高层建筑的正压送风设计

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作者：赵忠义 编辑：studa090420
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　　论文关键词：正压送风；防烟系统

　　论文摘要：正压送风作为一种行之有效的防烟楼梯间(以下简称“楼梯间”)与前室(合用前室)的防烟方式,在国内外高层建筑设计中已被广泛接受与采用.在进行正压送风系统的设计计算时,首先遇到的问题是如何确定与设计计算密切相关的一些因素,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、前室加压送风口的形式，等等。只有这些计算因素确定后，才能建立一定的计算模型，进行系统的设计计算。笔者根据近几年来的设计工作中的经验，提出个人看法，以供讨论。
　　　　
　　1 关于正压送风防烟系统的正压度问题
　　
　　不论国内或国外的防火规范，都有一致的加压要求，即应使在火灾时，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。
　　我国原《高规》对防烟的最小压差（或最小门洞风速）未提出明确的数值要求，仅指出"应保持正压，且楼梯间的压力应略高于前室的压力"。而新《高规》第8.3.2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8.3.7条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关于加压送风口的形式问题
　　
　　2.1 楼梯间的加压送风口一般每2——3层设1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。
　　2.2 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。
　　2.2.1 一般做法把前室（合用前室）的加压送风口选为常闭式（静电接点）。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3层（或4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3层（或4层）的防烟效果是有利的，但也存一定问题：
　　如果疏散人员尚未打开楼梯间、前室的防火门，则这些送风层前室内的压力将会急骤上升，出现这些层前室压力高于楼梯间压力（楼梯间压力一般不开门时可通过余压阀保持在50Pa）的情况，如不采用足够的泄压措施，将影响走廊至前室门的开启，显然是非常危险的。因此这种做法要求每层前室均设泄压阀，若向室内泄压则还需接防火阀，以确保防火隔断。
　　常闭送风口一般都有一定的规格要求，在阀体的土建留洞受限制的情况下较难采用，另外，电气控制上也要求较高。常闭阀动作件多，控制较为复杂，长期不用，易生锈失灵。如果日常维护管理不善，要用是反而可能无法打开，影响使用。
　　常闭阀及其电气控制系统投资较高。
　　2.2.2 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），这种做法有以下特点：
　　在楼梯间与前室（合用前室）的防火门全闭的情况下，前室送风量较均匀地分配在所有层，每个前室送风量不大（一般为600-1000m3/h），一般只要设计恰当，不会出现前室（合用前室）与走廊（或室内）的压差值超过最高允许压差值的情况。
　　在楼梯间及前开门的情况下，开门层前室的压力将迅速下降，楼梯间的送风量将基本流向开门层前室，而前室本身的送风量中，流向开门层的比例也会变大。而且，开门层越多，风量越分散，即开门层数对送风量的再分配影响很大。此外，由于非开门层前室也有送风，这对减少甚至避免楼梯间送风量向非开门层前室的渗漏，无疑是非常有利的。再有，非开门层合用前室的送风对防止烟气通过电梯井道流窜至非火灾层也是有利的。
　　以上做法各有特点。采用哪种更好目前尚无定论，还有待于实践的进一步检验。
　　3 关于加压送风量的计算问题
　　
　　3.1 在进行加压送风量计算时，首先应把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与方法的意见。


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　　3.1.1 确定加压送风的目标
　　在全关门的状态下楼梯间与前室保持一定的正压值（一般分别为50Pa、25Pa）；在发生火灾疏散开门（一般按开启3层门考虑）时，保持开门处具有最小门洞风速（或最小压差值），以防烟气侵入。
　　3.1.2 计算关门情况下楼梯间、前室保持一定正压值分别所需的加压送风量。
　　当前室为普通前室时，靠楼梯间门缝渗入前室的风量将可以继续通过前室与走廊的门缝压入走廊而保持一定的压力梯度。这种情况下，楼梯间设加压送风系统即可，前室不一定要设。
　　当前室为合用前室时，因其各种渗漏的缝隙较多，单靠楼梯间门缝的漏风量不足以保证合用前室走廊的门缝形成所要求的压力梯度，故合用前室必须设加压送风系统。而在这种情况下，合用前室送风口形式的不同，其要求的加压送风量也不同。
　　若送风口为常闭风口,当发生火灾时,由于合用前室送风层一般按3层考虑，其余层不送风，故非送风层的压力完全靠楼梯间的渗漏风量形成,往往无法达到一般要求的25 Pa.。而送风层合用前室要达到设计要求的关门时的压力，其本身的送风层往往显得很小。
　　若送风口为常开百叶风口，则所有层合用遂室均有送风，只要设计计算恰当，完全可以保证楼梯间与合用前室在关闭时的压力符合设计要求，相应的合用前室送风量也较大。
　　3.1.3 计算火灾时开门情况下维持开门处两侧压差为最小压差所需要的加压送风量。下面按前室的送风口为常开百叶风口和常闭带电接点风口两种情况加以说明。
　　前室送风口常开百叶风口。首先验算一下，若楼梯间、前室按前述关门条件下计算所得的送风量分别进行加压送风，能否满足3个开门楼层，保持各层门洞风速≥0.7m/s的防烟要求。
　　要进行验算，首先涉及原有送风量在开门状态下的再分配问题。由于开门，开门层前室与楼梯间的压力将急骤下降，前室本身送风量流向开门层的比例将会加大，但出于设计计算安全性的考虑，每个开门层前室本身的送风量仍按原来关门状态下的均匀送风量计；而楼梯间的送风量，则由于非开门层前室仍有送风，存在一定的压力（此压力甚至可能高于开门后的楼梯间的压力），故可近似地认为将完全流向开门层的前室。按此分析，即可近似地确定原有送风量的再分配，从而进行开门层门洞风速的验算。
　　一般情况下，上述验算所得的门洞风速往往达不到要求的风速，必须增加附加送风量。故第二步即进行附加送风量的计算，附加送风量的计算，以满足开门层各处门洞风速≥0.7m/s为原则。
　　前室送风口为常闭风口
　　a楼梯间加压送风量的计算
　　维持开门层楼梯间至前室防火门两侧压差为最小压差(或门洞处保持最小风速)所需要的送风量L1。
　　非开门层由于前室不送风,故还需考虑楼梯间漏向这些层前室的门缝渗漏风量L2。
　　故楼梯间的加压送风量L= L1+ L2。最后把计算所得的楼梯间在开门时的送风量与在关门时的送风量进行比较，按两者差值确定楼梯间的泄压面积。
　　b前室加压送风量的计算
　　火灾时开门层前室的总送风量，应满足在前室至走廊开门处两侧保持最小压差的要求，同时还应考虑开门层前室的其它渗漏。
　　3.2 计算所得的总风量减去楼梯间泄入的风量，即为开门时前室本身所需的送风量。
　　最终加压系统送风量的确定
　　上面分别阐述了关门时与开门时楼梯间及家室送风量的计算，加压系统送风量按两者之间较大者确定。当然计算时还须考虑由于风道等因素而造成的漏风系数及一定的安全系数。
　　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。 转贴于