樓梯間及其前室機(jī)械加壓送風(fēng)量計算方法分析

/樓梯間及其前室機(jī)械加壓送風(fēng)量計算方法分析1、前言?

高層建筑的樓梯間、電梯井、管道井等豎向管井，如沒有考慮防排煙措施，由于煙囪效應(yīng),在發(fā)生火災(zāi)時，將成為火勢迅速蔓延的主要途徑。高層建筑每一個水平防火分區(qū)根據(jù)人員的疏散流程,是從第一安全地帶（走廊），到第二安全地帶（樓梯間前室），到第三安全地帶（疏散樓梯），再到室外的過程。所以,防煙樓梯間及其前室、消防電梯前室和合用前室，應(yīng)設(shè)獨(dú)立的防排煙設(shè)施。防排煙方式可分為自然排煙、機(jī)械排煙和機(jī)械加壓送風(fēng)方式。對此，《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》做出了明確的規(guī)定。但是,對于高層建筑防煙樓梯間及其前室、合用前室和消防電梯前室的機(jī)械加壓送風(fēng)量的計算方法,并沒有做出明確規(guī)定,各個設(shè)計院、甚至每個人對規(guī)范的理解有所不同，在計算中也可能采用了不同的設(shè)計方法，筆者也曾對同樣的工程采用不同的方法進(jìn)行計算。資料表明，對防煙樓梯間及其前室、消防電梯前室和合用前室的正壓送風(fēng)量的計算方法統(tǒng)計起來約有二十多種，至今尚無統(tǒng)一。其原因主要是影響正壓送風(fēng)量的因素較復(fù)雜，而且各種計算公式的出發(fā)點(diǎn)不同，選用不同的計算公式，其結(jié)果差別較大.本文將對高層建筑防煙樓梯間及其前室、合用前室和消防電梯前室的機(jī)械加壓送風(fēng)量的計算方法進(jìn)行分析。?

2、計算模型的假定條件????由于在火災(zāi)發(fā)生時，門的開啟狀況,系統(tǒng)的運(yùn)行控制方式多種多樣,所以計算防煙樓梯間、消防電梯間前室或合用前室的正壓送風(fēng)量時，首先應(yīng)該確定計算模型的假定條件。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》ＤB50０4５-95、《上海市民用建筑防排煙技術(shù)規(guī)程》DGJ08-8８—2０0０,我們作出四個假設(shè):

(1)、任意一層著火時，當(dāng)系統(tǒng)門(樓梯間開向前室、前室開向走廊的門）全閉時，正壓送風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)保證走廊→前室或合用前室→樓梯間的壓力呈遞增分布，防煙樓梯間壓力值為４0Ｐa至50Pa,前室或合用前室的壓力值為２5Ｐa至3０Pa.

???（2）、同時打開任一模擬著火層及其上下一層的防火門，其它層的防火門均關(guān)閉，模擬火災(zāi)層各門洞處的風(fēng)速應(yīng)大于等于0.7m/s。

??(3)、樓梯間采用常開風(fēng)口。

（４）、前室或合用前室采用常閉風(fēng)口。

?

?第四個假定條件目前尚有爭論。關(guān)于前室的控制方法,目前常見的有下列三種:

（1)、前室或合用前室采用常閉風(fēng)口，火災(zāi)時只開啟著火層。??

(２）、前室或合用前室采用常閉風(fēng)口，火災(zāi)時開啟著火層及其上下相鄰兩層，即開啟三層前室的風(fēng)口。????（3)、前室或合用前室采用常開風(fēng)口。我們認(rèn)為當(dāng)前室采用帶啟閉信號的常閉防火門時,可設(shè)常開式加壓送風(fēng)口。鑒于目前國內(nèi)的產(chǎn)品質(zhì)量及管理制度不盡完善。因此設(shè)計時優(yōu)先考慮常閉式加壓送風(fēng)口。????3、計算基本公式的選取及參數(shù)的確定?

3。1國家規(guī)范計算方法

?

?國家規(guī)范《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》DB5004５—９５第8。３．1規(guī)定,不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、消防電梯間前室或合用前室應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的防煙設(shè)施。其加壓送風(fēng)量應(yīng)由計算確定，或按表中規(guī)定確定，當(dāng)計算值和本表不一致時,應(yīng)按兩者中較大值確定.條文說明中指出,作為計算理論依據(jù)選用兩個公式作為基本計算公式：

?

（1）、采用機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙樓梯間及其前室，消防電梯前室及合用前室，其加壓送風(fēng)量按照當(dāng)門關(guān)閉時保持一定正壓值計算(壓差法），送風(fēng)量為?

?Ly=0。82７f△P1/b×３６０0×1．２5（1）

???式中△P—門窗兩側(cè)的壓差值,根據(jù)加壓部位取2５—５0Ｐa

?ｂ—指數(shù)，對于門縫及較大漏風(fēng)面積?。?對于窗縫取1．6

?

?0。8２７—計算常數(shù)

?

1.25—不嚴(yán)密處附加系數(shù)?

f—門窗縫隙的計算漏風(fēng)總面積，ｍ2

?(2)。采用機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙樓梯間及其前室，消防電梯及合用前室，當(dāng)門開啟時，保持門洞處一定風(fēng)速所需的風(fēng)量（風(fēng)速法）

??Lv＝3600nFv(１+b）/a(2）??

F—每個門的開啟面積，m2

??

v-開啟門洞處的平均風(fēng)速,取0．6－1.0m／s?

??ａ—背壓系數(shù)，根據(jù)加壓間密封程度取0。6－1．0??

b—漏風(fēng)附加率，?。埃?－0.2

???n—同時開啟門的計算數(shù)量。當(dāng)建筑物為２0層以下時取2,當(dāng)建筑物為２0層及其以上時取3.?

?按照壓差法和風(fēng)速法分別計算，取其較大值作為計算加壓送風(fēng)量。這種方法的出發(fā)點(diǎn)是采用機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙樓梯間及其前室，消防電梯前室及合用前室,當(dāng)門關(guān)閉時需要保持一定的正壓值，當(dāng)門開啟時需要保持一定的門洞風(fēng)速.根據(jù)兩種方法的計算結(jié)果的差值來確定泄壓閥的開啟面積。

?３．2上海規(guī)程計算方法?

?按照《上海市民用建筑防排煙技術(shù)規(guī)程》DGJ0８-88-2０00計算，加壓送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量應(yīng)由保持加壓部位規(guī)定正壓值所需的送風(fēng)量，門開啟時保持門洞處規(guī)定風(fēng)速所需的送風(fēng)量以及采用常閉送風(fēng)閥門的總漏風(fēng)量三部分組成。?

?

（1）、保持加壓部位規(guī)定正壓值所需的送風(fēng)量?

?L1=0.8２7AΔＰ1/ｎ×1。25×Ｎ1×3６00（３)

A-每層電梯門及疏散門的總有效漏風(fēng)面積m2。門縫寬度:疏散門,0。0０2-0．0０４m;電梯門０.005－0。0０6m.ΔP—壓力差（Pａ）；樓梯間取40—５０Ｐa,前室取25-3０Ｐan—指數(shù),一般取2。１.25-不嚴(yán)密處附加系數(shù)Ｎ1—漏風(fēng)門的數(shù)量，當(dāng)采用常開風(fēng)口時,取樓層數(shù)，當(dāng)采用常閉風(fēng)口時,?。??

??（2)、開啟時保持門洞處規(guī)定風(fēng)速所需的送風(fēng)量

??

Ｌ2＝FvN２×３600(4）??

F-每層開啟門的總斷面積,m２ｖ—門洞斷面風(fēng)速m/s取0．7－1.2m/sＮ2-開啟門的數(shù)量，當(dāng)采用常開風(fēng)口時,20層及以下取2，20層以上取3，當(dāng)采用常閉風(fēng)口時，取1．

?

?（3）。采用常閉送風(fēng)閥門的總漏風(fēng)量?

L3=0。０8３AFN3×3600(5)

AＦ—每層送風(fēng)閥門的總面積。

?

?0。０83—閥門單位面積的漏風(fēng)量。

??

Ｎ3-漏風(fēng)閥門的數(shù)量，當(dāng)采用常開風(fēng)口時，取0，當(dāng)采用常閉風(fēng)口時,取樓層數(shù)。?

??所以,加壓送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量??

L=L１+L2+L3（6）??

上海規(guī)程制定的理由是：因?yàn)殚T洞開啟時，雖然加壓送風(fēng)開門區(qū)域中的壓力會下降,但遠(yuǎn)離門洞開啟樓層的加壓送風(fēng)區(qū)域或管井仍具有一定的壓力，存在著門縫、閥門

?1和管道的滲漏風(fēng)，使實(shí)際開啟門洞風(fēng)速達(dá)不到設(shè)計要求.因此，按保持加壓區(qū)域內(nèi)一定正壓值所需送風(fēng)量、保持該區(qū)域門洞風(fēng)速所需送風(fēng)量以及采用常閉送風(fēng)閥門的總漏風(fēng)量三部分之和計算加壓送風(fēng)量是較合理、較安全的.

?3。3兩種方法的比較?

?

比較國家規(guī)范和上海規(guī)程，在計算樓梯間的加壓送風(fēng)量時，上海規(guī)程增加了著火時非開啟門的漏風(fēng)量，即保持加壓部位規(guī)定正壓值所需的送風(fēng)量L1。而這一點(diǎn)在國家規(guī)范中體現(xiàn)在漏風(fēng)附加率b和背壓系數(shù)a上。所以最終的計算值相差不大。????在計算前室或合用前室時，上海規(guī)程增加了著火時非開啟閥門的總漏風(fēng)量L3,但是在計算保持門洞風(fēng)速所需送風(fēng)量時，開啟門的數(shù)量?。保鴩乙?guī)范是按照20層及以下取2，20層以上取3。這樣計算后的值相差較大，一般是按照上海規(guī)程計算出的加壓送風(fēng)量小于按照國家規(guī)范計算出的加壓送風(fēng)量。

?

?

名稱

按照國家規(guī)范計算值m3/h

?按照國家規(guī)范查表值m3／h

按照上海規(guī)程計算值m３/h

按照上海規(guī)程查表值m3/ｈ

備注??

樓梯間１

?31８78

1６000－2０000??30９0９

16000－20０00??１。每層開向前室的門2.0m×２．2ｍ

?2．本系統(tǒng)共11層??

?合用前室1

?573８0??12000—16000??乘以１。5-1。75?

２４462

無規(guī)定??1.每層開向商場的門1。8ｍ×2.2m兩扇，電梯門１.3m×2。1ｍ

2．本系統(tǒng)共14層??

樓梯間2?

1９127

?１６00０-20000?

21394

?1600０-20０00?

1.每層開向前室的門1。2m×2.２ｍ

２.本系統(tǒng)共1１層

?

合用前室２

?1912７??１20０0—16000

?９470??無規(guī)定

?１.每層開向走道的門１。2ｍ×2.2m，電梯門１．3m×２.1ｍ??2。本系統(tǒng)共１４層?

?

樓梯間３

２3909

?1６０00-２0000

?2３103

?1600０—２000０

?1。每層開向前室的門1。5ｍ×2.2m?

2。前室送風(fēng)??3.本系統(tǒng)共9層???

獨(dú)立前室3

239０9

?1２000—16000

1006９

無規(guī)定

?1。每層開向走道的門1.5m×2.２m

?2.本系統(tǒng)共9層?

?

樓梯間4

２3909??25000—3000０?

231０3

2500０-30０00

?1.每層開向前室的門1．5m×2.2m??2.前室不送風(fēng)

3。本系統(tǒng)共９層?

??3．4兩種方法的結(jié)合

結(jié)合兩種計算方法，筆者認(rèn)為，在計算前室的正壓送風(fēng)量時，應(yīng)該是由以下三部分組成：???

(1）保持著火層的門（前室開向走道）開啟時，規(guī)定門洞風(fēng)速所需的送風(fēng)量。開啟門的數(shù)量取1,即著火層的門。這一點(diǎn)與上海規(guī)程一致。

?

（2）著火層電梯門的總漏風(fēng)量(僅對于合用前室)。取消了上海規(guī)程中的保持加壓部位規(guī)定正壓值所需的送風(fēng)量L１。??

?另外,還應(yīng)計算當(dāng)著火層門關(guān)閉時，保持前室和樓梯間一定正壓值所需的送風(fēng)量,二者的差值作為計算余壓閥大小的依據(jù)。?

?設(shè)計中，可以在樓梯間或前室設(shè)置泄壓閥，也可以在送風(fēng)機(jī)出風(fēng)管路上設(shè)置壓差旁通閥，或者采用變頻風(fēng)機(jī)使其滿足實(shí)際所需正壓送風(fēng)量，以保證樓梯間及前室所需要的正壓值。

?參考文獻(xiàn)