高層民用建筑消防加壓送風系統設計與探討

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：

隨著城市建設的不斷發展，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，其中火災最為常見。為控制發生火災時出現的煙霧，需要對建筑的加壓送風系統進行科學設計?；诖耍疚闹攸c探討高層民用建筑加壓送風系統設計，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，在發生火災時快速完成疏散。

關鍵詞：高層；民用建筑；加壓送風系統

引言

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

一、加壓送風系統的基本原則

（一）可靠性原則

為了保證加壓送風系統的可靠性，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穩定可靠運行、優化系統設計、定期維護和檢查以防止發生系統故障以及加強培訓和演練以提高操作人員的應對能力。通過這些措施，確保加壓送風系統在電力供應中斷或系統故障的情況下，仍然能夠繼續工作，保障防煙效果不受影響，為火災救援工作提供有力支持。

（二）安全性原則

加壓送風系統的設計必須符合要求。系統必須具備足夠的能力來應對火災發生時產生的大量煙霧。為了實現安全目標，要結合建筑特點、發生火災的可能性以及各類重要場所的需求。通過合理的設計和布局，保證加壓送風系統能夠防止煙霧擴散，為人員疏散提供安全環境。另外，設計還需要考慮系統的靈活性和可調節性。不同的建筑可能有不同的需求，系統需要具備靈活性，以適應不同的情況。同時，系統還需要具備遠程控制和監控功能，以便操作人員能夠及時了解系統的運行狀態，從而進行必要的調整[1]。

（三）經濟性原則

加壓送風系統的設計應在保證防煙排煙效果前提下，合理控制成本。對于購置成本，選擇性能優越、價格合理的設備，包括各類排煙系統的關鍵部件。在選擇設備時，應充分了解市場上的各種產品，對比其性能、價格和使用壽命等因素，選擇性價比最高的設備。對于安裝成本，在設計階段應充分考慮設備的布局、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，可以減少因腐蝕導致的更換和維護成本。對于能耗成本，選擇高效節能的設備。例如，選擇高效的風機和風閥，可以降低系統的能耗。需要注意的是，所選系統材料應具有保證系統正常工作的技術措施，系統中的管道、閥門和組件的性能應滿足其在加壓送風系統中正常使用的需求[2]。

二、加壓送風系統設計具體內容

（一）確定送風系統布設

加壓送風系統的作用是防煙，保證高層建筑在發生火災時，內部特殊區域不受煙霧影響，維護人員的逃生通道與救援通道安全。對于高層民用建筑，其內部的加壓送風系統應根據實際情況進行布設。應采用防煙處理措施的區域包括封閉樓梯間、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、結構以及內部布局等。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風險。因此，應結合實際情況設計出完善的防煙加壓送風系統，促使建筑在火災發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、人員緊急疏散通道、火災的可能性等。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。建筑的通風情況良好，火災的可能性較低，可結合要求適當降低系統布設，控制加壓送風系統的成本投入。對于建筑通風情況較差或者火災的可能性較高，應適當增設系統，提升加壓送風效果，促使此類區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的風量時，需要考慮多個因素。根據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計，以此確定系統加壓送風量。消防電梯前室的風量應滿足以下要求：高度在24m-50m時，風量應為35400m3/h-36900m3/h；高度在50m-100m時，風量應為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，風量應為42400m3/h-44700m3/h；高度在50m-100m時，風量應為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，風量應為36100m3/h-39200m3/h；高度在50m-100m時，風量應為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，加壓送風系統的布設區域嚴禁設置百葉窗，并不可設置開啟外窗。

消防加壓送風系統風量計算是一個復雜的過程。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為25Pa-30Pa；沿樓梯間的封閉樓梯間與走道之間的壓差應為40Pa-50Pa。當系統余壓值超過最大允許壓力差時應采取泄壓措施[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，機械加壓送風系統的設計風量不應小于計算風量的1.2倍，以滿足加壓送風系統的需求。對于管道的設計，需要考慮系統的壓力要求。壓力是指空氣在管道中流動時所受到的阻力，影響著系統的送風效果和能耗。因此，在設計管道時，需要根據系統的壓力要求來確定合適的管道直徑和材質。管道的直徑應滿足系統的流量需求，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計時，還需要考慮系統的運行效率和穩定性。運行效率影響著系統的能耗和運行成本，運行穩定性影響著系統的可靠性和安全性。在選擇風機和管道設計時，選擇能夠提供較高效率的風機和管道。同時，考慮穩定性能，選擇能夠提供較高穩定性的風機和管道。此外，考慮系統的成本和維護等因素。系統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濟效益。因此，在選擇風機和管道設計時，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]。

風機盡可能布設在整個加壓送風系統下部，并采取能夠保證每層均勻送風的有效措施，同時為風機設置專用機房，機房應符合國家的防火安全規定。在風機出進風管中安裝風閥時，風機需要設置在出現火災時可自動開啟的裝置。此外，機械加壓送風管道應采用不燃性材料，管道的內表面應光滑，管道的密閉性能應滿足火災時加壓送風要求。當送風管道內壁為金屬時，設計風速不應大于20m/s；當送風管道內壁為非金屬時，設計風速不應大于15m/s；送風管道的厚度應符合《通風與空調工程施工質量驗收規范》GB50243的規定。例如，豎直安裝的送風管道應具有獨立管道井，若缺少專用管道井，應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高于0.5h，缺少專用管道井的耐火極限應高于1.0h。同時，機械加壓送風系統的管道耐火極限應高于1.0h，并設置專用的檢修乙級防火門[6]。

（五）送風口

在布設時，嚴禁送風口與排煙機在同一層面，若無法按要求設置，應將兩者分開布設。在豎立布設時，排煙機嚴禁在送風機機口下方，兩者距離應超過3m，水平布置距離應大于10m。此外，還應結合以下幾點要求。

1.建筑布局。建筑的布局決定了送風口實際安裝位置。在設計過程中，仔細研究建筑的結構，確定送風口位置。此外，還需要考慮建筑的功能區域。不同的功能區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；當加壓送風口未設置在前室頂部或正對前室入口的墻面時，樓梯間應采用機械加壓送風系統。

2.風口數量。按照規定要求，建筑前室應布設一個風口，樓梯間每隔2層-3層設一個，需注意前室為常閉式加壓送風口，并應設手動開啟裝置，樓梯間為敞開式百葉送風口，促使防煙作用最大程度發揮。

3.風口安裝注意事項。送風口應直接與室外相通，并注意避免煙氣吸入；風口應設置在加壓送風系統下部；送風口與出風口嚴禁設置在同一高度，若無法避免，應分開布置，其中豎向布置兩者之間的距離應超過6m，水平布置應超出20m；除直灌送風方式，建筑樓梯間的每2層-3層布設常開式百葉送風口；前室應布設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域。

（六）控制系統方式

在消防加壓送風系統中，自動切換功能能夠保證系統在正常工作狀態下自動選擇最佳的工作模式。例如，當系統檢測到火災發生時，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。當火災得到控制后，系統會自動切換回正常的工作模式，以確保系統的穩定運行。在某些特殊情況下，系統可能需要根據現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熔斷關閉、手動復位，風管上70°C防火閥平時常開，火災時消防中心根據報警信號15s內聯動開啟加壓送風機和火災層及其上下兩層（共3層）的防火閥，防火閥70°C熔斷關閉，風管上的百葉風口常開。此外，加壓送風機的啟動應保證具備以下功能：在建筑現場能夠手動啟動；可通過火災自動報警系統自動啟動；在消防控制室中，可以手動啟動；系統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]。

控制系統還應具備故障報警功能。及時發現系統中的故障，并發出警報，以便操作人員能夠及時采取措施修復故障。例如，當系統檢測到某個傳感器損壞或電路出現短路時，自動觸發故障報警功能，將故障信息發送給操作人員，保障操作人員迅速定位故障位置，并進行相應的維修或更換。為了實現上述功能，應不斷完善控制系統?？刂葡到y應包括傳感器、控制器、執行器和報警裝置。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，將這些參數傳輸給控制器?？刂破鞲鶕鞲衅鱾鬏數膮颠M行邏輯判斷和計算，根據判斷結果向執行器發送相應的指令。

結語

綜上所述，高層民用建筑的消防加壓送風系統設計是個十分復雜的過程，需要綜合考慮多種因素，如安全性、可靠性、經濟性等。通過合理的設計和優化，提高系統運行的穩定性與安全性，確保建筑在出現火災時，全面發揮加壓送風作用，保證防煙效果，避免人員疏散通道被濃煙堵塞，為火災周邊區域創造良好的逃生環境。在設計過程中，應充分考慮這些因素，并采取相應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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[2]金陽，朱申琳，池可人.關于住宅建筑加壓送風系統設計探討[J].建筑熱能通風空調，2022，41（04）：81-84.

[3]齊紅霞，張璇，代小芳，等.加壓送風系統余壓值控制方式分析[J].暖通空調，2021，51（S2）：252-255.

[4]吳延奎，蔣能飛.高層建筑前室機械加壓送風系統旁通泄壓閥超壓控制措施分析[J].制冷，2021，40（02）：73-76.

[5]楊帥.淺談高層民用建筑機械加壓送風系統的設計要點[J].工程技術（引文版），2023：302.

[6]劉子熠.關于高層建筑機械加壓送風系統設計的探討[J].山西建筑，2016，42（03）：122-123.

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