高層建筑消防配套加壓送風防煙系統設計研究

李成

摘 要:要使高層建筑確保加壓送風防煙系統的安全、可靠運行,設計人員必須要充分考慮各方面制約因素, 更合理的進行設計。本文分析了基于樓梯間及其前室、消防電梯間前室和合用前室的加壓送風防煙系統對高層建筑防煙的設計中的一些常見問題,提出了在設計中應該注意的事項。

關鍵詞: 高層建筑防煙加壓送風放煙

中圖分類號：TS958文獻標識碼： A

前言

當高層建筑發送發生火災，防煙樓梯間是建筑內人員緊急疏散的唯一安全通道,而消防隊員進行撲救火災的主要運輸工具是消防電梯。為了達到疏散安全和及時撲救的要求,國內、外高層建筑設計中被廣泛采納使用的是加壓送風防煙系統，這種防煙方式系統保護下的防煙樓梯間與前室(合用前室)的安全系數大大提高。

1、排煙系統簡介

自然情況下排煙所需要的條件：首先是，需要排煙的空間可以開啟外窗，但是外窗的面積不能小于該空間所占面積的2%；如果是長度不超過60厘米的內部走道，那么該走道內所開啟的外窗面積應該大于走道面積的2%；中庭的凈空高度如果在12米以內，那么該中庭開啟的天窗或者高側窗的面積應該大于該中庭面積的5%；最后就是排煙窗的開設位置應該位于上方，并且需要設置好隨時開啟的裝置。

因自然排煙的排煙能力有限，致使在不具備自然排煙條件的的高層建筑內，設置加壓送風防煙系統是唯一的選擇，該系統的安裝在使用時對消防電梯井、樓梯間及其前室加壓送風之間形成一個壓力差，從而阻止因為火災產生的濃煙入侵這些空間。由于該放煙系統運行簡單、可靠，近年來廣泛被國內、外高層建筑所采用。

2、加壓送風口的設定

通過當前經驗可知，在設計機械加壓送風系統時需要確定以下條件：加壓送風的風量；加壓風機的風壓；消防中心與加壓送風系統之間的聯動控制以及加壓送風道斷面尺寸和其送風口斷面尺寸。

加壓送風防煙系統需要滿足的設計要點：樓梯間和合用前室應分別獨立設置加壓送風系統 ：為滿足防煙效果，設計時計算確定的加壓送風量不應小于《高層民用建筑設計防火規范》所規定的數值。

每層都需要設立一個前室常閉式加壓送風口。當火災發生時，煙感器一旦探測到火災發生，就會立即將訊號傳輸至消防控制中心，控制中心會啟動加風機同時發出啟動火災層上、下鄰樓層前室的送風口，對前室進行加壓送風。

為了有效的提高防煙的效果，在設計時要提高樓梯間加壓送風的壓力，而且過道和室內空間的壓力不能超過前室壓力，需達到《高層民用建筑設計防火規范》的要求，即“前室、合用前室、消防電梯前室，封閉避難層（間）壓力為25Pa” 、“防煙樓梯間壓力為500Pa”、“樓梯間宜隔2 層～3 層設一個加壓送風口,前室的加壓送風口應每層設一個”。所以在實際安裝使用的過程中會有如下情況：首先是常開百葉風口一般均用于樓梯間的加壓送風口；其次是前室(合用前室) 的加壓送風口一般采用常閉式(帶電接點) 和常開百葉風口。

對于超高層建筑來說，可采用樓井豎向分區，并在兩區的送風之間利用避難層隔斷設密閉門，以此來降低熱壓對加壓送風防煙系統的影響。

3、加壓送風量的設定

《高層民用建筑設計防火規范》中指明“高層建筑防煙樓梯間及其前室,合用前室和消防電梯間前室的機械加壓送風量應由計算確定,或按表8. 3. 2 - 1至表8. 3. 2～8. 3. 4 的規定確定,當計算值和本表不一致時,應按兩者中較大值確定”。

序號 機械加壓送風部位 系統負擔層數<=20層 系統負擔層數20-32層

1 僅對防煙樓梯間加壓（前室不送風） 25000-30000 35000-40000

2 對防煙梯間及其合用前室分別加壓 樓梯間 16000-20000 20000-25000

前室 12000-16000 18000-22000

3 僅對消防電梯前室加壓 15000-20000 22000-27000

4 僅對前定和合用前室加壓（樓梯間自然排煙） 22000-27000 28000-32000

5 對全封閉避難層（間）加壓 按避難層凈面積每平方米不小于30m3/h計算

表1加壓送風風量（m3/h）

注：表中1-4風量按2.0m×1.6m雙扇門的開啟來定，當采用單扇門時，表中風量乘0.75，當有兩個或兩個以上出入口進，表中風量乘1.5-1.75。如果建筑物層高超過32層時，加壓送風系統就需要分段設置。

加壓送風量要根據計算來設定,并非建筑物的層數符合表中的要求,便可直接按照表中加壓送風量的數值。

據以上分析各種類型的計算公式均以保持加壓部位需要的正壓值及開啟著火層疏散通道門時保持門洞處的風速這兩個條件為基本理論依據,對此主要使用壓差法和流速法:

1) 壓差法:

式中: A ———漏風面積總和,m2 ;

ΔP ———兩側壓差,Pa ;

n ———縫隙系數。

此方法中正壓值需要確定,樓梯間P = 50 Pa ,前室P = 25 Pa 以及有效漏風面積的確定。

2) 流速法:

式中: v ———門洞斷面風速,m/ s ;

f ———門洞面積,m2 ;

n ———同時開啟門的數量。

阻止煙氣通過正在開啟的疏散門進入疏散通道的必要風速是門洞斷面風速,所以此方法中采用0. 7 m/ s～1. 0 m/ s 的風速。

除考慮加壓送風量的計算中以上因素外,還應考慮熱壓作用對加壓送風量的影響。另外，北方地區室外溫度降低時加壓風量就需要增加,而且建筑樓層越高,增加的幅度越大。

4、加壓送風機的選用與消防控制

建筑物的任何樓層發生火災時,消防控制室就會啟動所有加壓送風系統,如果前室采用常閉式送風口,還需要開啟著火層及其相鄰的前室加壓送風口。

普通離心風機或斜流風機一般就能滿足加壓送風放煙系統的使用, 因斜流風機安裝靈活且占地面積小所以在一般設計中使用較多。在選用加壓送風機時要注意風機新風入口不受火煙威脅或污染以及除計算最不利環路的管道壓頭損失外,同時還應附加樓梯間50 Pa ,前室25 Pa 的余壓值。

5、總結

加壓送風防煙方式是目前國內外認為最安全的一種防煙方式，合理的設計能取得較好的使用效果。實際生活中的運用是做好的檢驗證明。設計人員在高層建筑設計方案階段就應考慮好防火分區，防煙分區的劃分，從而確定合理的、安全可靠的防排煙方式，這是保護國家財產和人民生命安全的重要措施和保證，應引起高度重視

參考文獻：

1、周學堂;朱紅青;陳春;;防排煙系統與通風空調系統的兼用及需要注意的問題[J];安防科技;2006年03期

2、榮輝,張洪江,霍然,鐘委;某商場分散式排煙系統設計的探討[J];安全與環境學報;2005年02期

3、王榮輝,張洪江,霍然,鐘委;某商場分散式排煙系統設計的探討[J];安全與環境學報;2005年02期