浅谈暖通工程中的防烟设计
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摘要：本文根据作者多年来的工作经验，凭借在《高规》和《建规》防烟部分中，疏散门的数量、送风口开启数量对加压送风量影响的问题，对几种典型的加压送风事例进行分析，并提出个人意见，以供大家参考。
关键词：防烟；设计；排烟；风速
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045―95(2005版)(以下简称《高规》)8.3.2条规定，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8.3.2-4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。 但在实际工作中，同一条件的建筑经不同的设计人员计算后，往往会出现不同的结果，甚至差别较大。
1 按现行规范计算送风量
1.1 对于楼梯间，加压送风口常用常开式风口
对于前室或合用前室，火灾时，加压送风口的开启目前有以下四种情况：①只开启着火层共1层的风口；②加压送风系统负担层数小于20层时，开启着火层及其他一层共2层的风口；③加压送风系统负担层数大等于2O层时，开启着火层及其他两层共3层的风口；④所有负担楼层的风口均开启。其中，第①种见于部分地方规范，如上海市地方规范《建筑防排烟技术规程》DGJ08―88―2006(以下简称《规程》)，第②、③为现行《高规》执行规范，第④种较少采用。
目前国内建筑防排烟设计中被公认和常用的有两种方法，即压差法和风速法。为方便比较，以下计算主要依照《高规》之规定，并参考《规程》的有关规定，其中公式计算以风速法作为计算依据。
按现行《高规》8.3.2的条文解释，采用门洞风速法计算，对开启门洞断面积的存在异议，即当有多个门时，条文没有明确门为哪个规格的门，及门的数量。参考《建筑设计防火规范》
(GB50016―2006)(以下简称《建规》)9.3.2的条文解释，该条文明确为一樘门的断面积，考虑到最不利取值原则，采用截面最大的门。当疏散门为1个单扇门时，其送风量应乘以0.75系数修正；当疏散门超过1个时，应根据疏散门的数量，其送风量应乘以1.5～1.75系数修正。
1.2 保持门洞断面风速所确定的送风量LM
LM=knvAJ (1)
其中：L――保持门洞处风速所需的送风量(m3／s)；k――门洞数量的修正系数，出入口1个时，k=1；2个时，k=1.5；3个时，k=1.75；AJ――每层中，截面最大门的断面积(m2)；V――门洞断面风速(m／s)，取0.7m／s；N――开启门的数量，20层以下取2；20及20层以上取3。
1.3 送风阀门漏风量LL
火灾时，因为未开启的风口存在漏风，故将未开启风口的漏风量作为系统送风量的一部分。当风口采用常开时，漏风量为零。
LL=O.083NAF(2)
其中：LL――送风阀门的总漏风量(m3／s)； 0.083――阀门单位面积的漏风量(m3／s・m3)； AF――每层送风阀门的总面积(m3)；N――漏风阀门的数量。
1.4 系统送风量
因为《高规》表8.3.2-1至表8.3.2-4中规定确定送风量的上下限相差较大，按其说明，风量上下限的选取于层数、风道材料、防火门漏风量等综合因素，在实际应用过程中，设计人员的取值往往相差较大。为方便比较取值，本文以《高规》所确定基本参数的开启疏散门(2.Om×1.6m)为基准，仅考虑层数因素(采用插入法)，得出如下《高规》规范规定所确定的系统送风量L1.的计算式：
(3)
L1b=0.75Lmim (4)
L1为L1a 、L1b之间的较大值。
风速法计算的系统送风量L2：
L2=LL+LM(5)
其中：L1――《高规》规范规定所确定计算的系统送风量(m3／h)；
L2――风速法所计算的系统送风量(m3／h)；
0.75――当疏散门为1樘单扇门时的修正系数；
3.2――《高规》所确定基本参数的疏散门(1.6m×2.0m)的断面积()；
Lmim――《高规》表8.3.2―1至表8.3.2―4中规定确定的
送风量下限值(m3／h)；
Lmim――《高规》表8.3.2―1至表8.3.2-4中规定确定的送
风量上限值(mVh)；
M――系统负担的楼层数(1≤M≤32)；
a――当1≤M
b―― 当1≤M
(5)门洞风速
每层送风量Ln：
(6)
门洞风速V：(7)
其中：V――门洞风速(m／s)：
AM――每层中，所有门洞的总断面积()。
(6)几种典型的计算事例：
①仅前室或合用前室送风，楼梯间自然排烟
每层门情况：1.2m×2.Om双扇门2樘(见表1)
表1
②仅楼梯间送风，前室自然排烟
每层门情况：1.6m×2.Om双扇门1樘(见表2)
表2
③楼梯间及其合用前室分别加压送风，送风部位：合用前室
每层门情况：1.2m×2.Om双扇门2樘，与楼梯间的连通门不计(见表3)
表3
④楼梯间及其合用前室分别加压送风，送风部位：楼梯间
每层门情况：1.Om×2.Om单扇门1樘(见表4)
表4
⑤ 楼梯间及其合用前室分别加压送风，送风部位：楼梯间
每层门情况：1.Om×2.Om单扇门2樘(见表5)
表5
2 按现行规范的计算结果
(1)当防烟楼梯间采用自然排烟，仅前室或合用前室采用加压送风时，系统送风量一般为规范规定所确定的送风量。但当系统负担层数大等于2O层时，门洞的断面风速介于0.5～0.6 m／s之间。为满足门洞的风速要求，采用公式计算时，式(1)中v的取值应适当提高。
(2)当前室采用自然排烟，仅防烟楼梯间采用加压送风时，系统送风量一般为规范规定所确定的送风量。但，当防烟楼梯间的疏散门仅有一个，且系统负担层数在lO～19层时，门洞的断面风速介于1.2～1.3m／s之间。为满足门洞的风速要求，需采取泄压等措施。
(3)当防烟楼梯间及其前室同时采用加压送风，研究对象为前室，则系统送风量一般为风速法公式计算所确定的送风量。但当前室所设置门的数量大于1个时(与楼梯间的连通门不计，下同)，门洞的断面风速小于0.7m／s(门洞数量分别为1、2、3个时，断面风速分别为0.7m／s、0.53m／s、0.41m／s)。因为通过与楼梯间连通门可进入部分风量，约可抵消1个与该连通门相当大小的门的风量，因此，当前室所设置门的数量大等于3个时，为满足门洞的风速要求，采用公式计算时，式(1)中v的取值应适当提高。
(4)防烟楼梯间及其前室同时采用加压送风，研究对象为防烟楼梯间，则当系统负担层数在小于20层时，系统送风量一般为规范规定所确定的送风量；当系统负担层数在大等于20层时，系统送风量一般为风速法公式计算所确定的送风量。当每层楼梯间所设置门的数量大于1个时(包括与前室的连通门)，门洞的断面风速小于0.7m／s。为满足门洞的风速要求，采用公式计算时，式(1)中v的取值应适当提高。
3 结束语
在计算加压送风量时，疏散门的截面积和数量、系统所负担层数等等对结果的影响较大，特别是套用规范表中所提供的计算值时，不能简单地将有关数值直接作为系统送风量，须将结果反馈验算是否满足门洞的风速要求，或相应部位的压差要求。
考虑到火灾初期，对于采用常闭风口的前室，非着火层的前室基本没有烟气，参考《规程》的有关规定，仅对着火层的烟气控制，可满足该类型前室防烟的要求，即仅开启火灾所在层1层的常闭风口。该做法可以确保着火层门洞的风速范围，同时可解决着火层送风口的送风量及其送凤余压受到其他非着火层疏散门是否开启的影响，从而提高防烟系统的可靠性。因此，这种做法更值得考虑。
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