淺談高層建筑正壓送風(fēng)設(shè)計(jì)

趙忠義

摘 要：正壓送風(fēng)作為一種行之有效的防煙樓梯間(以下簡(jiǎn)稱“樓梯間”)與前室(合用前室)的防煙方式,在國(guó)內(nèi)外高層建筑設(shè)計(jì)中已被廣泛接受與采用.在進(jìn)行正壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),首先遇到的問(wèn)題是如何確定與設(shè)計(jì)計(jì)算密切相關(guān)的一些因素,如火災(zāi)疏散時(shí)開(kāi)啟門的層數(shù)與數(shù)量、樓梯間與前室應(yīng)保持的正壓度、前室加壓送風(fēng)口的形式，等等。只有這些計(jì)算因素確定后，才能建立一定的計(jì)算模型，進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。筆者根據(jù)近幾年來(lái)的設(shè)計(jì)工作中的經(jīng)驗(yàn)，提出個(gè)人看法，以供討論。

關(guān)鍵詞：正壓送風(fēng)；防煙系統(tǒng)

1 關(guān)于正壓送風(fēng)防煙系統(tǒng)的正壓度問(wèn)題

不論國(guó)內(nèi)或國(guó)外的防火規(guī)范，都有一致的加壓要求，即應(yīng)使在火災(zāi)時(shí)，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(kāi)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(kāi)，樓梯間及開(kāi)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)原《高規(guī)》對(duì)防煙的最小壓差（或最小門洞風(fēng)速）未提出明確的數(shù)值要求，僅指出"應(yīng)保持正壓，且樓梯間的壓力應(yīng)略高于前室的壓力"。而新《高規(guī)》第8.3.2條中提出了開(kāi)門時(shí)的門洞風(fēng)速要求，即"開(kāi)啟門時(shí)，通過(guò)門風(fēng)速不宜小于0.7m/s。"還在第8.3.7條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關(guān)于加壓送風(fēng)口的形式問(wèn)題

2.1 樓梯間的加壓送風(fēng)口一般每2——3層設(shè)1個(gè)，均為常開(kāi)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。

2.2 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。

2.2.1 一般做法把前室（合用前室）的加壓送風(fēng)口選為常閉式（靜電接點(diǎn)）。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(kāi)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3層（或4層）上，這些層的送風(fēng)量基本不受其它層前室開(kāi)門與否的影響，當(dāng)然這對(duì)保證這3層（或4層）的防煙效果是有利的，但也存一定問(wèn)題：

如果疏散人員尚未打開(kāi)樓梯間、前室的防火門，則這些送風(fēng)層前室內(nèi)的壓力將會(huì)急驟上升，出現(xiàn)這些層前室壓力高于樓梯間壓力（樓梯間壓力一般不開(kāi)門時(shí)可通過(guò)余壓閥保持在50Pa）的情況，如不采用足夠的泄壓措施，將影響走廊至前室門的開(kāi)啟，顯然是非常危險(xiǎn)的。因此這種做法要求每層前室均設(shè)泄壓閥，若向室內(nèi)泄壓則還需接防火閥，以確保防火隔斷。

常閉送風(fēng)口一般都有一定的規(guī)格要求，在閥體的土建留洞受限制的情況下較難采用，另外，電氣控制上也要求較高。常閉閥動(dòng)作件多，控制較為復(fù)雜，長(zhǎng)期不用，易生銹失靈。如果日常維護(hù)管理不善，要用是反而可能無(wú)法打開(kāi)，影響使用。

常閉閥及其電氣控制系統(tǒng)投資較高。

2.2.2 另一種做法，前室送風(fēng)口與樓梯間一樣也采用常開(kāi)百葉風(fēng)口（一般可采用雙層百葉），這種做法有以下特點(diǎn)：

在樓梯間與前室（合用前室）的防火門全閉的情況下，前室送風(fēng)量較均勻地分配在所有層，每個(gè)前室送風(fēng)量不大（一般為600-1000m3/h），一般只要設(shè)計(jì)恰當(dāng)，不會(huì)出現(xiàn)前室（合用前室）與走廊（或室內(nèi)）的壓差值超過(guò)最高允許壓差值的情況。

在樓梯間及前開(kāi)門的情況下，開(kāi)門層前室的壓力將迅速下降，樓梯間的送風(fēng)量將基本流向開(kāi)門層前室，而前室本身的送風(fēng)量中，流向開(kāi)門層的比例也會(huì)變大。而且，開(kāi)門層越多，風(fēng)量越分散，即開(kāi)門層數(shù)對(duì)送風(fēng)量的再分配影響很大。此外，由于非開(kāi)門層前室也有送風(fēng)，這對(duì)減少甚至避免樓梯間送風(fēng)量向非開(kāi)門層前室的滲漏，無(wú)疑是非常有利的。再有，非開(kāi)門層合用前室的送風(fēng)對(duì)防止煙氣通過(guò)電梯井道流竄至非火災(zāi)層也是有利的。

以上做法各有特點(diǎn)。采用哪種更好目前尚無(wú)定論，還有待于實(shí)踐的進(jìn)一步檢驗(yàn)。

3 關(guān)于加壓送風(fēng)量的計(jì)算問(wèn)題

3.1 在進(jìn)行加壓送風(fēng)量計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)把樓梯間與前室的加壓送風(fēng)作為一個(gè)防煙整體來(lái)對(duì)待，不可孤立地考慮其防煙問(wèn)題；其次還應(yīng)注意分析樓梯間、前室在關(guān)門、開(kāi)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)算步驟與方法的意見(jiàn)。

3.1.1 確定加壓送風(fēng)的目標(biāo)

在全關(guān)門的狀態(tài)下樓梯間與前室保持一定的正壓值（一般分別為50Pa、25Pa）；在發(fā)生火災(zāi)疏散開(kāi)門（一般按開(kāi)啟3層門考慮）時(shí)，保持開(kāi)門處具有最小門洞風(fēng)速（或最小壓差值），以防煙氣侵入。

3.1.2 計(jì)算關(guān)門情況下樓梯間、前室保持一定正壓值分別所需的加壓送風(fēng)量。

當(dāng)前室為普通前室時(shí)，靠樓梯間門縫滲入前室的風(fēng)量將可以繼續(xù)通過(guò)前室與走廊的門縫壓入走廊而保持一定的壓力梯度。這種情況下，樓梯間設(shè)加壓送風(fēng)系統(tǒng)即可，前室不一定要設(shè)。

當(dāng)前室為合用前室時(shí)，因其各種滲漏的縫隙較多，單靠樓梯間門縫的漏風(fēng)量不足以保證合用前室走廊的門縫形成所要求的壓力梯度，故合用前室必須設(shè)加壓送風(fēng)系統(tǒng)。而在這種情況下，合用前室送風(fēng)口形式的不同，其要求的加壓送風(fēng)量也不同。

若送風(fēng)口為常閉風(fēng)口,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),由于合用前室送風(fēng)層一般按3層考慮，其余層不送風(fēng)，故非送風(fēng)層的壓力完全靠樓梯間的滲漏風(fēng)量形成,往往無(wú)法達(dá)到一般要求的25 Pa.。而送風(fēng)層合用前室要達(dá)到設(shè)計(jì)要求的關(guān)門時(shí)的壓力，其本身的送風(fēng)層往往顯得很小。

若送風(fēng)口為常開(kāi)百葉風(fēng)口，則所有層合用遂室均有送風(fēng)，只要設(shè)計(jì)計(jì)算恰當(dāng)，完全可以保證樓梯間與合用前室在關(guān)閉時(shí)的壓力符合設(shè)計(jì)要求，相應(yīng)的合用前室送風(fēng)量也較大。

3.1.3 計(jì)算火災(zāi)時(shí)開(kāi)門情況下維持開(kāi)門處兩側(cè)壓差為最小壓差所需要的加壓送風(fēng)量。下面按前室的送風(fēng)口為常開(kāi)百葉風(fēng)口和常閉帶電接點(diǎn)風(fēng)口兩種情況加以說(shuō)明。

前室送風(fēng)口常開(kāi)百葉風(fēng)口。首先驗(yàn)算一下，若樓梯間、前室按前述關(guān)門條件下計(jì)算所得的送風(fēng)量分別進(jìn)行加壓送風(fēng)，能否滿足3個(gè)開(kāi)門樓層，保持各層門洞風(fēng)速≥0.7m/s的防煙要求。

要進(jìn)行驗(yàn)算，首先涉及原有送風(fēng)量在開(kāi)門狀態(tài)下的再分配問(wèn)題。由于開(kāi)門，開(kāi)門層前室與樓梯間的壓力將急驟下降，前室本身送風(fēng)量流向開(kāi)門層的比例將會(huì)加大，但出于設(shè)計(jì)計(jì)算安全性的考慮，每個(gè)開(kāi)門層前室本身的送風(fēng)量仍按原來(lái)關(guān)門狀態(tài)下的均勻送風(fēng)量計(jì)；而樓梯間的送風(fēng)量，則由于非開(kāi)門層前室仍有送風(fēng)，存在一定的壓力（此壓力甚至可能高于開(kāi)門后的樓梯間的壓力），故可近似地認(rèn)為將完全流向開(kāi)門層的前室。按此分析，即可近似地確定原有送風(fēng)量的再分配，從而進(jìn)行開(kāi)門層門洞風(fēng)速的驗(yàn)算。

一般情況下，上述驗(yàn)算所得的門洞風(fēng)速往往達(dá)不到要求的風(fēng)速，必須增加附加送風(fēng)量。故第二步即進(jìn)行附加送風(fēng)量的計(jì)算，附加送風(fēng)量的計(jì)算，以滿足開(kāi)門層各處門洞風(fēng)速≥0.7m/s為原則。

前室送風(fēng)口為常閉風(fēng)口

a樓梯間加壓送風(fēng)量的計(jì)算

維持開(kāi)門層樓梯間至前室防火門兩側(cè)壓差為最小壓差(或門洞處保持最小風(fēng)速)所需要的送風(fēng)量L1。

非開(kāi)門層由于前室不送風(fēng),故還需考慮樓梯間漏向這些層前室的門縫滲漏風(fēng)量L2。

故樓梯間的加壓送風(fēng)量L= L1+ L2。最后把計(jì)算所得的樓梯間在開(kāi)門時(shí)的送風(fēng)量與在關(guān)門時(shí)的送風(fēng)量進(jìn)行比較，按兩者差值確定樓梯間的泄壓面積。

b前室加壓送風(fēng)量的計(jì)算

火災(zāi)時(shí)開(kāi)門層前室的總送風(fēng)量，應(yīng)滿足在前室至走廊開(kāi)門處兩側(cè)保持最小壓差的要求，同時(shí)還應(yīng)考慮開(kāi)門層前室的其它滲漏。

3.2 計(jì)算所得的總風(fēng)量減去樓梯間泄入的風(fēng)量，即為開(kāi)門時(shí)前室本身所需的送風(fēng)量。

最終加壓系統(tǒng)送風(fēng)量的確定

上面分別闡述了關(guān)門時(shí)與開(kāi)門時(shí)樓梯間及家室送風(fēng)量的計(jì)算，加壓系統(tǒng)送風(fēng)量按兩者之間較大者確定。當(dāng)然計(jì)算時(shí)還須考慮由于風(fēng)道等因素而造成的漏風(fēng)系數(shù)及一定的安全系數(shù)。

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)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。