3.4.4 为了阻挡烟气进入楼梯间,要求在加压送风时,防烟楼梯间的空气压力大于前室的空气压力,而前室的空气压力大于走道的空气压力。根据公安部四川消防研究所的研究成果,本条规定了防烟楼梯间和前室、合用前室、消防电梯前室、避难层的正压值。给正压值规定一个范围,是为了符合工程设计的实际情况,更易于掌握与检测。
为了防止楼梯间和前室之间、前室和室内走道之间防火门两侧压差过大而导致防火门无法正常开启,影响人员疏散和消防人员施救,本条还对系统余压值做出了明确规定。
3.4.5~3.4.8 正压送风系统的设置目的是开启着火层疏散通道时要相对保持该门洞处的风速以及能够保持疏散通道内有一定的正压值。通过工程实测得知,加压送风系统的风量仅按保持该区域门洞处的风速进行计算是不够的。这是因为门洞开启时,虽然加压送风开门区域中的压力会下降,但远离门洞开启楼层的加压送风区域或管井仍具有一定的压力,存在着门缝、阀门和管道的渗漏风,使实际开启门洞风速达不到设计要求。因此机械加压送风系统送风机的送风量应按门开启时,规定风速值所需的送风量和其他门漏风总量以及未开启常闭送风阀漏风总量之和计算。要说明的是,对于楼梯间来说,其开启门是指前室通向楼梯间的门;对于前室,是指走廊或房间通向前室的门。
综上,在计算系统送风量时,对于楼梯间、常开风口,按照楼层的设计开启门数时,其门洞达到规定风速值所需的送风量和其他门漏风总量之和计算。对于前室、常闭风口,按照其门洞达到规定风速值所需的送风量以及未开启常闭送风阀漏风总量之和计算。一般情况下,经计算后楼梯间窗缝或合用前室电梯门缝的漏风量对总送风量的影响很小,在工程的允许范围内可以忽略不计。因为消防电梯前室使用时,仅仅是使用层消防电梯门开启时的漏风量,其他楼层只有常闭阀的漏风量,见公式中的L3;而实际上计算风量公式中已经考虑了这部分消防电梯门缝隙的漏风量了。
(1)仅消防前室加压送风时,采用的是1.0m/s风速,其中除去需要防止烟气进入前室的最低风速0.5m/s外,差不多有近一半的风量用于送风层消防电梯门开启时缝隙的漏风量,其风速远大于0.5m/s,足够抵抗电梯井烟气进入消防前室了。
(2)当楼梯间与合用前室都送风时,楼梯间有部分风量进入前室,其防烟风速要求是0.5m/s,加上前室0.7m/s,就有1.2m/s,这也足够满足开启层前室疏散门与消防电梯门开启时的漏风量了。
(3)当楼梯间机械加压送风,独立前室不送风时,如独立前室具有两个或以上的开启门时,楼梯间疏散门的门洞断面风速采用1.0m/s的计算风量是不能满足前室疏散门同时开启的最低门洞风速要求的,必须进行加压送风。
(4)当楼梯间不送风,合用前室送风,其风量差不多是按门洞风速1.2m/s要求计算,除去通向楼梯间与走廊两边门开启需要的0.5m/s×2的风量外,还剩0.2m/s的风量也能够满足消防电梯门开启时缝隙的漏风量了。
据实测,电梯门开启时的门缝约0.24m2,按0.2m/s前室门2.1m2折算,电梯门缝风速有1.75m/s,已远超0.5m/s的风速要求。如遇漏风量很大的情况,计算中可加上此部分漏风量。
计算举例如下:
(1) 楼梯间机械加压送风、前室不送风情况。
例:某商务大厦办公防烟楼梯间13层、高48.1m,每层楼梯间1个双扇门1.6m×2.0m,楼梯间的送风口均为常开风口;前室也是1个双扇门1.6m×2.0m。
1) 开启着火层疏散门时为保持门洞处风速所需的送风量L1确定:
开启门的截面面积Ak=1.6×2.0=3.2(m2);
门洞断面风速取v=1.0m/s;
常开风口,开启门的数量N1=3;
L1=AkvN1=3.2×1×3=9.60(m3/s)
2)对于楼梯间,保持加压部位一定的正压值所需的送风量L2确定:
取门缝宽度为0.004m,每层疏散门的有效漏风面积A=(2×3+1.6×2)×0.004=0.0368(m2);
门开启时的压力差取△P=12Pa;
漏风门的数量N2=13-3=10;
楼梯间的机械加压送风量:
Lj=L1+L2=9.6+1.32=10.92m3/s=39312(m3/h)
设计风量不应小于计算风量的1.2倍,因此设计风量不应小于39312×1.2=47174.4(m3/h)。
(2) 楼梯间机械加压送风、合用前室机械加压送风情况。
例:某商务大厦办公防烟楼梯间16层、高48m,每层楼梯间至合用前室的门为双扇1.6m×2.0m,楼梯间的送风口均为常开风口;合用前室至走道的门为双扇1.6m×2.0m,合用前室的送风口为常闭风口,火灾时开启着火层合用前室的送风口。火灾时楼梯间压力为50Pa,合用前室为25Pa。
1 ) 楼梯间机械加压送风量计算:
对于楼梯间,开启着火层楼梯间疏散门时为保持门洞处风速所需的送风量L1确定:
每层开启门的总断面积Ak=1.6×2=3.2(m2);
门洞断面风速v取0.7m/s;
常开风口,开启门的数量N1=3;
L1=AkvN1=3.2×0.7×3=6.72(m3/s)
保持加压部位一定的正压值所需的送风量L2确定:
取门缝宽度为0.004m,每层疏散门的有效漏风面积A=(1.6+2.0)×2×0.004+0.004×2=0.0368(m2);
门开启时的压力差△P=6Pa;
漏风门的数量N2=13;
楼梯间的机械加压送风量:
Lj=L1+L2=6.72+1.21=7.93m3/s=28548(m3/h)
设计风量不应小于计算风量的1.2倍,因此设计风量不小于28548×1.2=34257.6(m3/h)。
2) 合用前室机械加压送风量计算:
对于合用前室,开启着火层楼梯间疏散门时,为保持走廊开向前室门洞处风速所需的送风量L1确定:
每层开启门的总断面积Ak=1.6×2.0=3.2(m2);
门洞断面风速v取0.7m/s;
常闭风口,开启门的数量N1=3;
L1=AkvN1=3.2×0.7×3=6.72(m3/s)
送风阀门的总漏风量L3确定:
常闭风口,漏风阀门的数量N3=13;
每层送风阀门的面积为AF=0.9m2;
L3=0.083AFN3=0.083×13×0.9=0.97(m3/s)
当楼梯间至合用前室的门和合用前室至走道的门同时开启时,机械加压送风量为:
Ls=L1+L3=6.72+0.97=7.69m3/s= 27684(m3/h)
设计风量不应小于计算风量的1.2倍,因此设计风量是27684×1.2=33220.8(m3/h)。
(3) 如果考虑楼梯间窗缝漏风的情况。
现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736对外窗气密性有要求,根据建筑类型(居住建筑和公共建筑)、地区类型(夏热冬冷地区、严寒地区、寒冷地区、夏热冬暖地区)以及建筑高度等,气密性的要求不同。以单位缝长的漏风量(以下为q1)或单位面积的漏风量(以下为q2)为指标,为方便计算,可以取值为:
居住建筑:q1≤2.5m3/(m·h);q2≤7.5m3/(m2·h);
公共建筑:q1≤1.5m3/(m·h);q2≤4.5m3/(m2·h);
如果以15层居住建筑,每层外窗面积1.5m×1m计算,以面积计算则每层漏风7.5×1.5=11.25(m3/h),共计11.25×15=168.75(m3/h);
以缝长计算则每层漏风2.5×5=12.5(m3/h),共计12.5×15=187.5(m3/h)。
如果以15层公共建筑,每层外窗面积2m×1m计算,以面积计算则每层漏风4.5×2=9(m3/h),共计4.5×2×15=135(m3/h);
以缝长计算则每层漏风1.5×6=9(m3/h),共计9×15=135(m3/h)。
另外,需要说明的是,上述漏风量指标是在10Pa的压差的条件下。本标准中计算漏风量的平均压力差(Pa),当开启门洞处风速为0.7m/s时取6.0Pa;当开启门洞处风速为1.0m/s时取12.0Pa;当开启门洞处风速为1.2m/s时取17.0Pa。压差在这个范围内差异对漏风量的影响不大。
所以,在门开启时,窗缝的漏风量很小,可以忽略不计。如果一定要计算在内,则可以按照上述单位缝长的漏风量或单位面积的漏风量指标计算。这些指标均来自现有的国家标准,具有依据性。