应按不小于 60m³/(h·m²) 计算,且取值不小于 15000m³/h;也可以设置有效面积不小于该房间建筑面积 2% 的自然排烟窗(口)。举例:200㎡ 的房间按面积算 12000m³/h,不足保底值,仍应取 15000m³/h;改走自然排烟则需不小于 4㎡ 有效开窗面积。
走道和回廊的排烟量是多少?
机械排烟不低于 13000m³/h,自然排烟按两端开窗。第 4.6.3 条第 3 款:公共建筑仅需在走道或回廊设置排烟时,机械排烟量不应小于 13000m³/h,或在走道两端(侧)均设置面积不小于 2㎡ 的自然排烟窗(口)且两侧距离不小于走道长度的 2/3。第 4 款:房间与走道、回廊均需排烟时,走道或回廊可按 60m³/(h·m²) 计算且不小于 13000m³/h,或设有效面积不小于走道、回廊建筑面积 2% 的自然排烟窗。
中庭排烟量怎么计算?
周围场所设排烟时取最大分区 2 倍,保底 107000。第 4.6.5 条:中庭周围场所设有排烟系统时,中庭机械排烟量应按周围场所防烟分区中最大排烟量的 2 倍数值计算且不小于 107000m³/h,自然排烟时按该风量与不大于 0.5m/s 的窗(口)风速计算有效开窗面积;周围场所不需设排烟、仅回廊设排烟时,中庭排烟量不应小于 40000m³/h,自然排烟窗风速不大于 0.4m/s。
最小清晰高度怎么算?
两档口径。第 4.6.9 条:走道、室内空间净高不大于 3m 的区域,最小清晰高度不宜小于其净高的 1/2;其他区域按 Hq=1.6+0.1H′ 计算——单层空间 H′ 取排烟空间的建筑净高度,多层空间 H′ 取最高疏散楼层的层高。清晰高度是烟羽流模型里 Z 的下限:燃料面到烟层底部的高度取值不应低于最小清晰高度。
净高 6m 以上大空间的排烟量为什么算出来那么大?
大空间火灾热释放速率高,烟羽流卷吸空气量随高度急增。第 4.6.7 条:火灾热释放速率按第 4.6.10 条 Q=α·t² 计算且不应小于表 4.6.7 规定值;设置自动喷水灭火系统的场所在室内净高大于 8m 时应按无喷淋场所对待。净高越大,烟层抬得越高,羽流上升过程卷吸的空气越多,质量流量与排烟量随之放大;表 4.6.3 还按表注要求净高大于 9.0m 的按 9.0m 取值、两个高度之间按线性插值。
设计风量和计算风量有什么区别?
差一个 1.2 倍的系数,这是强制性条文。GB 51251-2017 第 4.6.1 条:排烟系统的设计风量不应小于该系统计算风量的 1.2 倍。条文说明解释了原因:风管、排烟阀(口)存在漏风,风机制造标准也允许风量有偏差,设计风量要把这些损耗补上。GB 55036-2022 第 11.1.4 条同样要求排烟风机的公称风量在计算风压条件下不小于计算所需风量的 1.2 倍,双规范口径一致。工程上风机按设计风量选型,管道与风口断面按计算风量校核。
烟羽流模型的公式怎么用?
七步链:定火、定高度、算质量流量、算温差、算体积流量。先按 Q=α·t² 定热释放速率 Q,取对流部分 Qc=0.7Q;算火焰极限高度 Z1=0.166×Qc^(2/5);取燃料面到烟层底部的高度 Z(不低于最小清晰高度);Z 大于 Z1 时用 Mρ=0.071×Qc^(1/3)×Z^(5/3)+0.0018Qc 算烟羽流质量流量;再算烟气平均温升 ΔT=KQc/(MρCρ);最后 V=Mρ×T/(ρ0×T0) 得体积流量,乘 3600 换算 m³/h。完整算例见正文第五节。