消防電梯間前室防煙計算與風機選擇

摘要：本文重點介紹消防電梯間前室防煙系統的設計步驟，包括防煙方式的判斷，加壓送風系統的風量及送風口尺寸的計算以及風機余壓的驗證。

關鍵詞：樓梯間；前室；加壓送風；風道

1問題提出

①根據《高層民用建筑設計防火規范》十二層及十八層的單元式住宅應設封閉樓梯間。

②十二層及十二層以上的單元式住宅和通廊式住宅應設消防電梯。

③某高層住宅樓梯間大樣，該建筑地上18層，地下1層，電梯從1層到18層均能到達。雖有樓梯間但并不是防煙樓梯間，所以只考慮消防電梯前室的防排煙問題。

2防煙方式的判斷

高層建筑的防煙設施應分為機械加壓送風的防煙設施和可開啟外窗的自然排煙設施。該樓梯間靠外墻，且每層外窗面積為0.9×1.5=1.35m2；可開啟面積為0.45×1.0=0.45m2；每五層內可開啟外窗總面積之和0.45×5=2.25>2.0m2。所以該住宅中的樓梯間采用可開啟外窗的自然排煙達到防煙效果。該消防電梯間前室沒有外窗，不能自然排煙，所以采用機械加壓送風的防煙設施。

3加壓送風量的計算

3.1計算模型的假定條件機械加壓送風是利用送風機供給疏散通道中的合用前室以室外新鮮的空氣，由于在火災發生時，門的開啟狀況，系統的運行控制方式多種多樣，所以計算合用前室的正壓送風量時，首先應該確定計算模型的假定條件。

①任意一層著火時，當系統門（樓梯間開向前室、前室開向走廊的門）全閉時，合用前室的壓力值為25Pa至30Pa。

②同時打開任一模擬著火層及其上一層的防火門，其它層的防火門均關閉，模擬火災層各門洞處的風速應大于等于0.7m/s，形成一種與煙氣擴散方向相反的氣流，阻止煙氣向正壓空間擴散入侵，以確保疏散通道的安全。

3.2計算與比較按照壓差法和風速法分別計算，取其較大值作為計算加壓送風量。

3.2.1壓差法采用機械加壓送風的消防電梯前室，其加壓送風量按照當門關閉時保持一定正壓值計算（壓差法），送風量為：

（1）

式中：△P—門窗兩側的壓差值，根據加壓部位取25-50Pa；b—指數，對于門縫及較大漏風面積取2，對于窗縫取1.6；0.827—計算常數；1.25—不嚴密處附加系數；f—門窗縫隙的計算漏風總面積，m2。

該前室內門的類型參數如下：①從正壓間向外開啟的門1.2m×2.1m，開啟面積2.52m2；門門縫長8.7m；縫寬0.004m；縫面積0.0348m2。②向正壓間開啟的1.0m×2.1m，開啟面積2.1m2；門縫長8.3m；縫寬0.00179；縫面積0.015m2。③縫長總計0.0798m2。Ly=0.827×20×0.0798×251/2×3600×1.25=10361m3/h。

3.2.2風速法采用機械加壓送風的防煙樓梯間及其前室，消防電梯及合用前室，當門開啟時，保持門洞處一定風速所需的風量（風速法）。

（2）

式中：F—每個門的開啟面積，m2；v—開啟門洞處的平均風速，取0.7-1.2m/s；a—背壓系數，根據加壓間密封程度取0.6-1.0；b—漏風附加率，取0.1-0.2；n—同時開啟門的計算數量。當建筑物為20層以下時取2，當建筑物為20-32層時取3。該計算中n=2。

通過比較，風速法算得的風量比較合理。高層建筑消防電梯間前室的機械加壓送風量應由計算確定，或按高規中的規定（系統負擔層數<20層，加壓送風量15000～20000m3/h）確定。當計算值和規定不一致時，應按兩者較大值確定。通過上述計算結果為21773m3/h，符合要求。

4風機、風口的選擇

根據樣本選擇大于21773m3/h的風機。實際選擇混流風YTHLNO7C。風量24084m3/h，全壓803.5Pa，轉數1450r/min，風機功率11kW，電壓380V。每個樓梯間前室內的每層風道上設置一個常閉多葉送風口。風口、風機的控制連鎖如下：①煙感控制：當火災探測器探得的火災訊號或者手動報警信號送至消防控制中心后，打開火災層以及其上鄰樓層前室的送風口，風口打開信號反饋到控制中

心后，控制中心使風機啟動。②手動控制：當手動關閉風口時，信號反饋到控制中心，控制中心使風機停止。③在控制室通過手動讓風機啟動和停止。加壓送風口按火災時相應的同時開啟的層數計算風口尺寸，每個風口面積按下式計算：

（3）

式中：L—加壓送風量，m3/h；n—加壓送風口同時開啟的層數；7—風口風速，取7m/s；η—風口有效面積率，一般取85%（計算中可取100%，因為風速7m/s是從影響人的舒適性出發的限值，火災時，可不考慮）

實際風口尺寸選擇600mm×800mm，f實為0.48m2。選擇下式操作門的多葉送風口600×（800+250）。風口安裝高度底標高距前室地面1.4m。送風口的風速為：

上算結果小于7m/s。同時，進行余壓計算及風道尺寸的驗證。建筑混凝土風道凈尺寸為840mm×540mm。風道最大風速為15m/s。如表1。

表1風機至送風口管道水力計算表

588×1.2=705Pa

該風道采用混凝土風道，機械加壓送風的風速14.76m/s<15m/s；

風機到送風口管段之間的阻力損失為705Pa<風機的全壓803.5Pa。設計滿足要求。

參考文獻：

[1]GB50045—95高層民用建筑設計防火設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2005.

[2]陸耀慶.實用供熱空調設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.

[3]GB50116-1998《火災自動報警系統設計規范》[S].北京：中國計劃出版社.