高層民用建筑消防加壓送風系統(tǒng)設(shè)計與探討

作者簡介：

李梟（1993- ），男，滿族，河北秦皇島人，本科，中級工程師，研究方向：暖通。

摘要：

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層民用建筑越來越多。然而，高大建筑在給人們提供舒適生活空間的同時，也存在安全隱患，其中火災(zāi)最為常見。為控制發(fā)生火災(zāi)時出現(xiàn)的煙霧，需要對建筑的加壓送風系統(tǒng)進行科學(xué)設(shè)計?；诖?，本文重點探討高層民用建筑加壓送風系統(tǒng)設(shè)計，以期提升高層民用建筑的防煙效果，保證人員疏散不會受到煙霧影響，在發(fā)生火災(zāi)時快速完成疏散。

關(guān)鍵詞：高層；民用建筑；加壓送風系統(tǒng)

引言

為提升高層民用建筑防煙效果，加壓送風系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)綜合考慮不同種類的因素。在實際應(yīng)用中，要借助優(yōu)化措施，提高系統(tǒng)的運行效率。同時，全方位考慮系統(tǒng)的維護和管理，確保其在任何特殊情況下都能正常運行，提高在發(fā)生火災(zāi)時的送風防煙效率。

一、加壓送風系統(tǒng)的基本原則

（一）可靠性原則

為了保證加壓送風系統(tǒng)的可靠性，需要從多個方面進行考慮和改進，包括采用備用電源或其他方式來保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行、優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計、定期維護和檢查以防止發(fā)生系統(tǒng)故障以及加強培訓(xùn)和演練以提高操作人員的應(yīng)對能力。通過這些措施，確保加壓送風系統(tǒng)在電力供應(yīng)中斷或系統(tǒng)故障的情況下，仍然能夠繼續(xù)工作，保障防煙效果不受影響，為火災(zāi)救援工作提供有力支持。

（二）安全性原則

加壓送風系統(tǒng)的設(shè)計必須符合要求。系統(tǒng)必須具備足夠的能力來應(yīng)對火災(zāi)發(fā)生時產(chǎn)生的大量煙霧。為了實現(xiàn)安全目標，要結(jié)合建筑特點、發(fā)生火災(zāi)的可能性以及各類重要場所的需求。通過合理的設(shè)計和布局，保證加壓送風系統(tǒng)能夠防止煙霧擴散，為人員疏散提供安全環(huán)境。另外，設(shè)計還需要考慮系統(tǒng)的靈活性和可調(diào)節(jié)性。不同的建筑可能有不同的需求，系統(tǒng)需要具備靈活性，以適應(yīng)不同的情況。同時，系統(tǒng)還需要具備遠程控制和監(jiān)控功能，以便操作人員能夠及時了解系統(tǒng)的運行狀態(tài)，從而進行必要的調(diào)整[1]。

（三）經(jīng)濟性原則

加壓送風系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)在保證防煙排煙效果前提下，合理控制成本。對于購置成本，選擇性能優(yōu)越、價格合理的設(shè)備，包括各類排煙系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。在選擇設(shè)備時，應(yīng)充分了解市場上的各種產(chǎn)品，對比其性能、價格和使用壽命等因素，選擇性價比最高的設(shè)備。對于安裝成本，在設(shè)計階段應(yīng)充分考慮設(shè)備的布局、管道的走向等問題。合理的布局和走向可以縮短安裝時間，減少材料浪費，從而降低安裝成本。對于維護成本，選擇易于維護的設(shè)備和材料。例如，選擇具有良好防腐性能的風管材料，可以減少因腐蝕導(dǎo)致的更換和維護成本。對于能耗成本，選擇高效節(jié)能的設(shè)備。例如，選擇高效的風機和風閥，可以降低系統(tǒng)的能耗。需要注意的是，所選系統(tǒng)材料應(yīng)具有保證系統(tǒng)正常工作的技術(shù)措施，系統(tǒng)中的管道、閥門和組件的性能應(yīng)滿足其在加壓送風系統(tǒng)中正常使用的需求[2]。

二、加壓送風系統(tǒng)設(shè)計具體內(nèi)容

（一）確定送風系統(tǒng)布設(shè)

加壓送風系統(tǒng)的作用是防煙，保證高層建筑在發(fā)生火災(zāi)時，內(nèi)部特殊區(qū)域不受煙霧影響，維護人員的逃生通道與救援通道安全。對于高層民用建筑，其內(nèi)部的加壓送風系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)實際情況進行布設(shè)。應(yīng)采用防煙處理措施的區(qū)域包括封閉樓梯間、防煙樓梯間與前室、消防電梯前室、避難層（間）、避難走道。

（二）確定送風系統(tǒng)形式

1.對建筑的具體情況進行全面了解，包括建筑的大小、形狀、結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部布局等。這些信息將幫助了解建筑的通風情況以及可能存在的火災(zāi)風險。因此，應(yīng)結(jié)合實際情況設(shè)計出完善的防煙加壓送風系統(tǒng)，促使建筑在火災(zāi)發(fā)生時不會受到煙霧影響。

2.考慮消防需求，包括建筑的使用性質(zhì)、人員緊急疏散通道、火災(zāi)的可能性等。在了解建筑的具體情況和消防需求后，可以明確具體的加壓送風系統(tǒng)。建筑的通風情況良好，火災(zāi)的可能性較低，可結(jié)合要求適當降低系統(tǒng)布設(shè)，控制加壓送風系統(tǒng)的成本投入。對于建筑通風情況較差或者火災(zāi)的可能性較高，應(yīng)適當增設(shè)系統(tǒng)，提升加壓送風效果，促使此類區(qū)域具備更加強大的防煙能力[3]。

（三）計算建筑送風量

在計算消防加壓送風系統(tǒng)的風量時，需要考慮多個因素。根據(jù)建筑的高度以及樓梯間和前室實際情況，并考慮自然送風與加壓送風以及獨立送風設(shè)計，以此確定系統(tǒng)加壓送風量。消防電梯前室的風量應(yīng)滿足以下要求：高度在24m-50m時，風量應(yīng)為35400m3/h-36900m3/h；高度在50m-100m時，風量應(yīng)為37100m3/h-40200m3/h。樓梯間自然通風，獨立前室、合用前室風量要求：建筑高度在24m-50m時，風量應(yīng)為42400m3/h-44700m3/h；高度在50m-100m時，風量應(yīng)為45000m3/h-48600m3/h。前室不送風，封閉樓梯間、防煙樓梯間風量要求：高度在24m-50m時，風量應(yīng)為36100m3/h-39200m3/h；高度在50m-100m時，風量應(yīng)為39600m3/h-45800m3/h。防煙樓梯間及合用前室分別加壓送風時，風量要求：建筑高度在24m-50m時，樓梯間風量應(yīng)為25300m3/h-27500m3/h；合用前室風量為24800m3/h-25800m3/h。高度在50m-100m時，樓梯間風量應(yīng)為27800m3/h-32200m3/h；合用前室為26000m3/h-28100m3/h。需要注意的是，加壓送風系統(tǒng)的布設(shè)區(qū)域嚴禁設(shè)置百葉窗，并不可設(shè)置開啟外窗。

消防加壓送風系統(tǒng)風量計算是一個復(fù)雜的過程。其中，走廊、前室至樓梯間的壓力呈遞增分布，余壓值應(yīng)符合下列要求：前室、合用前室、消防電梯前室、封閉避難層（間）與走道之間的壓差應(yīng)為25Pa-30Pa；沿樓梯間的封閉樓梯間與走道之間的壓差應(yīng)為40Pa-50Pa。當系統(tǒng)余壓值超過最大允許壓力差時應(yīng)采取泄壓措施[4]。

（四）風機與管道的配置

對于風機的選擇，需要考慮系統(tǒng)的風量要求，可使用中、低離心風機以及軸流風機。其中，機械加壓送風系統(tǒng)的設(shè)計風量不應(yīng)小于計算風量的1.2倍，以滿足加壓送風系統(tǒng)的需求。對于管道的設(shè)計，需要考慮系統(tǒng)的壓力要求。壓力是指空氣在管道中流動時所受到的阻力，影響著系統(tǒng)的送風效果和能耗。因此，在設(shè)計管道時，需要根據(jù)系統(tǒng)的壓力要求來確定合適的管道直徑和材質(zhì)。管道的直徑應(yīng)滿足系統(tǒng)的流量需求，同時也要考慮到管道的強度和耐久性等因素。

在選擇風機和管道設(shè)計時，還需要考慮系統(tǒng)的運行效率和穩(wěn)定性。運行效率影響著系統(tǒng)的能耗和運行成本，運行穩(wěn)定性影響著系統(tǒng)的可靠性和安全性。在選擇風機和管道設(shè)計時，選擇能夠提供較高效率的風機和管道。同時，考慮穩(wěn)定性能，選擇能夠提供較高穩(wěn)定性的風機和管道。此外，考慮系統(tǒng)的成本和維護等因素。系統(tǒng)的成本包括風機和管道的采購成本、安裝成本和維護成本等，直接影響著防煙排煙的經(jīng)濟效益。因此，在選擇風機和管道設(shè)計時，需要考慮價格性能比，在保障具備良好的防煙排煙前提下，選擇能夠提供較高性價比的風機和管道。同時，對風機和管道進行定期檢查、維修和更換等工作，保障風機與管道始終保持正常的送風防煙功能[5]。

風機盡可能布設(shè)在整個加壓送風系統(tǒng)下部，并采取能夠保證每層均勻送風的有效措施，同時為風機設(shè)置專用機房，機房應(yīng)符合國家的防火安全規(guī)定。在風機出進風管中安裝風閥時，風機需要設(shè)置在出現(xiàn)火災(zāi)時可自動開啟的裝置。此外，機械加壓送風管道應(yīng)采用不燃性材料，管道的內(nèi)表面應(yīng)光滑，管道的密閉性能應(yīng)滿足火災(zāi)時加壓送風要求。當送風管道內(nèi)壁為金屬時，設(shè)計風速不應(yīng)大于20m/s；當送風管道內(nèi)壁為非金屬時，設(shè)計風速不應(yīng)大于15m/s；送風管道的厚度應(yīng)符合《通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50243的規(guī)定。例如，豎直安裝的送風管道應(yīng)具有獨立管道井，若缺少專用管道井，應(yīng)保證其他安裝方式的管道耐火極限高于1.0h；水平管道在專用管道井中的耐火極限應(yīng)高于0.5h，缺少專用管道井的耐火極限應(yīng)高于1.0h。同時，機械加壓送風系統(tǒng)的管道耐火極限應(yīng)高于1.0h，并設(shè)置專用的檢修乙級防火門[6]。

（五）送風口

在布設(shè)時，嚴禁送風口與排煙機在同一層面，若無法按要求設(shè)置，應(yīng)將兩者分開布設(shè)。在豎立布設(shè)時，排煙機嚴禁在送風機機口下方，兩者距離應(yīng)超過3m，水平布置距離應(yīng)大于10m。此外，還應(yīng)結(jié)合以下幾點要求。

1.建筑布局。建筑的布局決定了送風口實際安裝位置。在設(shè)計過程中，仔細研究建筑的結(jié)構(gòu)，確定送風口位置。此外，還需要考慮建筑的功能區(qū)域。不同的功能區(qū)域可能需要不同的送風口布置方式。例如，當前室的加壓送風口設(shè)置在前室頂部或正對前室入口墻面時，樓梯間可采用自然通風；當加壓送風口未設(shè)置在前室頂部或正對前室入口的墻面時，樓梯間應(yīng)采用機械加壓送風系統(tǒng)。

2.風口數(shù)量。按照規(guī)定要求，建筑前室應(yīng)布設(shè)一個風口，樓梯間每隔2層-3層設(shè)一個，需注意前室為常閉式加壓送風口，并應(yīng)設(shè)手動開啟裝置，樓梯間為敞開式百葉送風口，促使防煙作用最大程度發(fā)揮。

3.風口安裝注意事項。送風口應(yīng)直接與室外相通，并注意避免煙氣吸入；風口應(yīng)設(shè)置在加壓送風系統(tǒng)下部；送風口與出風口嚴禁設(shè)置在同一高度，若無法避免，應(yīng)分開布置，其中豎向布置兩者之間的距離應(yīng)超過6m，水平布置應(yīng)超出20m；除直灌送風方式，建筑樓梯間的每2層-3層布設(shè)常開式百葉送風口；前室應(yīng)布設(shè)可手動開啟的常閉式送風口；每個送風口嚴禁安裝在易被門擋住的區(qū)域。

（六）控制系統(tǒng)方式

在消防加壓送風系統(tǒng)中，自動切換功能能夠保證系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下自動選擇最佳的工作模式。例如，當系統(tǒng)檢測到火災(zāi)發(fā)生時，自動將工作模式切換為高壓送風模式，以提供足夠的空氣給消防人員進行滅火。當火災(zāi)得到控制后，系統(tǒng)會自動切換回正常的工作模式，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在某些特殊情況下，系統(tǒng)可能需要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進行手動切換。具體控制方式：風管上電動風閥平時常閉、電信號開啟、70°C熔斷關(guān)閉、手動復(fù)位，風管上70°C防火閥平時常開，火災(zāi)時消防中心根據(jù)報警信號15s內(nèi)聯(lián)動開啟加壓送風機和火災(zāi)層及其上下兩層（共3層）的防火閥，防火閥70°C熔斷關(guān)閉，風管上的百葉風口常開。此外，加壓送風機的啟動應(yīng)保證具備以下功能：在建筑現(xiàn)場能夠手動啟動；可通過火災(zāi)自動報警系統(tǒng)自動啟動；在消防控制室中，可以手動啟動；系統(tǒng)中任何常閉加壓送風口或防煙防火閥開啟時，加壓風機可自動啟動[7]。

控制系統(tǒng)還應(yīng)具備故障報警功能。及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的故障，并發(fā)出警報，以便操作人員能夠及時采取措施修復(fù)故障。例如，當系統(tǒng)檢測到某個傳感器損壞或電路出現(xiàn)短路時，自動觸發(fā)故障報警功能，將故障信息發(fā)送給操作人員，保障操作人員迅速定位故障位置，并進行相應(yīng)的維修或更換。為了實現(xiàn)上述功能，應(yīng)不斷完善控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)包括傳感器、控制器、執(zhí)行器和報警裝置。壓差傳感器負責檢測前室和走廊、樓梯間和走廊的壓差參數(shù)，將這些參數(shù)傳輸給控制器?？刂破鞲鶕?jù)傳感器傳輸?shù)膮?shù)進行邏輯判斷和計算，根據(jù)判斷結(jié)果向執(zhí)行器發(fā)送相應(yīng)的指令。

結(jié)語

綜上所述，高層民用建筑的消防加壓送風系統(tǒng)設(shè)計是個十分復(fù)雜的過程，需要綜合考慮多種因素，如安全性、可靠性、經(jīng)濟性等。通過合理的設(shè)計和優(yōu)化，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性，確保建筑在出現(xiàn)火災(zāi)時，全面發(fā)揮加壓送風作用，保證防煙效果，避免人員疏散通道被濃煙堵塞，為火災(zāi)周邊區(qū)域創(chuàng)造良好的逃生環(huán)境。在設(shè)計過程中，應(yīng)充分考慮這些因素，并采取相應(yīng)的措施來滿足建筑要求，提升建筑安全性能。

參考文獻

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[7]王作賢.高層民用建筑加壓送風防煙設(shè)計中幾個問題的探討[C].民用建筑空調(diào)設(shè)計技術(shù)交流會資料集，1993.