正压送风系统的设计

       在建筑配套设计中，经常碰到楼梯间及前室或合用前室的防烟方式问题的处理，目前国内外广泛采用的是正压送风方式。但在正压送风系统的设计计算中，应正确确定如火灾疏散时开启门的层数与数量、楼梯间与前室应保持的正压度、加压送风口的形式等与设计计算密切相关的一些因素。而往往很多设计师在确定这些因素时有一定的难度。本人在这方面有一点心得，期望能为其他设计师提供帮助。 
1.正压送风系统的正压度 
不论国内或国外的防火规范，都有一致的加压送风要求，即应在火灾时保证，楼梯间压力>前室压力>走廊或室内压力。 
所谓正压度，指防烟楼梯间的防火门、前室与走廊间的防火门两侧的压力差值。而正压度又可分为最大允许压差值与最小压差值。所谓最大允许压差值，是指所有防火门在关闭状态下防火门两侧允许的一般人力能推开的最大压差值，关于最大允许压差值，各国的取值不完全一致，多数国家均把50Pa作为最大允许压差。所谓最小压差值，是指火灾时人员进行疏散。防火门一旦打开，楼梯间及开门前室的压力将瞬时下降，为了防止烟气侵入，要保持门洞处具有一定的反吹风速应有的最小的压力差值。关于火灾时防烟要求的最小压差值（或最小门洞风速），各国也有不同的规定与要求。 
我国《高规》第8.3.2及《建规》第9.3.2条中提出了开门时的门洞风速要求，即"开启门时，通过门风速不宜小于0.7m/s。"还在第《高规》第8.3.7条和《建规》第9.3.2、3中提出了防烟楼梯间与前室的余压要求，即其余压值应符合下列要求：防烟楼梯间为50Pa；前室、全用前室、消防电梯前室、封闭避难层（间）为25Pa。 
     

2.加压送风口的形式 
加压送风口的形式因其所处位置不同而不同，大致有以下几种方式： 
⑴ 防烟楼梯间的加压送风口一般每2—3层设1个，合用一个风道的剪刀楼梯间应每层设置一个，均为常开百叶风口，具体形式可为单层百叶或双层百叶，双层百叶对送风量的调节与平衡更为有利些。 
⑵ 前室的加压送风口一般每层设1个，而对送风口的形式，则有不同的选择与做法，一般有以下两种。 
① 常用做法是把前室（合用前室）的加压送风口选为常闭式。当发生火灾时立即启动加压送风机，同时仅打开着火层、着火层相邻层的前室之送风口。这种做法，把前室的送风量集中用于加压这2层（或3层）上，这些层的送风量基本不受其它层前室开门与否的影响，当然这对保证这2层（或3层）的防烟效果是有利的。 
② 另一种做法，前室送风口与楼梯间一样也采用常开百叶风口（一般可采用双层百叶）。此时，其前室应采用带启闭信号的常闭防火门，并应在加压送风系统的压出段上设置回流装置或电动阀。 

3.加压送风量的计算 
3.1 在进行加压送风量计算时，首先应把防烟楼梯间与前室的加压送风作为一个防烟整体来对待，不可孤立地考虑其防烟问题；其次还应注意分析防烟楼梯间、前室在关门、开门状态下的压力变化，切不可盲目地套用某个公式。下面谈谈有关加压送风量计算步骤。 
3.1.1 压差法：采用机械加压送风的防烟楼梯间及前室；消防电梯前室及合用前室的加压送风量按门关闭时保持一定的正压值计算。 
Ly=0.827f . △P1/bx3600x1.25 
其中：f------门、窗缝隙的计算漏风面积； 
b------指数，对于门缝及较大漏风面积取2，对窗缝取1.6； 
1.25----不严密处附加系数； 
0.827----漏风系数（常数）； 
3.1.2风速法：采用机械加压送风的防烟楼梯间及前室，消防电梯间前室及合用前室，当门开启时，相对保持门洞处一定的风速。 
Lv=nFv（1+b）/a x3600 
其中：F------每个门的开启面积 
b------漏风系数，取0.1-0.2 
a-------备压系数，根据加压间密封程度取0.6-1.0 
n-------同时开启门的计算数量，当建筑物为20层以下时取2，当建筑物为20层及以上时取3层； 
v-------开启门洞处的平均风速，取0.7～1.2m/s； 
3.2 以上按压差法和风速法分别计算出的风量，取其中大值作为系统计算加压送风量。 
最终加压系统送风量的确定 
最后，按上述计算所得的楼梯间与前室加压系统送风量还须与新颁布的国家标准GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》第8.3节及《建规》第9.3中相应的送风量要求相比较，最终的送风量按两者中较大的值确定。 
3.3 泄压阀开启面积的计算 
单独的消防电梯前室加压送风系统，所需风量远大于保持正压所需风量，消防电梯前室会超压，宜设置泄压阀，其它正压送风情况在超压的情况下，同样宜设置泄压阀，泄压阀的开启面积计算按以下公式： 
F=（Lv-Ly）/3600x6.41 
其中：Lv------按风速法计算的送风量，m3/h
Ly-------按压差法计算的送风量，m3/h 

4.加压送风系统的划分 
4.1 《高规》6.2.8条，地下室、半地下室的楼梯间，在首层应应采用了耐火极限不低于2小时的隔墙和防火门隔开并应直通室外，地下室和半地下室与地上不应共用楼梯间，所以，地下楼梯和地上的楼梯被分成两个独立的空间，防烟系统须分开设计，当合用风道时，风量应叠加，但应保证地下（半地下）送风口面积应满足送风量的要求。 
4.2 剪刀楼梯间可合用风道，其风量应按二个楼梯间风量计算，风口分别设置。 
4.3 层数超过三十二层或建筑高度超高100米的高层建筑，其送风系统及送风量应分段计算。 
           

5.加压送风系统的压力计算 
空气在管道内流动时的压力损失有两种：摩擦压力损失和局部压力损失。正压送风系统风机压力为摩擦压力损失、局部压力损失和要保持正压度之和。例如18层54米高层建筑，楼梯间的正压送风道为砖砌风道1000x600，前室不送风，正压送风量为30000m3/h，风道内风速为13m/s，比摩阻为2.23Pa/m，粗糙度修正系数Kr=（3x13）0.25=2.5，实际的比摩阻为5.575Pa/m。摩擦阻力为5.575x54=301.05Pa，局部阻力损失为0.05x13x13/2=41.4Pa，因此，该正压送风系统的压力为（301.05+41.4+50）x10%=431.64Pa。