1、前言
高層建筑的樓梯間、電梯井、管道井等豎向管井，如沒有考慮防排煙措施，由于煙囪效應，在發生火災時，將成為火勢迅速蔓延的主要途徑。高層建筑每一個水平防火分區根據人員的疏散流程，是從第一安全地帶（走廊），到第二安全地帶（樓梯間前室），到第三安全地帶（疏散樓梯），再到室外的過程。所以，防煙樓梯間及其前室、消防電梯前室和合用前室，應設獨立的防排煙設施。防排煙方式可分為自然排煙、機械排煙和機械加壓送風方式。對此，《高層民用建筑設計防火規范》做出了明確的規定。但是，對于高層建筑防煙樓梯間及其前室、合用前室和消防電梯前室的機械加壓送風量的計算方法，并沒有做出明確規定，各個設計院、甚至每個人對規范的理解有所不同，在計算中也可能采用了不同的設計方法，筆者也曾對同樣的工程采用不同的方法進行計算。資料表明，對防煙樓梯間及其前室、消防電梯前室和合用前室的正壓送風量的計算方法統計起來約有二十多種，至今尚無統一。其原因主要是影響正壓送風量的因素較復雜，而且各種計算公式的出發點不同，選用不同的計算公式，其結果差別較大。本文將對高層建筑防煙樓梯間及其前室、合用前室和消防電梯前室的機械加壓送風量的計算方法進行分析。
2、計算模型的假定條件
由于在火災發生時，門的開啟狀況，系統的運行控制方式多種多樣，所以計算防煙樓梯間、消防電梯間前室或合用前室的正壓送風量時，首先應該確定計算模型的假定條件。根據《高層民用建筑設計防火規范》DB50045-95、《上海市民用建筑防排煙技術規程》DGJ08-88-2000，我們作出四個假設：
（1）、任意一層著火時，當系統門（樓梯間開向前室、前室開向走廊的門）全閉時，正壓送風系統應保證走廊→前室或合用前室→樓梯間的壓力呈遞增分布，防煙樓梯間壓力值為40Pa至50Pa，前室或合用前室的壓力值為25Pa至30Pa.
（2）、同時打開任一模擬著火層及其上下一層的防火門，其它層的防火門均關閉，模擬火災層各門洞處的風速應大于等于0.7m/s.
（3）、樓梯間采用常開風口。
（4）、前室或合用前室采用常閉風口。
第四個假定條件目前尚有爭論。關于前室的控制方法，目前常見的有下列三種：
（1）、前室或合用前室采用常閉風口，火災時只開啟著火層。
（2）、前室或合用前室采用常閉風口，火災時開啟著火層及其上下相鄰兩層，即開啟三層前室的風口。
（3）、前室或合用前室采用常開風口。我們認為當前室采用帶啟閉信號的常閉防火門時，可設常開式加壓送風口。鑒于目前國內的產品質量及管理制度不盡完善。因此設計時優先考慮常閉式加壓送風口。
3、計算基本公式的選取及參數的確定
3.1 國家規范計算方法
國家規范《高層民用建筑設計防火規范》DB50045-95第8.3.1規定，不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、消防電梯間前室或合用前室應設置獨立的防煙設施。其加壓送風量應由計算確定，或按表中規定確定，當計算值和本表不一致時，應按兩者中較大值確定。條文說明中指出，作為計算理論依據選用兩個公式作為基本計算公式：
（1）、采用機械加壓送風的防煙樓梯間及其前室，消防電梯前室及合用前室，其加壓送風量按照當門關閉時保持一定正壓值計算（壓差法），送風量為
Ly=0.827f△P1/b×3600×1.25（1）
式中△P—門窗兩側的壓差值，根據加壓部位取25-50Pa
b—指數，對于門縫及較大漏風面積取2，對于窗縫取1.6
0.827—計算常數
1.25—不嚴密處附加系數
f—門窗縫隙的計算漏風總面積，m2
（2）。采用機械加壓送風的防煙樓梯間及其前室，消防電梯及合用前室，當門開啟時，保持門洞處一定風速所需的風量（風速法）
Lv=3600nFv（1+b）/a （2）
F—每個門的開啟面積，m2
v—開啟門洞處的平均風速，取0.6-1.0m/s
a—背壓系數，根據加壓間密封程度取0.6-1.0
b—漏風附加率，取0.1-0.2
n—同時開啟門的計算數量。當建筑物為20層以下時取2，當建筑物為20層及其以上時取3.
按照壓差法和風速法分別計算，取其較大值作為計算加壓送風量。這種方法的出發點是采用機械加壓送風的防煙樓梯間及其前室，消防電梯前室及合用前室，當門關閉時需要保持一定的正壓值，當門開啟時需要保持一定的門洞風速。根據兩種方法的計算結果的差值來確定泄壓閥的開啟面積。
3.2 上海規程計算方法
按照《上海市民用建筑防排煙技術規程》DGJ08-88-2000計算，加壓送風機的送風量應由保持加壓部位規定正壓值所需的送風量，門開啟時保持門洞處規定風速所需的送風量以及采用常閉送風閥門的總漏風量三部分組成。
（1）、保持加壓部位規定正壓值所需的送風量
L1=0.827 AΔP1/n×1.25×N1×3600 （3）
A—每層電梯門及疏散門的總有效漏風面積m2.門縫寬度：疏散門，0.002-0.004m； 電梯門0.005-0.006m.ΔP—壓力差（Pa）； 樓梯間取40-50Pa，前室取25-30Pan—指數，一般取2. 1.25—不嚴密處附加系數N1—漏風門的數量，當采用常開風口時，取樓層數，當采用常閉風口時，取1.
（2）、開啟時保持門洞處規定風速所需的送風量
L2=FvN2×3600 （4）
F—每層開啟門的總斷面積，m2 v—門洞斷面風速m/s取0.7-1.2m/s N2—開啟門的數量，當采用常開風口時，20層及以下取2，20層以上取3，當采用常閉風口時，取1.
（3）。 采用常閉送風閥門的總漏風量
L3=0.083AFN3×3600 （5）
AF—每層送風閥門的總面積。
0.083—閥門單位面積的漏風量。
N3—漏風閥門的數量，當采用常開風口時，取0，當采用常閉風口時，取樓層數。
所以，加壓送風機的送風量
L=L1+L2+L3 （6）
上海規程制定的理由是：因為門洞開啟時，雖然加壓送風開門區域中的壓力會下降，但遠離門洞開啟樓層的加壓送風區域或管井仍具有一定的壓力，存在著門縫、閥門和管道的滲漏風，使實際開啟門洞風速達不到設計要求。因此，按保持加壓區域內一定正壓值所需送風量、保持該區域門洞風速所需送風量以及采用常閉送風閥門的總漏風量三部分之和計算加壓送風量是較合理、較安全的。
3.3 兩種方法的比較
比較國家規范和上海規程，在計算樓梯間的加壓送風量時，上海規程增加了著火時非開啟門的漏風量，即保持加壓部位規定正壓值所需的送風量L1.而這一點在國家規范中體現在漏風附加率b和背壓系數a上。所以最終的計算值相差不大。
在計算前室或合用前室時，上海規程增加了著火時非開啟閥門的總漏風量L3，但是在計算保持門洞風速所需送風量時，開啟門的數量取1.而國家規范是按照20層及以下取2，20層以上取3.這樣計算后的值相差較大，一般是按照上海規程計算出的加壓送風量小于按照國家規范計算出的加壓送風量。
3.4 兩種方法的結合
結合兩種計算方法，筆者認為，在計算前室的正壓送風量時，應該是由以下三部分組成：
（1）保持著火層的門（前室開向走道）開啟時，規定門洞風速所需的送風量。開啟門的數量取1，即著火層的門。這一點與上海規程一致。
（2）著火層電梯門的總漏風量（僅對于合用前室）。取消了上海規程中的保持加壓部位規定正壓值所需的送風量L1。
另外，還應計算當著火層門關閉時，保持前室和樓梯間一定正壓值所需的送風量，二者的差值作為計算余壓閥大小的依據。
設計中，可以在樓梯間或前室設置泄壓閥，也可以在送風機出風管路上設置壓差旁通閥，或者采用變頻風機使其滿足實際所需正壓送風量，以保證樓梯間及前室所需要的正壓值。
：鞏經理
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