在建筑配套設(shè)計(jì)中,經(jīng)常碰到樓梯間及前室或合用前室的防煙方式問題的處理,目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的是正壓送風(fēng)方式。但在正壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算中,應(yīng)正確確定如火災(zāi)疏散時(shí)開啟門的層數(shù)與數(shù)量、樓梯間與前室應(yīng)保持的正壓度、加壓送風(fēng)口的形式等與設(shè)計(jì)計(jì)算密切相關(guān)的一些因素。而往往很多設(shè)計(jì)師在確定這些因素時(shí)有一定的難度。本人在這方面有一點(diǎn)心得,期望能為其他設(shè)計(jì)師提供幫助。
1.正壓送風(fēng)系統(tǒng)的正壓度
不論國(guó)內(nèi)或國(guó)外的防火規(guī)范,都有一致的加壓送風(fēng)要求,即應(yīng)在火災(zāi)時(shí)保證,樓梯間壓力>前室壓力>走廊或室內(nèi)壓力。
所謂正壓度,指防煙樓梯間的防火門、前室與走廊間的防火門兩側(cè)的壓力差值。而正壓度又可分為最大允許壓差值與最小壓差值。所謂最大允許壓差值,是指所有防火門在關(guān)閉狀態(tài)下防火門兩側(cè)允許的一般人力能推開的最大壓差值,關(guān)于最大允許壓差值,各國(guó)的取值不完全一致,多數(shù)國(guó)家均把50Pa作為最大允許壓差。所謂最小壓差值,是指火災(zāi)時(shí)人員進(jìn)行疏散。防火門一旦打開,樓梯間及開門前室的壓力將瞬時(shí)下降,為了防止煙氣侵入,要保持門洞處具有一定的反吹風(fēng)速應(yīng)有的最小的壓力差值。關(guān)于火災(zāi)時(shí)防煙要求的最小壓差值(或最小門洞風(fēng)速),各國(guó)也有不同的規(guī)定與要求。
我國(guó)《高規(guī)》第8.3.2及《建規(guī)》第9.3.2條中提出了開門時(shí)的門洞風(fēng)速要求,即"開啟門時(shí),通過門風(fēng)速不宜小于0.7m/s。"還在第《高規(guī)》第8.3.7條和《建規(guī)》第9.3.2、3中提出了防煙樓梯間與前室的余壓要求,即其余壓值應(yīng)符合下列要求:防煙樓梯間為50Pa;前室、全用前室、消防電梯前室、封閉避難層(間)為25Pa。
2.加壓送風(fēng)口的形式
加壓送風(fēng)口的形式因其所處位置不同而不同,大致有以下幾種方式:
⑴ 防煙樓梯間的加壓送風(fēng)口一般每2—3層設(shè)1個(gè),合用一個(gè)風(fēng)道的剪刀樓梯間應(yīng)每層設(shè)置一個(gè),均為常開百葉風(fēng)口,具體形式可為單層百葉或雙層百葉,雙層百葉對(duì)送風(fēng)量的調(diào)節(jié)與平衡更為有利些。
⑵ 前室的加壓送風(fēng)口一般每層設(shè)1個(gè),而對(duì)送風(fēng)口的形式,則有不同的選擇與做法,一般有以下兩種。
① 常用做法是把前室(合用前室)的加壓送風(fēng)口選為常閉式。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)立即啟動(dòng)加壓送風(fēng)機(jī),同時(shí)僅打開著火層、著火層相鄰層的前室之送風(fēng)口。這種做法,把前室的送風(fēng)量集中用于加壓這2層(或3層)上,這些層的送風(fēng)量基本不受其它層前室開門與否的影響,當(dāng)然這對(duì)保證這2層(或3層)的防煙效果是有利的。
② 另一種做法,前室送風(fēng)口與樓梯間一樣也采用常開百葉風(fēng)口(一般可采用雙層百葉)。此時(shí),其前室應(yīng)采用帶啟閉信號(hào)的常閉防火門,并應(yīng)在加壓送風(fēng)系統(tǒng)的壓出段上設(shè)置回流裝置或電動(dòng)閥。
3.加壓送風(fēng)量的計(jì)算
3.1 在進(jìn)行加壓送風(fēng)量計(jì)算時(shí),首先應(yīng)把防煙樓梯間與前室的加壓送風(fēng)作為一個(gè)防煙整體來對(duì)待,不可孤立地考慮其防煙問題;其次還應(yīng)注意分析防煙樓梯間、前室在關(guān)門、開門狀態(tài)下的壓力變化,切不可盲目地套用某個(gè)公式。下面談?wù)動(dòng)嘘P(guān)加壓送風(fēng)量計(jì)算步驟。
3.1.1 壓差法:采用機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙樓梯間及前室;消防電梯前室及合用前室的加壓送風(fēng)量按門關(guān)閉時(shí)保持一定的正壓值計(jì)算。
Ly=0.827f . △P1/bx3600x1.25
其中:f------門、窗縫隙的計(jì)算漏風(fēng)面積;
b------指數(shù),對(duì)于門縫及較大漏風(fēng)面積取2,對(duì)窗縫取1.6;
1.25----不嚴(yán)密處附加系數(shù);
0.827----漏風(fēng)系數(shù)(常數(shù));
3.1.2風(fēng)速法:采用機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙樓梯間及前室,消防電梯間前室及合用前室,當(dāng)門開啟時(shí),相對(duì)保持門洞處一定的風(fēng)速。
Lv=nFv(1+b)/a x3600
其中:F------每個(gè)門的開啟面積
b------漏風(fēng)系數(shù),取0.1-0.2
a-------備壓系數(shù),根據(jù)加壓間密封程度取0.6-1.0
n-------同時(shí)開啟門的計(jì)算數(shù)量,當(dāng)建筑物為20層以下時(shí)取2,當(dāng)建筑物為20層及以上時(shí)取3層;
v-------開啟門洞處的平均風(fēng)速,取0.7~1.2m/s;
3.2 以上按壓差法和風(fēng)速法分別計(jì)算出的風(fēng)量,取其中大值作為系統(tǒng)計(jì)算加壓送風(fēng)量。
最終加壓系統(tǒng)送風(fēng)量的確定
最后,按上述計(jì)算所得的樓梯間與前室加壓系統(tǒng)送風(fēng)量還須與新頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50045-95《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第8.3節(jié)及《建規(guī)》第9.3中相應(yīng)的送風(fēng)量要求相比較,最終的送風(fēng)量按兩者中較大的值確定。
3.3 泄壓閥開啟面積的計(jì)算
單獨(dú)的消防電梯前室加壓送風(fēng)系統(tǒng),所需風(fēng)量遠(yuǎn)大于保持正壓所需風(fēng)量,消防電梯前室會(huì)超壓,宜設(shè)置泄壓閥,其它正壓送風(fēng)情況在超壓的情況下,同樣宜設(shè)置泄壓閥,泄壓閥的開啟面積計(jì)算按以下公式:
F=(Lv-Ly)/3600x6.41
其中:Lv------按風(fēng)速法計(jì)算的送風(fēng)量,m3/h
Ly-------按壓差法計(jì)算的送風(fēng)量,m3/h
4.加壓送風(fēng)系統(tǒng)的劃分
4.1 《高規(guī)》6.2.8條,地下室、半地下室的樓梯間,在首層應(yīng)應(yīng)采用了耐火極限不低于2小時(shí)的隔墻和防火門隔開并應(yīng)直通室外,地下室和半地下室與地上不應(yīng)共用樓梯間,所以,地下樓梯和地上的樓梯被分成兩個(gè)獨(dú)立的空間,防煙系統(tǒng)須分開設(shè)計(jì),當(dāng)合用風(fēng)道時(shí),風(fēng)量應(yīng)疊加,但應(yīng)保證地下(半地下)送風(fēng)口面積應(yīng)滿足送風(fēng)量的要求。
4.2 剪刀樓梯間可合用風(fēng)道,其風(fēng)量應(yīng)按二個(gè)樓梯間風(fēng)量計(jì)算,風(fēng)口分別設(shè)置。
4.3 層數(shù)超過三十二層或建筑高度超高100米的高層建筑,其送風(fēng)系統(tǒng)及送風(fēng)量應(yīng)分段計(jì)算。
5.加壓送風(fēng)系統(tǒng)的壓力計(jì)算
空氣在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)的壓力損失有兩種:摩擦壓力損失和局部壓力損失。正壓送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)壓力為摩擦壓力損失、局部壓力損失和要保持正壓度之和。例如18層54米高層建筑,樓梯間的正壓送風(fēng)道為磚砌風(fēng)道1000x600,前室不送風(fēng),正壓送風(fēng)量為30000m3/h,風(fēng)道內(nèi)風(fēng)速為13m/s,比摩阻為2.23Pa/m,粗糙度修正系數(shù)Kr=(3x13)0.25=2.5,實(shí)際的比摩阻為5.575Pa/m。摩擦阻力為5.575x54=301.05Pa,局部阻力損失為0.05x13x13/2=41.4Pa,因此,該正壓送風(fēng)系統(tǒng)的壓力為(301.05+41.4+50)x10%=431.64Pa。
