摘要:結(jié)合工作實際,提出了高層建筑樓梯間加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計中的2個常見問題,并給出了相關(guān)的處理對策。
關(guān)鍵字:加壓送風(fēng),地下,防煙樓梯間
隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,高層建筑越來越多,加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)成為高層建筑設(shè)計中必不可少的一部分。但一直以來,由于設(shè)計者對規(guī)范的理解不同和規(guī)范編寫不細致等方面的問題,在高層建筑樓梯間加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計中仍然存在很多問題。對此,本文提出2個常見的問題加以討論。
1 只負擔地下一層樓梯間的加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計問題
現(xiàn)有高層建筑中,很多情況下,樓梯間靠外墻,有可開啟外窗,每五層內(nèi)的可開啟外窗面積之和大于2.0m2。根據(jù)《高規(guī)》8.2.2.2條,地上滿足自然排煙條件,可不設(shè)置機械加壓送風(fēng)。但地下沒有可開啟外窗,無論是防煙樓梯間還是封閉樓梯間,都需要設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)。
(1)風(fēng)量的計算分析
壓差法:Lp=0.827x f x ⊿P1/n x3600 x1.25 (m3/h)
式中 f—門的漏風(fēng)總面積,m2
ΔP—壓力差,樓梯間取50Pa
n—指數(shù), n取2;
風(fēng)速法:Lv=3600x n x F xV (1+b)/a (m3/h)
式中 F—單個門的開啟面積,m2
V—開啟門洞處的平均風(fēng)速,取0.7~1.2m/s
b—漏風(fēng)附加率,取0.1~0.2
a—背壓系數(shù),根據(jù)加壓間密封程度取0.6~1.0
n—同時開啟門的計算數(shù)量。20層以下取2
根據(jù)壓差法和風(fēng)速法的公式和以往工程計算數(shù)據(jù),兩個公式的計算結(jié)果相差懸殊, 顯然風(fēng)速法的計算值較大,二者相差甚至在20倍以上。因為按照風(fēng)速法的計算公式,無論是20層還是1層的樓梯間,計算結(jié)果都是一樣的,因為這個公式和樓層數(shù)無關(guān),只與開門數(shù)有關(guān)。根據(jù)規(guī)范要求,應(yīng)在計算值和《高規(guī)》8.3.2條規(guī)定值中取大值,即風(fēng)速法計算值和規(guī)定值中取大值。
(2)超壓問題
對于只有地下一層的高層建筑,當發(fā)生火災(zāi)時,加壓送風(fēng)機通過消防控制中心立即啟動,而此時人員并未開始疏散,疏散門是關(guān)閉的,由于沒有外窗,整個樓梯間是一個密閉性非常好的不規(guī)則封閉空間。而由于只有一層,該封閉空間的容積并不大,在這樣一個狹小的空間里,必然出現(xiàn)嚴重的超壓問題。(根據(jù)以往的工程實例,此空間的換氣次數(shù)可達240次/h)超壓造成的最直接后果,就是疏散門很難打開,人員疏散困難。
(3)泄壓問題
由于只負擔地下一層樓梯間的加壓送風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)的嚴重超壓,在系統(tǒng)設(shè)計時必須考慮泄壓。常見的泄壓方式是余壓閥泄壓和旁通管泄壓。
泄壓面積F=(Lv-Ly)/(3600x6.41) m2
常規(guī)余壓閥的最大尺寸為900mm x 500mm。由于Lv與Ly的值相差較大,在實際工程中經(jīng)常遇到安裝1個余壓閥不夠,需要安裝2個甚至更多的余壓閥。但由于地下只有一層樓梯間,除去加壓送風(fēng)管和送風(fēng)口等占用的空間,安裝空間非常有限,經(jīng)常出現(xiàn)安裝空間不夠的問題。而采用旁通管的方法,可以不另設(shè)余壓閥也達到泄壓的效果。當余壓值較高時,系統(tǒng)剛打開旁通管卸掉多于的風(fēng)量;當余壓值降低時,關(guān)閉風(fēng)閥,余壓值升高。
2 地上、地下共用樓梯間的加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計問題
當?shù)厣蠘翘蓍g不能滿足自然排煙條件時,地上、地下都需要設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)。根據(jù)《高規(guī)》6.2.8條規(guī)定,地下室、半地下室的樓梯間,在首層應(yīng)采用耐火極限不低于2.00h的隔墻與其它部位隔開并應(yīng)直通室外,當必須在隔墻上開門時,應(yīng)采用不低于乙級的防火門。因此,防煙樓梯間的地上與地下被防火門隔成兩個互不通氣的獨立空間。
現(xiàn)以防煙樓梯(前室不送風(fēng))加壓送風(fēng)為例,假設(shè)地上18層,地下2層,根據(jù)《高規(guī)》8.3.2-2表要求,原設(shè)計的加壓送風(fēng)量為25000~30000m3/h,取27000 m3/h,采用自垂百葉風(fēng)口,地上每2層設(shè)一個風(fēng)口,共9個風(fēng)口,地下2個風(fēng)口,系統(tǒng)全開時:
分配到地上的風(fēng)量為:Ls=27000x9/(9+2)=22090 m3/h
分配到地下的風(fēng)量為:Lx=27000x2/(2+9)=4910 m3/h
顯然分配到地上和地下的風(fēng)量,都不滿足表中的最低數(shù)值25000 m3/h,尤其地下的加壓送風(fēng)量,只能達到規(guī)范規(guī)定值的1/10。可以看出,當?shù)厣现饡r,若加壓送風(fēng)口全開,地上風(fēng)口要分流一部分空氣到地下,使地上的加壓送風(fēng)量減少;當?shù)叵轮饡r,若加壓送風(fēng)口全開,大部分的空氣會分流到地上,地下層的加壓送風(fēng)量很少,一般都滿足不了要求。因此,《高規(guī)》中的風(fēng)量已經(jīng)不適用地上、地下共用的加壓送風(fēng)系統(tǒng)。
為了解決這一問題,有以下幾種做法:
1.對于地上層數(shù)<20層的高層建筑,地上和地下的加壓送風(fēng)量相差不大,仍然可合用風(fēng)機和送風(fēng)豎井,但風(fēng)口采用常閉電控風(fēng)口。地上著火時,地上所有風(fēng)口全開,地下風(fēng)口關(guān)閉;地下著火時,地下所有風(fēng)口全開,地上風(fēng)口關(guān)閉。
2. 對于地上層數(shù)>20層且地上和地下的總層數(shù)不超過32層的高層建筑,地上和地下的加壓送風(fēng)量相差較大,但仍然可以合用送風(fēng)豎井,風(fēng)機需要分別設(shè)置,分口采用常閉電控風(fēng)口。地上著火時,開啟與地上對應(yīng)的風(fēng)機和風(fēng)口;地下著火時,開啟與地下對應(yīng)的風(fēng)機和風(fēng)口?;蛘叩厣虾偷叵碌呢Q井分段設(shè)置,風(fēng)機分別設(shè)置,風(fēng)口采用自垂百葉風(fēng)口。
3. 對于地上層數(shù)>20層且地上和地下的總層數(shù)超過32層的高層建筑,地上部分的加壓送風(fēng)井需要分段設(shè)置,加壓送風(fēng)系統(tǒng)和送風(fēng)量也分段設(shè)計。其它的做法同方法2。
3 結(jié)語
(1)對于高層建筑只負擔地下一層樓梯間的加壓送風(fēng)系統(tǒng),通常會出現(xiàn)嚴重的超壓問題,在設(shè)計時要考慮泄壓,泄壓方式采用旁通管比余壓閥更容易實施。
(2)對于高層建筑地上和地下部分在同一位置的防煙樓梯間宜分別設(shè)置機械加壓送風(fēng)系統(tǒng),若合用一個風(fēng)道時,風(fēng)量應(yīng)疊加,且均應(yīng)滿足地上、地下加壓送風(fēng)系統(tǒng)的要求。
參考文獻:
GB50045-95(2005年版) 高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范
陸耀慶 實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊第二版
作者簡介:崔海燕,女,工程師。