高层建筑消防配套加压送风防烟系统设计研究

李成

摘 要:要使高层建筑确保加压送风防烟系统的安全、可靠运行,设计人员必须要充分考虑各方面制约因素, 更合理的进行设计。本文分析了基于楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室的加压送风防烟系统对高层建筑防烟的设计中的一些常见问题,提出了在设计中应该注意的事项。

关键词: 高层建筑防烟加压送风放烟

中图分类号：TS958文献标识码： A

前言

当高层建筑发送发生火灾，防烟楼梯间是建筑内人员紧急疏散的唯一安全通道,而消防队员进行扑救火灾的主要运输工具是消防电梯。为了达到疏散安全和及时扑救的要求,国内、外高层建筑设计中被广泛采纳使用的是加压送风防烟系统，这种防烟方式系统保护下的防烟楼梯间与前室(合用前室)的安全系数大大提高。

1、排烟系统简介

自然情况下排烟所需要的条件：首先是，需要排烟的空间可以开启外窗，但是外窗的面积不能小于该空间所占面积的2%；如果是长度不超过60厘米的内部走道，那么该走道内所开启的外窗面积应该大于走道面积的2%；中庭的净空高度如果在12米以内，那么该中庭开启的天窗或者高侧窗的面积应该大于该中庭面积的5%；最后就是排烟窗的开设位置应该位于上方，并且需要设置好随时开启的装置。

因自然排烟的排烟能力有限，致使在不具备自然排烟条件的的高层建筑内，设置加压送风防烟系统是唯一的选择，该系统的安装在使用时对消防电梯井、楼梯间及其前室加压送风之间形成一个压力差，从而阻止因为火灾产生的浓烟入侵这些空间。由于该放烟系统运行简单、可靠，近年来广泛被国内、外高层建筑所采用。

2、加压送风口的设定

通过当前经验可知，在设计机械加压送风系统时需要确定以下条件：加压送风的风量；加压风机的风压；消防中心与加压送风系统之间的联动控制以及加压送风道断面尺寸和其送风口断面尺寸。

加压送风防烟系统需要满足的设计要点：楼梯间和合用前室应分别独立设置加压送风系统 ：为满足防烟效果，设计时计算确定的加压送风量不应小于《高层民用建筑设计防火规范》所规定的数值。

每层都需要设立一个前室常闭式加压送风口。当火灾发生时，烟感器一旦探测到火灾发生，就会立即将讯号传输至消防控制中心，控制中心会启动加风机同时发出启动火灾层上、下邻楼层前室的送风口，对前室进行加压送风。

为了有效的提高防烟的效果，在设计时要提高楼梯间加压送风的压力，而且过道和室内空间的压力不能超过前室压力，需达到《高层民用建筑设计防火规范》的要求，即“前室、合用前室、消防电梯前室，封闭避难层（间）压力为25Pa” 、“防烟楼梯间压力为500Pa”、“楼梯间宜隔2 层～3 层设一个加压送风口,前室的加压送风口应每层设一个”。所以在实际安装使用的过程中会有如下情况：首先是常开百叶风口一般均用于楼梯间的加压送风口；其次是前室(合用前室) 的加压送风口一般采用常闭式(带电接点) 和常开百叶风口。

对于超高层建筑来说，可采用楼井竖向分区，并在两区的送风之间利用避难层隔断设密闭门，以此来降低热压对加压送风防烟系统的影响。

3、加压送风量的设定

《高层民用建筑设计防火规范》中指明“高层建筑防烟楼梯间及其前室,合用前室和消防电梯间前室的机械加压送风量应由计算确定,或按表8. 3. 2 - 1至表8. 3. 2～8. 3. 4 的规定确定,当计算值和本表不一致时,应按两者中较大值确定”。

序号 机械加压送风部位 系统负担层数<=20层 系统负担层数20-32层

1 仅对防烟楼梯间加压（前室不送风） 25000-30000 35000-40000

2 对防烟梯间及其合用前室分别加压 楼梯间 16000-20000 20000-25000

前室 12000-16000 18000-22000

3 仅对消防电梯前室加压 15000-20000 22000-27000

4 仅对前定和合用前室加压（楼梯间自然排烟） 22000-27000 28000-32000

5 对全封闭避难层（间）加压 按避难层净面积每平方米不小于30m3/h计算

表1加压送风风量（m3/h）

注：表中1-4风量按2.0m×1.6m双扇门的开启来定，当采用单扇门时，表中风量乘0.75，当有两个或两个以上出入口进，表中风量乘1.5-1.75。如果建筑物层高超过32层时，加压送风系统就需要分段设置。

加压送风量要根据计算来设定,并非建筑物的层数符合表中的要求,便可直接按照表中加压送风量的数值。

据以上分析各种类型的计算公式均以保持加压部位需要的正压值及开启着火层疏散通道门时保持门洞处的风速这两个条件为基本理论依据,对此主要使用压差法和流速法:

1) 压差法:

式中: A ———漏风面积总和,m2 ;

ΔP ———两侧压差,Pa ;

n ———缝隙系数。

此方法中正压值需要确定,楼梯间P = 50 Pa ,前室P = 25 Pa 以及有效漏风面积的确定。

2) 流速法:

式中: v ———门洞断面风速,m/ s ;

f ———门洞面积,m2 ;

n ———同时开启门的数量。

阻止烟气通过正在开启的疏散门进入疏散通道的必要风速是门洞断面风速,所以此方法中采用0. 7 m/ s～1. 0 m/ s 的风速。

除考虑加压送风量的计算中以上因素外,还应考虑热压作用对加压送风量的影响。另外，北方地区室外温度降低时加压风量就需要增加,而且建筑楼层越高,增加的幅度越大。

4、加压送风机的选用与消防控制

建筑物的任何楼层发生火灾时,消防控制室就会启动所有加压送风系统,如果前室采用常闭式送风口,还需要开启着火层及其相邻的前室加压送风口。

普通离心风机或斜流风机一般就能满足加压送风放烟系统的使用, 因斜流风机安装灵活且占地面积小所以在一般设计中使用较多。在选用加压送风机时要注意风机新风入口不受火烟威胁或污染以及除计算最不利环路的管道压头损失外,同时还应附加楼梯间50 Pa ,前室25 Pa 的余压值。

5、总结

加压送风防烟方式是目前国内外认为最安全的一种防烟方式，合理的设计能取得较好的使用效果。实际生活中的运用是做好的检验证明。设计人员在高层建筑设计方案阶段就应考虑好防火分区，防烟分区的划分，从而确定合理的、安全可靠的防排烟方式，这是保护国家财产和人民生命安全的重要措施和保证，应引起高度重视

参考文献：

1、周学堂;朱红青;陈春;;防排烟系统与通风空调系统的兼用及需要注意的问题[J];安防科技;2006年03期

2、荣辉,张洪江,霍然,钟委;某商场分散式排烟系统设计的探讨[J];安全与环境学报;2005年02期

3、王荣辉,张洪江,霍然,钟委;某商场分散式排烟系统设计的探讨[J];安全与环境学报;2005年02期