自然排烟系统通常需要设置挡烟垂壁（或等效的挡烟分隔设施）。 根据《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB51251-2017）第4.2.1条，设置排烟系统的场所或部位，应采用挡烟垂壁、结构梁及隔墙等划分防烟分区。自然排烟作为排烟系统的一种，同样适用此规定。
不过，在特定条件下存在例外：当空间净高大于9m时，防烟分区之间可不设置挡烟设施；敞开式外廊也可不划分防烟分区。
一、为什么自然排烟需要挡烟垂壁？
1. 挡烟垂壁的核心作用
挡烟垂壁是用不燃材料制成、垂直安装在建筑顶棚、梁或吊顶下的挡烟分隔设施。它的核心作用是形成储烟仓——即在火灾时蓄积烟气的空间。
火灾中，烟气是致人死亡的首要因素。统计表明，火灾中约80%的遇难者系因烟气窒息或中毒致死。自然排烟依靠热烟气自身的热浮力进行排烟——高温烟气受热膨胀、密度降低，向上运动并从高位排烟窗排出。然而，如果没有挡烟垂壁来蓄积和引导烟气，烟气会在大空间内横向扩散、迅速沉降，导致排烟窗无法有效捕捉烟气。挡烟垂壁的存在，确保了烟气被限制在特定防烟分区内，并维持在足够的高度，从而保证排烟效率。
打个比方：挡烟垂壁相当于“蓄水池”的池壁，排烟窗相当于“出水口”。没有池壁的蓄水，出水口就无从发挥作用。
2. 规范依据
《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB51251-2017）明确要求：
4.2.1 设置排烟系统的场所或部位应采用挡烟垂壁、结构梁及隔墙等划分防烟分区。
由于自然排烟属于排烟系统的一种，自然排烟场所同样需要划分防烟分区，而挡烟垂壁是划分防烟分区的主要措施。此外，该标准第4.6.2条对排烟口距防烟分区最远点的水平距离做了规定（不应超过30m），要实现这一要求，必须通过挡烟垂壁将大空间合理划分为若干防烟分区。
二、自然排烟时挡烟垂壁的具体要求
1. 储烟仓厚度（挡烟垂壁深度）
自然排烟时，储烟仓的厚度（即挡烟垂壁的下垂深度）不应小于空间净高的20%，且不应小于500mm。这一要求比机械排烟更为严格。
| 空间净高 | 自然排烟储烟仓厚度要求 | 计算依据 |
|---|---|---|
| 2.5m | ≥500mm | 20%为500mm，取500mm |
| 3.0m | ≥600mm | 3m × 20% = 600mm |
| 4.0m | ≥800mm | 4m × 20% = 800mm |
| 5.0m | ≥1000mm | 5m × 20% = 1000mm |
| 6.0m | ≥1200mm | 6m × 20% = 1200mm |
作为对比，机械排烟时储烟仓厚度要求为不小于净高的10%且不小于500mm。自然排烟对储烟仓厚度的要求更严格，这是因为自然排烟缺乏机械风机的主动抽吸作用，需要更大的蓄烟空间来保证烟气有足够的停留时间和排出动力。
2. 最小清晰高度（挡烟垂壁底边高度）
根据GB51251-2017第4.6.6条，挡烟垂壁下沿距地面的净高不应低于2.0m。这是为了保证人员在火灾时能够安全疏散，不被烟气遮挡视线，同时保证消防队员的作业空间。
当空间净高较低、无法满足2.0m要求时，可采取以下措施：
- 采用镂空吊顶（如格栅吊顶），利用吊顶内空间来提高挡烟垂壁下沿高度；
- 在防烟分区处设置双向开启门作为分隔；
- 部分地区规范允许在确有困难时采用活动挡烟垂壁，动作后最低点距地不应低于1.7m～1.8m。
3. 走道或小空间区域（净高不大于3m）
对于走道或空间净高不大于3m的区域，自然排烟时挡烟垂壁的高度同样执行不小于净空高度的20%，且不小于500mm的标准。
同时需注意：排烟口的底边高度可低于挡烟垂壁下沿，但应高于空间净空高度的1/2以上。自然排烟窗应设置在储烟仓以内——这是确保烟气“先蓄后排”的关键。
4. 防烟分区的面积与长边限制
GB51251-2017第4.2.4条规定了防烟分区的最大允许面积：
| 空间净高H | 最大允许面积 | 自然排烟时最大长边限制 |
|---|---|---|
| H≤3.0m | 500m² | 长边≤24m |
| 3.0m<H≤6.0m | 1000m² | 长边≤36m |
| H>6.0m | 2000m² | 长边≤60m（自然排烟） |
特别提醒：当工业建筑采用自然排烟系统时，防烟分区的长边长度尚不应大于建筑内空间净高的8倍。例如净高4m的工业厂房，防烟分区长边不应超过32m，这比上表中36m的通用限制更为严格。
三、不需要设置挡烟垂壁的例外情况
1. 空间净高大于9m
根据GB51251-2017第4.2.4条注2，当空间净高大于9m时，防烟分区之间可不设置挡烟设施。这是因为高大空间具有足够大的蓄烟容积，烟气上升到顶棚后可在较大范围内自然扩散，排烟窗面积通常也较大，足以保证烟气在不对下方人员构成威胁之前就被排出。
2. 敞开式外廊
敞开式外廊（单侧或双侧与室外直接相通的通道）可不划分防烟分区，自然无需设置挡烟垂壁。这是因为敞开外廊本身与室外连通，烟气可以自然扩散到室外环境中。
3. 采用结构梁替代
建筑的结构梁如果深度满足储烟仓厚度要求，可以直接作为挡烟垂壁使用。例如，净高5m的场所采用自然排烟，储烟仓厚度需≥1000mm（5m×20%），如果主梁高度达到1100mm，即可满足要求。部分设计还将梁底空间与吊顶结合，形成隐蔽的储烟仓。
四、常见问题解答
问：自然排烟窗必须设置在储烟仓内吗？
答：是的。自然排烟窗（口）应设置在排烟区域的顶部或外墙的储烟仓以内。但对于走道、室内空间净高不大于3m的区域，自然排烟窗可设置在室内净高度的1/2以上。
问：已经有排烟窗，是否就不需要挡烟垂壁了？
答：不是。排烟窗负责将烟气排出室外，而挡烟垂壁负责将烟气控制在特定区域内并维持其高度——两者功能互补，不能互相替代。没有挡烟垂壁，烟气会横向扩散，排烟窗只能排走扩散到窗口附近的少量烟气，排烟效率大打折扣。
问：活动挡烟垂壁和固定挡烟垂壁如何选择？
答：固定挡烟垂壁可靠、成本低，但可能影响日常空间使用；活动挡烟垂壁平时收起、火灾时自动下放，美观性好，但需要电源和联动控制，可靠性略低。具体选择应根据建筑功能、净高和装修要求综合确定。需注意，火灾时活动挡烟垂壁应由消防联动控制器控制下降，并应在60s内到位。
问：挡烟垂壁用什么材料制作？
答：应采用不燃材料，常见的有钢化玻璃、防火玻璃、不燃无机复合材料、镀锌钢板等。材料的耐火完整性不应低于30min。
总结对比
| 条件 | 是否需要挡烟垂壁 | 储烟仓厚度要求 | 依据 |
|---|---|---|---|
| 自然排烟（净高≤9m） | 需要 | ≥20%净高，且≥500mm | GB51251-2017 第4.6.2条 |
| 自然排烟（净高>9m） | 可不设置 | — | GB51251-2017 第4.2.4条注2 |
| 敞开式外廊 | 可不设置 | — | GB51251-2017 第4.2.4条注3 |
| 机械排烟 | 需要 | ≥10%净高，且≥500mm | GB51251-2017 第4.6.2条 |
自然排烟系统通常需要设置挡烟垂壁，其下垂深度要求比机械排烟更为严格（20% vs 10%净高）。设计时应以《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB51251-2017）为准，并结合地方规范的具体要求执行。在实际工程中，应尽早将挡烟垂壁纳入建筑设计阶段统筹考虑，避免因后期加装而产生结构、成本和美观方面的矛盾。