机械加压送风系统的主要设计参数

四、机械加压送风系统的主要设计参数

(一)加压送风量的计算

1)楼梯间或前室、合用前室的机械加压送风量应按下列公式计算:

楼梯间: L=L1+L2 (3-10-3)

前室或合用前室: L=L1+L3 (3-10-4)

式中 L——加压送风系统所需的总送风量(m3/s)

L1——门开启时,达到规定风速值所需的送风量(m3/s);

L2——门开启时,规定风速值下其他门缝漏风总量(m3/s);

L3——未开启的常闭送风阀的漏风总量(m3/s)。

根据气体流动规律,如果正压送风系统缺少必要的风量,送风口没有足够的风速,就难以形成满足阻挡烟气进入安全区域的能量。烟气一旦进入设计安全区域,将严重影响人员安全疏散。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,在计算系统送风量时,对于楼梯间,常开风口,按照疏散层的门开启时,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。如遇漏风量很大的情况,计算中可加上此部分漏风量。

2)门开启时,达到规定风速值所需的送风量应按以下公式计算:

L1=AkvN1 (3-10-5)

式中 Ak——每层开启门的总断面积(m2);

v——门洞断面风速,当楼梯间机械加压送风、合用前室机械加压送风时,取v=0.7m/s;当楼梯间机械加压送风、前室不送风时,门洞断面风速取v=1.0m/s;当前室或合用前室采用机械加压送风方式且楼梯间采用可开启外窗的自然通风方式时,通向前室或合用前室疏散门的门洞风速不应小于1.2m/s;

N1——设计层数内的疏散门开启的数量。

楼梯间:采用常开风口,当地上楼梯间为15层以下时,设计2层内的疏散门开启,取N1=2;当地上楼梯间为15层及以上时,设计3层内的疏散门开启,取N1=3;当为地下楼梯间时,设计1层内的疏散门开启,取N1=1;当防火分区跨越楼层时,设计跨越楼层内的疏散门开启,取N1=跨越楼层数,最大值为3。

前室、合用前室:采用常闭风口,当防火分区不跨越楼层时,取N1=系统中开向前室门最多的一层门数量;当防火分区跨越楼层时,取N1=跨越楼层数所对应的疏散门数,最大值为3。

3)门开启时,规定风速值下的其他门漏风总量应按以下公式计算:

L2=0.827×A×ΔP1/n×1.25×N2 (3-10-6)

式中 A——每个疏散门的有效漏风面积(m2);门缝宽度:疏散门,0.002~0.004m;

ΔP——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ΔP=6.0Pa;当开启门洞处风速为1.0m/s时取ΔP=12.0Pa;当开启门洞处风速为1.2m/s时取ΔP=17.0Pa;

n——指数(一般取n=2);

1.25——不严密处附加系数;

N2——漏风疏散门的数量;

楼梯间:采用常开风口,取N2=加压楼梯间的总门数-N1

4)未开启的常闭送风阀的漏风总量应按以下公式计算:

L3=0.083×AfN3 (3-10-7)

式中 Af——每个送风阀门的面积(m2);

0.083——阀门单位面积的漏风量[m3/(s·m2)];

N3——漏风阀门的数量;合用前室、消防电梯前室:采用常闭风口,当防火分区不跨越楼层时,取N3=楼层数-1;当防火分区跨越楼层时,取N3=楼层数-开启送风阀的楼层数,其中开启送风阀的楼层数为跨越楼层数,最多为3。

(二)加压送风量的选取

1)防烟楼梯间、前室的机械加压送风的风量应由式(3-10-3)~式(3-10-7)规定的计算方法确定,当系统负担建筑高度大于24m时,应按计算值与表3-10-1~表3-10-4的值中的较大值确定。

3-10-1 消防电梯前室的加压送风量

978-7-111-46129-6-Part03-162.jpg

3-10-2 前室、合用前室(楼梯间采用自然通风)的加压送风量

978-7-111-46129-6-Part03-163.jpg

3-10-3 封闭楼梯间、防烟楼梯间(前室不送风)的加压送风量

978-7-111-46129-6-Part03-164.jpg

3-10-4 防烟楼梯间及合用前室的分别加压送风量

978-7-111-46129-6-Part03-165.jpg

注:1.表3-10-1~表3-10-4的风量按开启2.0m×1.6m的双扇门确定。当采用单扇门时,其风量可乘以0.75计算,当设有多个疏散门时,其风量应乘以开启疏散门的数量,最多按3扇疏散门开启计算。

2.表3-10-1~表3-10-4中未考虑防火分区跨越楼层时的情况;当防火分区跨越楼层时应按照式(3-10-3)~式(3-10-7)重新计算。

3.风量上下限选取应按层数、风道材料、防火门漏风量等因素综合比较确定。

2)住宅的剪刀楼梯间可合用一个机械加压送风风道和送风机,送风口应分别设置,送风量应按两个楼梯间风量计算。

3)封闭避难层(间)的机械加压送风量应按避难层(间)净面积每平方米不少于30m3/h计算。避难走道前室的送风量应按直接开向前室的疏散门的总断面积乘以1.00m/s门洞断面风速计算。

4)人民防空工程的防烟楼梯间的机械加压送风量不应小于25000m3/h。当防烟楼梯间与前室或合用前室分别送风时,防烟楼梯间的送风量不应小于16000m3/h,前室或合用前室的送风量不应小于12000m3/h。

(三)风压的有关规定及计算方法

机械加压送风机的全压,除计算最不利管道压头损失外,尚应有余压。机械加压送风量应满足走廊至前室至楼梯间的压力呈递增分布,余压值应符合下列要求:

1)前室、合用前室、消防电梯前室、封闭避难层(间)与走道之间的压差应为25~30Pa。

2)防烟楼梯间、封闭楼梯间与走道之间的压差应为40~50Pa。

3)当系统余压值超过最大允许压力差时应采取泄压措施。疏散门的最大允许压力差应按以下公式计算:

P=2(F′-Fdc)(Wm-dm)/(WmAm) (3-10-8)

Fdc=M/(Wm-dm

式中 P——疏散门的最大允许压力差(Pa);

Am——门的面积(m2);

dm——门的把手到门闩的距离(m);

M——闭门器的开启力矩(N·m);

F′——门的总推力(N),一般取110N;

Fdc——门把手处克服闭门器所需的力(N);

Wm——单扇门的宽度(m)。

为了促使防烟楼梯间内的加压空气向走道流动,发挥对着火层烟气的阻挡作用,因此要求在加压送风时,防烟楼梯间的空气压力应大于前室的空气压力,而前室的空气压力应大于走道的空气压力。根据相关研究成果,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。对于楼梯间及前室等空间,由于加压送风作用力的方向与疏散门开启方向相反,如果压力过高,造成疏散门开启困难,影响人员安全疏散;另一方面,疏散门开启所克服的最大压力差应大于前室或楼梯间的设计压力值,否则不能满足防烟的需要。

(四)送风风速

当采用金属管道时,管道风速不应大于20m/s;当采用非金属材料管道时,不应大于15m/s;当采用土建井道时,不应大于10m/s。加压送风口的风速不宜大于7m/s。