在不具備自然排煙條件時，機械排煙系統能將火災中建築房間、走道中的煙氣和熱量排出建築，為人員安全疏散和滅火救援行動創造有利條件。
一、機械排煙系統的組成
機械排煙系統是由擋煙壁（活動式或固定式擋煙垂壁，或擋煙隔牆、擋煙梁）、排煙口（或帶有排煙閥的排煙口）、排煙防火閥、排煙道、排煙風機和排煙出口組成。
二、機械排煙系統的工作原理
當建築物內發生火災時，採用機械排煙系統，將房間、走道等空間的煙氣排至建築物外。通常是由火場人員手動控制或由感煙探測將火災信號傳遞給防排煙控制器，開啟活動的擋煙垂壁將煙氣控制在發生火災的防煙分區內，並打開排煙口以及和排煙口聯動的排煙防火閥，同時關閉空調系統和送風管道內的防火調節閥，防止煙氣從空調、通風系統蔓延到其他非著火房間，最後由設置在屋頂的排煙機將煙氣通過排煙管道排至室外。
目前常見的有機械排煙與自然補風組合、機械排煙與機械補風組合、機械排煙與排風合用、機械排煙與通風空調系統合用等形式。一般要求是：
- 1、排煙系統與通風、空氣調節系統宜分開設置。當合用時，應符合下列條件：系統的風口、風道、風機等應滿足排煙系統的要求；當火災被確認後，應能開啟排煙區域的排煙口和排煙風機，並在15s內自動關閉與排煙無關的通風、空調系統。
- 2、走道的機械排煙系統宜豎向設置；房間的機械排煙系統宜按防煙分區設置。
- 3、排煙風機的全壓應按排煙系統最不利環管道進行計算，其排煙量應增加漏風係數。
- 4、人防工程機械排煙系統宜單獨設置或與工程排風系統合併設置。當合並設置時，必須採取在火災發生時能將排風系統自動轉換為排煙系統的措施。
- 5、車庫機械排煙系統可與人防、衛生等排氣、通風系統合用。
三、機械排煙系統的選擇
1、建築內應設排煙設施，但不具備自然排煙條件的房間、走道及中庭等，均應採用機械排煙方式。高層建築主要受自然條件（如室外風速、風壓、風向等）的影響會較大，一般採用機械排煙方式較多。
2、人防工程下列部位應設置機械排煙設施：
- ①、建築面積大於50㎡，且經常有人停留或可燃物較多的房間、大廳；
- ②、丙、丁類生產車間；
- ③、總長度大於20m的疏散走道；
- ④、電影放映間、舞臺等。
3、除敞開式汽車庫、建築面積小於1000㎡ 的地下一層汽車庫和修車庫外，汽車庫、修車庫應設置排煙系統（可選機械排煙系統）。
4、機械排煙系統橫向應按每個防火分區獨立設置。
5、建築高度超過50m的公共建築和建築高度超過100m的住宅排煙系統應豎向分段獨立設置，且每段高度，公共建築不宜超過50m，住宅不宜超過100m。
需要注意的在同一個防煙分區內不應同時採用自然排煙方式和機械排煙方式，主要是考慮到兩種方式相互之間對氣流的干擾，影響排煙效果。尤其是在排煙時，自然排煙口還可能會在機械排煙系統動作後變成進風口，使其失去排煙作用。
四、排煙系統設計計算
（一）排煙量的設計原則
1、排煙系統的設計風量不應小於該系統計算風量的1.2倍。
2、當採用自然排煙方式時，儲煙倉的厚度不應小於空間淨高的20%，且不應小於500mm；當採用機械排煙方式時，不應小於空間淨高的10%，且不應小於500mm。同時儲煙倉底部距地面的高度應大於安全疏散所需的最小清晰高度，最小清晰高度應按本標準第4.6.9條的規定計算確定。
3、除中庭外，下列場所一個防煙分區的排煙量計算應符合下列規定：
- ①、建築空間淨高小於或等於6m的場所，其排煙量應按不小於60/m³（h·㎡）計算，且取值不小於15000m³/h，或設置有效面積不小於該房間建築面積2%的自然排煙窗（口）。
- ②、公共建築、工業建築中空間淨高大於6m的場所，其每個防煙分區排煙量應根據場所內的熱釋放速率以及標準的相關規定計算確定，或設置自然排煙窗（口），其所需有效排煙面積應根據下表及自然排煙窗（口）處風速計算。
- 注：1.建築空間淨高大於9.0m的，按9.0m取值；建築空間淨高位於表中兩個高度之間的，按線性插值法取值；表中建築空間淨高為6m處的各排煙量值為線性插值法的計算基準值。
- 2.當採用自然排煙方式時，儲煙倉厚度應大於房間淨高的0.2倍；自然排煙窗（口）面積=計算排煙量/自然排煙窗（口）處風速；當採用頂開窗排煙時，其自然排煙窗（口）的風速可按側窗口部風速的1.4倍計。
- ③、當公共建築僅需在走道或迴廊設置排煙時，其機械排煙量不應小於13000m³/h，或在走道兩端（側）均設置面積不小於2㎡的自然排煙窗（口）且兩側自然排煙窗（口）的距離不應小於走道長度的2/3。
- ④、當公共建築房間內與走道或迴廊均需設置排煙時，其走道或迴廊的機械排煙量可按60m³/ （h·㎡）計算且不小於13000m³/h，或設置有效面積不小於走道、迴廊建築面積2%的自然排煙窗（口）。
4、當一個排煙系統擔負多個防煙分區排煙時，其系統排煙量的計算應符合下列規定：
- ①、當系統負擔具有相同淨高場所時，對於建築空間淨高大於6m的場所，應按排煙量最大的一個防煙分區的排煙量計算；對於建築空間淨高為6m及以下的場所，應按同一防火分區中任意兩個相鄰防煙分區的排煙量之和的最大值計算。
- ②、當系統負擔具有不同淨高場所時，應採用上述方法對系統中每個場所所需的排煙量進行計算，並取其中的最大值作為系統排煙量。
5、中庭排煙量的設計計算應符合下列規定：
- ①、中庭周圍場所設有排煙系統時，中庭採用機械排煙系統的，中庭排煙量應按周圍場所防煙分區中最大排煙量的2倍數值計算，且不應小於107000m³/h；中庭採用自然排煙系統時，應按上述排煙量和自然排煙窗（口）的風速不大於0.5m/s計算有效開窗面積。
- ②、當中庭周圍場所不需設置排煙系統，僅在迴廊設置排煙系統時，迴廊的排煙量不應小於標準的相關規定，中庭的排煙量不應小於40000m³/h；中庭採用自然排煙系統時，應按上述排煙量和自然排煙窗（口）的風速不大於0.4m/s計算有效開窗面積。
（二）排煙量的計算方法
除規定的場所外，其他場所的排煙量或自然排煙窗（口）面積應按照煙羽流類型，根據火災熱釋放速率、清晰高度、煙羽流質量流量及煙羽流溫度等參數計算確定。
各類場所的火災熱釋放速率可按規定計算且不應小於下表規定的值。設置自動噴水滅火系統（簡稱噴淋）的場所，其室內淨高大於8m時，應按無噴淋場所對待。
1、當儲煙倉的煙層與周圍空氣溫差小於15℃時，應通過降低排煙口的位置等措施重新調整排煙設計。
2、走道、室內空間淨高不大於3m的區域，其最小清晰高度不宜小於其淨高的1/2，其他區域的最小清晰高度應按下式計算：
Hq =1.6 +0.1·H
- 式中：
- Hq——最小清晰高度（m）；
- H′——對於單層空間，取排煙空間的建築淨高度（m）；對於多層空間，取最高疏散樓層的層高（m）。
3、火災熱釋放速率應按下式計算：
Q =α·t²
- 式中：
- Q——熱釋放速率（kW）；
- t——自動滅火系統啟動時間（s）；
α——火災增長係數（kW/s²）。可按下表取值：
4、 煙羽流質量流量計算宜符合下列規定：
①、軸對稱型煙羽流：
式中：
Qc——熱釋放速率的對流部分，一般取值為Qc=0.7Q（kW）；
Z——燃料面到煙層底部的高度（m）（取值應大於或等於最小清晰高度與燃料面高度之差）；
Z1——火焰極限高度（m）；
Mρ——煙羽流質量流量（kg/s）。
②、陽臺溢出型煙羽流：
式中：
- H1——燃料面至陽臺的高度（m）；
- Zb——從陽臺下緣至煙層底部的高度（m）；
- W——煙羽流擴散寬度（m）；
- w——火源區域的開口寬度（m）；
- b——從開口至陽臺邊沿的距離（m），b≠0；
③、窗口型煙羽流：
式中：Aw——窗口開口的面積（m2）；
Hw——窗口開口的高度（m）；
Zw——窗口開口的頂部到煙層底部的高度（m）；
αw——窗口型煙羽流的修正係數（m）。
5、煙層平均溫度與環境溫度的差應按下式計算：
△T = KQc /MρCρ
式中：
△T——煙層平均溫度與環境溫度的差（K）；
Cρ——空氣的定壓比熱，一般取Cρ=1.01 [kJ/ (kg•K ) ]；
K——煙氣中對流放熱量因子。當採用機械排煙時，取K =1.0；當採用自然排煙時，取K =0.5。
6、每個防煙分區排煙量應按下列公式計算：
V = MρT / ρ0T0
T =T0 + △T
式中：
V——排煙量（m3/s）；
ρ0——環境溫度下的氣體密度（kg/m3），通常T0=293.15K，ρ0=1.2（kg/ m3）；
T0——環境的絕對溫度（K）；
T——煙層的平均絕對溫度（K）。
7、機械排煙系統中，單個排煙口的最大允許排煙量Vmax宜按下式計算，或按本標準附錄B選取。
式中：
Vmax——排煙口最大允許排煙量 （m3/s）；
γ——排煙位置係數；當風口中心點到最近牆體的距離≥2倍的排煙口當量直徑時：γ取1當風口中心點到最近牆體的距離< 2倍的排煙口當量直徑時：γ取0.5；當吸入口位於牆體上時，γ取0.5。
db——排煙系統吸入口最低點之下煙氣層厚度（m）；
T——煙層的平均絕對溫度（K）；
T0——環境的絕對溫度（K）。
8、採用自然排煙方式所需自然排煙窗（口）截面積宜按下式計算：
式中：
Av——自然排煙窗（口）截面積（m2）；
A0——所有進氣口總面積（m2）；
Cv——自然排煙窗（口）流量係數（通常選定在0.5〜0.7之間）；
C0——進氣口流量係數（通常約為0.6）；
g——重力加速度（m/s2）。
注：公式中AvCv在計算時應採用試算法。
（三）排煙風速
當採用金屬管道時，管道風速不應大於20m/s；當採用非金屬材料管道時，不應大於15m/s。排煙口的風速不宜大於10m/s。
五、機械排煙系統的組件與設置要求
（一）排煙風機
1、排煙風機可採用離心式或軸流排煙風機(滿足280℃時連續工作30min的要求)，排煙風機人口處應設置280℃能自動關閉的排煙防火閥，該閥應與排煙風機連鎖，當該閥關閉時，排煙風機應能停止運轉。
2、排煙風機宜設置在排煙系統的頂部，煙氣出口宜朝上，並應高於加壓送風機和補風機的進風口，兩者垂直距離或水平距離應符合：
- ①、豎向佈置時，送風機的進風口應設置在排煙機出風口的下方，其兩者邊緣最小垂直距離不應小於6m。
- ②、水平佈置時，兩者邊緣最／最小水平距離不應小於20m。
3、排煙風機應設置在專用機房內，該房間應採用耐火極限不低於2.00h的隔牆和1.50h的樓板及甲級防火門與其它部位隔開。風機兩側應有600mm以上的空間。當必須與其他風機合用機房時，應符合下列條件：
- ①、機房內用設有自動噴水滅火系統
- ②、機房內不得設有用於機械加壓送風的風機與管道
- ③、排煙風機與排煙管道的連接部件，應能在280℃的環境條件下連續工作不少於30min。保證其結構的完整性。
（二）排煙防火閥
排煙系統豎向穿越防火分區時垂直風管應設置在管井內，且與垂直風管連接的水平風管應設置280℃排煙防火閥。排煙防火閥安裝在排煙系統管道上，平時呈關閉狀態，火災時由電訊號或手動開啟，同時排煙風機啟動開始排煙；當管內煙氣溫度達到280℃時自動關閉，同時排煙風機停機。
（三）排煙閥(口)
排煙閥(口)的設置應符合下列要求：
①、排煙口應設在防煙分區所形成的儲煙倉內，當用隔牆或擋煙垂壁劃分防煙分區時，每個防煙分區應分別設置排煙口，排煙口應儘量設置在防煙分區的中心部位，且排煙口至該防煙分區最遠點的水平距離不應超過30m。
②、走道、室內空間淨高不大於3m的場所內排煙口應設置在其淨空高度的1/2以上，當設置在側牆時，其最近的邊緣與吊頂的距離不應大於0.50m。
③、發生火災時，由火災自動報警系統聯動開啟排煙區域的排煙閥(口)，應在現場設置手動開啟裝置。
④、排煙口的設置宜使煙流方向與人員疏散方向相反，排煙口與附近安全出口相鄰邊緣之間的水平距離不應小於1.50m。
⑤、每個排煙口的排煙量不應大於最大允許排煙量。
⑥、當排煙閥(口)設在吊頂內，通過吊頂上部空間進行排煙時，應符合下列規定：
- ⑴、封閉式吊頂的吊平頂上設置的煙氣流入口的頸部煙氣速度不宜大於1.50m/s，且吊頂應採用不燃燒材料。
- ⑵、非封閉吊頂的吊頂開孔率不應小於吊頂淨面積的25%，且應均勻佈置。
⑦、單獨設置的排煙口，平時應處於關閉狀態，其控制方式可採用自動或手動開啟方式；手動開啟裝置的位置應便於操作；排風口和排煙口合併設置時，應在排風口或排風口所在支管設置自動閥門，該閥門必須具有防火功能，並應與火災自動報警系統聯動；火災時，著火防煙分區內的閥門仍應處於開啟狀態，其他防煙分區內的閥門應全部關閉。
⑧、排煙口的風速不宜大於10m/s。
⑨、當同一分區內設置數個排煙口時，要求做到所有排煙口能同時開啟，排煙量應等於各排煙口排煙量的總和。
（四）排煙管道
1、排煙管道必須採用不燃材料製作。當採用金屬風道時，管道風速不應大於20m／s；當採用非金屬材料風道時，不應大於15m／s。排煙管道的厚度應按現行國家標準《通風與空調工程施工質量驗收規範》(GB 50243-2016)的有關規定執行。
2、當吊頂內有可燃物時，吊頂內的排煙管道應採用不燃燒材料進行隔熱，並應與可燃物保持不小於150mm的距離。
3、排煙管道井應採用耐火極限不小於1.00h的隔牆與相鄰區域分隔；當牆上必須設置檢修門時，應採用乙級防火門；排煙管道的耐火極限不應低於0.50h，當水平穿越兩個及兩個以上防火分區或排煙管道在走道的吊頂內時，其管道的耐火極限不應小於1.50h。
4、當排煙管道豎向穿越防火分區時，垂直風道應設在管井內，且排煙井道必須要有1.00h 的耐火極限。設置在走道的吊頂內時，以及穿越防火分區的排煙管道，其管道的耐火極限不應小於1.00h。
5、擋煙垂壁
擋煙垂壁是為了阻止煙氣沿水平方向流動而垂直向下吊裝在頂棚上的擋煙構件，其有效高度不小於500mm。擋煙垂壁可採用固定式或活動式，當建築物淨空較高時可採用固定式的，將擋煙垂壁長期固定在頂棚上；當建築物淨空較低時，宜採用活動式。擋煙垂壁應用不燃燒材料製作，如鋼板、防火玻璃、無機纖維織物、不燃無機複合板等。活動式的擋煙垂壁應由感煙控測器控制，或與排煙口聯動，或受消防控制中心控制，但同時應能就地手動控制。活動擋煙垂壁落下時，其下端距地面的高度應大於1.80m。
六、補風
（一）補風原理
根據空氣流動的原理，必須要有補風才能排出煙氣。排煙系統排煙時，補風的主要目的是為了形成理想的氣流組織，迅速排除煙氣，有利於人員的安全疏散和消防人員的進入。
（二）補風系統的選擇
對於建築地上部分的機械排煙的走道、小於500m²的房間，由於這些場所的面積較小，排煙量也較小，可以利用建築的各種縫隙，滿足排煙系統所需的補風，為了簡便系統管理和減少工程投入，可以不用專門為這些場所設置補風系統。除這些場所以外的排煙系統均應設置補風系統。
（三）補風方式
補風應直接從室外引入，可採用疏散外門、手動或自動可開啟外窗等自然進風方式以及機械送風方式。
（四）補風的主要設計參數
1、補風量
- ①、補風系統應直接從室外引入空氣，且補風量不應小於排煙量的50%。
- ②、汽車庫內無直接通向室外的汽車疏散出口的防火分區，當設置機械排煙系統時，應同時設置進風系統，且送風量不宜小於排煙量的50%。
- ③、在人防工程中，當補風通路的空氣阻力不大於50Pa時，可自然補風；當補風通路的空氣阻力大於50Pa時，應設置發生火災時可轉換成補風的機械送風系統或單獨的機械補風系統，補風量不應小於排煙量的50%。
2、補風風速
機械補風口的風速不宜大於10m/s，人員密集場所補風口的風速不宜大於5m/s；自然補風口的風速不宜大於3m/s。
（五）補風系統組件與設置
1、補風口
當補風口與排煙口設置在同一空間內相鄰的防煙分區時，補風口位置不限；當補風口與排煙口設置在同一防煙分區時，補風口應設在儲煙倉下沿以下；補風口與排煙口水平距離不應少於5m。機械送風口或自然補風口設於儲煙倉以下，才能形成理想的氣流組織。
2、補風機
補風機的設置與機械加壓送風機的要求相同。排煙區域所需的補風系統應與排煙系統聯動開閉。
