浅谈共用防烟楼梯间加压送风系统设计

王 磊 陈素君

0 引言

根据《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)6.2.8条规定:“地下室或半地下室与地上层不应共用楼梯间,当必须共用楼梯间时,应在首层与地下或半地下层的出入口处,设置耐火极限不低于2.00 h的隔墙和乙级的防火门隔开,并应有明显标志。”

高层建筑设计中,建筑方案一般均采用共用防烟楼梯间的形式,且按上述规定在首层与地下室外入口处设置了耐火极限不低于2.00 h的隔墙和乙级防火门将上下隔开。因此防烟楼梯间的地上与地下被防火门隔成两个互不通气的空间,此时,防烟楼梯间地上与地下部分加压送风量如何确定,加压送风系统如何设置,《高规》中并无与6.2.8条相应的防烟条文规定,因此在实际工程设计中出现了各种不同的理解和做法。本文对地下、地上共用楼梯间加压送风系统设计方式进行了简单总结和分析。

1 防烟楼梯间地上、地下仍毫无改变地设计成一个加压送风系统

合用风机,合用风道,加压送风量按一个防烟楼梯间计算,加压送风机置于屋顶,加压送风口采用大小相同的自垂百叶风口,每2层～3层设一个(地下室1个～2个风口),各风口送风量均相等。此种做法,未注意建筑专业在共用楼梯间设计中首层与地下室出入口处的微妙变化,忽视了那道墙和防火门的存在。如果没有那道隔墙和防火门,地下室与地上层防烟楼梯间设计成一个常规加压送风系统,不存在任何问题,而有了那道隔墙和防火门(不论地下室着火还是地上层着火,此防火门均应处于关闭状态),再毫无改变地设计成一个常规加压送风系统,就产生了问题:当地下层着火时,所有送风口均开启,送风、风量均送到地上层防烟楼梯间,地下层防烟楼梯间部分仅1个～2个风口送风,送风量严重不足;当地上绝大部分层着火时,所有送风口均开启送风,由于地下层防烟楼梯间部分所设1个～2个风口亦开启送风,故地上层防烟楼梯间部分送风量亦显不足,难以满足《高规》8.3.2条规定的送风量。笔者接触的设计人员中仍有采用此种做法,而且图纸审查单位也未提出任何异议,这也是助长这种做法延续的原因之一。

2 防烟楼梯间地上与地下合用送风道,合用风机的加压送风系统,送风口为自垂百叶风口

此种加压送风系统的加压送风量应比计算值增加30%。加压送风机置于屋顶,地上加压送风口叶风口每2层～3层设一个,当地下层数较少时,为减少加压送风口面积,地下部分每层都设置加压送风口。加压送风口均为自垂百叶风口,在屋顶加压风机出口处设置止回阀或电动阀,防止空气倒灌。无论地上还是地下发生火灾,由消防控制室电讯号开启加压送风机,地下与地上同时加压送风,此种做法是对第一种加压送风做法风量不足的改善,适用于地下部分不具备设置独立加压送风系统的场所。这种做法系统控制简单、灵活、经济性较差。加压送风系统原理如图1所示。

3 防烟楼梯间地上与地下两部分分别独立设置加压送风系统

独立的加压送风系统包括加压风机、垂直竖风道、加压送风口等均分开设置。加压送风量分别计算确定。地上加压送风口叶风口每2层～3层设一个,当地下层数较少时,为减少加压送风口面积,地下部分每层都设置加压送风口。加压送风口为自垂百叶风口,在屋顶加压风机出口处设置止回阀或电动阀,防止空气倒灌。当地上发生火灾时,由消防控制室电讯号控制开启地上部分加压送风系统风机;当地下发生火灾时,由消防控制室电讯号控制开启地下部分加压送风系统风机;这种系统在任何情况下均能满足加压送风要求,且连锁控制简单、灵活、可靠,但经济性差。加压送风系统原理如图2所示。

4 防烟楼梯间地上与地下合用送风道,合用风机的加压送风系统,风口采用常闭型电控风口

当地上防烟系统负担层数少于20层,地下防烟系统负担层数为1层～3层时,地上高层防烟楼梯间部分加压送风量按《高规》8.3.2条规定确定,地下防烟楼梯间部分加压送风量参照GB 50098-98人民防空工程设计防火规范[3](2001年版)(以下简称《人防规》)6.2.1条规定确定。由于地下地上加压送风量相等或接近,此时可采用合用风机合用送风竖井加压送风方案,加压送风机设一台单速风机,设于屋顶,加压送风口采用常闭型电控风口,与加压送风机连锁控制,地上层每2层～3层设一个加压送风口,地下部分加压送风口,依《人防规》6.2.1条风量要求及风口限定风速确定风口断面积(较地上层风口大得多),当地下层数较少时,为减少加压送风口面积,地下部分每层都设置加压送风口。当地上层发生火灾时,开启地上层所有风口,向地上楼梯间加压送风;当地下层发生火灾时开启地下层所有风口,向地下楼梯间加压送风。这种系统在任何情况下均可满足加压送风要求,经济性也好,但风口采用常闭型电控风口,消防连锁控制较复杂。加压送风系统原理如图3所示。

5 防烟楼梯间地上与地下合用送风道,分设风机并联(或选用一台变频或双速风机)的加压送风系统,风口采用常闭型电控风口

当地上防烟系统负担层数为20层～32层,地下防烟系统负担层数为1层～3层时,加压送风量确定第四种做法,由于地下、地上加压送风量相差较大,此时可采用合用送风竖井,分设风机加压送风方案,选用两台分别适合地上、地下风量的风机并联,设于屋顶,地上层火灾时开启与地上对应的风机和风口,地下层火灾时开启与地下层对应的风机和风口,加压送风口均采用常闭型电控风口,与加压送风机连锁控制,地上层每2层～3层设一个加压送风口,当地下层数较少时,为减少加压送风口面积,地下部分每层都设置加压送风口。这种系统经济性较差,消防连锁控制复杂。加压送风系统原理如图4所示。

6 楼梯间采用直灌式加压送风系统

当不具备设置加压送风竖井的条件时,楼梯间地上与地下可采用直灌式加压送风系统。采用直灌式加压送风系统,对于超过15层的高层建筑,应采用楼梯间多点部位送风的方式,送风口的服务半径不宜大于10层;直灌式加压送风系统的风机送风量应比计算值的送风量增加20%,同时加压送风口不宜设在首层。直灌式加压送风系统可满足加压送风要求,最大的优点是经济性非常好,连锁控制非常简单。

7 结语

通过对以上几点共用楼梯间加压送风系统设计方式的分析,每种方式都各有利弊,笔者赞同第二种及第四种做法,在可能条件下,尽量采用这两种做法,必要时也可采用第六种做法,第五种做法控制复杂且不经济,不提倡,第一种做法不足取,存在较大的安全隐患。设计人员在工作中应结合工程实际,在满足规范的前提下,选择最合适的方案。

[1] GB 50045-95,高层民用建筑设计防火规范[S].

[2] GB 50098-98,人民防空工程设计防火规范[S].

[3] 陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,2008.

[4] 07K103-1,建筑防排烟及暖通空调防火设计[S].

[5] 李德英.民用建筑防排烟系统设计的几点探析[J].山西建筑,2008,34(26):177-178.