排烟风机计算原理
排烟风机的计算原理主要基于火灾时产生的烟气量、所需排烟风速及风道系统的阻力，以确保有效排除烟气并维持安全疏散环境。以下是核心计算步骤和原理：
1. 确定排烟量（风量）
排烟量是风机选型的首要参数，通常根据防护区域的类型和体积计算：
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方法一：换气次数法
( Q = n \times V )- ( Q )：排烟量（m³/h）
- ( n )：换气次数（次/h），一般取 6~12次/h（规范要求，如《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251）
- ( V )：防烟分区体积（m³）
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方法二：面积法
( Q = A \times v )- ( A )：防烟分区面积（m²）
- ( v )：单位面积排烟量（m³/(h·m²)），通常 ≥60 m³/(h·m²)（如车库）或 ≥120 m³/(h·m²)（如公共场所）
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示例：
一个1000m²的车库，按60 m³/(h·m²)计算：
( Q = 1000 \times 60 = 60,000 \, \text{m}³/\text{h} )
2. 计算风管风速
排烟风管内的风速需满足规范要求：
- 金属风管：≤20 m/s
- 非金属风管：≤15 m/s
- 支管：≤10 m/s
风速公式：
( v = \frac{Q}{3600 \times A} )
- ( v )：风速（m/s）
- ( A )：风管截面积（m²）
- ( Q )：排烟量（m³/h）
3. 计算系统阻力（风压）
风机需克服风管系统的总阻力（沿程阻力+局部阻力）：
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沿程阻力（摩擦阻力）：
( \Delta P_f = \lambda \times \frac{L}{D} \times \frac{\rho v^2}{2} )- ( \lambda )：摩擦系数（与风管材质有关）
- ( L )：风管长度（m）
- ( D )：风管水力直径（m）
- ( \rho )：空气密度（通常取1.2 kg/m³）
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局部阻力（弯头、阀门等）：
( \Delta P_j = \xi \times \frac{\rho v^2}{2} )- ( \xi )：局部阻力系数（查手册）
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总阻力：
( \Delta P_{\text{总}} = \Delta P_f + \Delta P_j + \text{其他阻力（如排烟口阻力）} )
4. 风机选型参数
根据计算结果选择风机，需满足：
- 风量 ≥ 计算排烟量（( Q )）
- 风压 ≥ 系统总阻力（( \Delta P_{\text{总}} )）
- 耐高温：通常要求280℃下运行≥30分钟（消防规范）
5. 校核与规范要求
- 排烟口风速：≤10 m/s（避免二次卷吸烟气）
- 补风量：不小于排烟量的50%（确保气流组织）
- 联动控制：风机需与火灾报警系统联动启动
示例计算
场景：地下车库，面积800m²，层高3m，排烟量按60 m³/(h·m²)计算：
- 排烟量：( Q = 800 \times 60 = 48,000 \, \text{m}³/\text{h} )
- 风管设计：选矩形风管400mm×500mm（面积0.2m²），风速：
( v = \frac{48,000}{3600 \times 0.2} = 16.67 \, \text{m/s} )（需调整风管尺寸以满足≤20 m/s） - 阻力计算：假设总阻力为800Pa（需详细计算）。
- 选型：选择风机参数≥48,000 m³/h，风压≥800Pa，耐温280℃。
关键规范参考
- 《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251
- 《建筑设计防火规范》GB50016
通过以上步骤，可确保排烟风机在火灾时高效运行，保障人员安全疏散。实际工程中需结合具体设计和规范调整参数。
