淺談共用防煙樓梯間加壓送風系統設計

王 磊 陳素君

0 引言

根據《高層民用建筑設計防火規范》(以下簡稱《高規》)6.2.8條規定:“地下室或半地下室與地上層不應共用樓梯間,當必須共用樓梯間時,應在首層與地下或半地下層的出入口處,設置耐火極限不低于2.00 h的隔墻和乙級的防火門隔開,并應有明顯標志。”

高層建筑設計中,建筑方案一般均采用共用防煙樓梯間的形式,且按上述規定在首層與地下室外入口處設置了耐火極限不低于2.00 h的隔墻和乙級防火門將上下隔開。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空間,此時,防煙樓梯間地上與地下部分加壓送風量如何確定,加壓送風系統如何設置,《高規》中并無與6.2.8條相應的防煙條文規定,因此在實際工程設計中出現了各種不同的理解和做法。本文對地下、地上共用樓梯間加壓送風系統設計方式進行了簡單總結和分析。

1 防煙樓梯間地上、地下仍毫無改變地設計成一個加壓送風系統

合用風機,合用風道,加壓送風量按一個防煙樓梯間計算,加壓送風機置于屋頂,加壓送風口采用大小相同的自垂百葉風口,每2層～3層設一個(地下室1個～2個風口),各風口送風量均相等。此種做法,未注意建筑專業在共用樓梯間設計中首層與地下室出入口處的微妙變化,忽視了那道墻和防火門的存在。如果沒有那道隔墻和防火門,地下室與地上層防煙樓梯間設計成一個常規加壓送風系統,不存在任何問題,而有了那道隔墻和防火門(不論地下室著火還是地上層著火,此防火門均應處于關閉狀態),再毫無改變地設計成一個常規加壓送風系統,就產生了問題:當地下層著火時,所有送風口均開啟,送風、風量均送到地上層防煙樓梯間,地下層防煙樓梯間部分僅1個～2個風口送風,送風量嚴重不足;當地上絕大部分層著火時,所有送風口均開啟送風,由于地下層防煙樓梯間部分所設1個～2個風口亦開啟送風,故地上層防煙樓梯間部分送風量亦顯不足,難以滿足《高規》8.3.2條規定的送風量。筆者接觸的設計人員中仍有采用此種做法,而且圖紙審查單位也未提出任何異議,這也是助長這種做法延續的原因之一。

2 防煙樓梯間地上與地下合用送風道,合用風機的加壓送風系統,送風口為自垂百葉風口

此種加壓送風系統的加壓送風量應比計算值增加30%。加壓送風機置于屋頂,地上加壓送風口葉風口每2層～3層設一個,當地下層數較少時,為減少加壓送風口面積,地下部分每層都設置加壓送風口。加壓送風口均為自垂百葉風口,在屋頂加壓風機出口處設置止回閥或電動閥,防止空氣倒灌。無論地上還是地下發生火災,由消防控制室電訊號開啟加壓送風機,地下與地上同時加壓送風,此種做法是對第一種加壓送風做法風量不足的改善,適用于地下部分不具備設置獨立加壓送風系統的場所。這種做法系統控制簡單、靈活、經濟性較差。加壓送風系統原理如圖1所示。

3 防煙樓梯間地上與地下兩部分分別獨立設置加壓送風系統

獨立的加壓送風系統包括加壓風機、垂直豎風道、加壓送風口等均分開設置。加壓送風量分別計算確定。地上加壓送風口葉風口每2層～3層設一個,當地下層數較少時,為減少加壓送風口面積,地下部分每層都設置加壓送風口。加壓送風口為自垂百葉風口,在屋頂加壓風機出口處設置止回閥或電動閥,防止空氣倒灌。當地上發生火災時,由消防控制室電訊號控制開啟地上部分加壓送風系統風機;當地下發生火災時,由消防控制室電訊號控制開啟地下部分加壓送風系統風機;這種系統在任何情況下均能滿足加壓送風要求,且連鎖控制簡單、靈活、可靠,但經濟性差。加壓送風系統原理如圖2所示。

4 防煙樓梯間地上與地下合用送風道,合用風機的加壓送風系統,風口采用常閉型電控風口

當地上防煙系統負擔層數少于20層,地下防煙系統負擔層數為1層～3層時,地上高層防煙樓梯間部分加壓送風量按《高規》8.3.2條規定確定,地下防煙樓梯間部分加壓送風量參照GB 50098-98人民防空工程設計防火規范[3](2001年版)(以下簡稱《人防規》)6.2.1條規定確定。由于地下地上加壓送風量相等或接近,此時可采用合用風機合用送風豎井加壓送風方案,加壓送風機設一臺單速風機,設于屋頂,加壓送風口采用常閉型電控風口,與加壓送風機連鎖控制,地上層每2層～3層設一個加壓送風口,地下部分加壓送風口,依《人防規》6.2.1條風量要求及風口限定風速確定風口斷面積(較地上層風口大得多),當地下層數較少時,為減少加壓送風口面積,地下部分每層都設置加壓送風口。當地上層發生火災時,開啟地上層所有風口,向地上樓梯間加壓送風;當地下層發生火災時開啟地下層所有風口,向地下樓梯間加壓送風。這種系統在任何情況下均可滿足加壓送風要求,經濟性也好,但風口采用常閉型電控風口,消防連鎖控制較復雜。加壓送風系統原理如圖3所示。

5 防煙樓梯間地上與地下合用送風道,分設風機并聯(或選用一臺變頻或雙速風機)的加壓送風系統,風口采用常閉型電控風口

當地上防煙系統負擔層數為20層～32層,地下防煙系統負擔層數為1層～3層時,加壓送風量確定第四種做法,由于地下、地上加壓送風量相差較大,此時可采用合用送風豎井,分設風機加壓送風方案,選用兩臺分別適合地上、地下風量的風機并聯,設于屋頂,地上層火災時開啟與地上對應的風機和風口,地下層火災時開啟與地下層對應的風機和風口,加壓送風口均采用常閉型電控風口,與加壓送風機連鎖控制,地上層每2層～3層設一個加壓送風口,當地下層數較少時,為減少加壓送風口面積,地下部分每層都設置加壓送風口。這種系統經濟性較差,消防連鎖控制復雜。加壓送風系統原理如圖4所示。

6 樓梯間采用直灌式加壓送風系統

當不具備設置加壓送風豎井的條件時,樓梯間地上與地下可采用直灌式加壓送風系統。采用直灌式加壓送風系統,對于超過15層的高層建筑,應采用樓梯間多點部位送風的方式,送風口的服務半徑不宜大于10層;直灌式加壓送風系統的風機送風量應比計算值的送風量增加20%,同時加壓送風口不宜設在首層。直灌式加壓送風系統可滿足加壓送風要求,最大的優點是經濟性非常好,連鎖控制非常簡單。

7 結語

通過對以上幾點共用樓梯間加壓送風系統設計方式的分析,每種方式都各有利弊,筆者贊同第二種及第四種做法,在可能條件下,盡量采用這兩種做法,必要時也可采用第六種做法,第五種做法控制復雜且不經濟,不提倡,第一種做法不足取,存在較大的安全隱患。設計人員在工作中應結合工程實際,在滿足規范的前提下,選擇最合適的方案。

[1] GB 50045-95,高層民用建筑設計防火規范[S].

[2] GB 50098-98,人民防空工程設計防火規范[S].

[3] 陸耀慶.實用供熱空調設計手冊[M].第2版.北京:中國建筑工業出版社,2008.

[4] 07K103-1,建筑防排煙及暖通空調防火設計[S].

[5] 李德英.民用建筑防排煙系統設計的幾點探析[J].山西建筑,2008,34(26):177-178.