第二节　机械加压送风系统

　　在不具备自然通风条件时，机械加压送风系统是确保火灾中建筑疏散楼梯间及前室(合用前室)安全的主要措施。

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　　知识点：机械加压送风系统组成、原理及选择

　　一、机械加压送风系统的组成

　　机械加压送风系统主要由送风口、送风管道、送风机和吸风口组成。

　　二、机械加压送风系统的工作原理

　　机械加压送风方式是通过送风机所产生的气体流动和压力差来控制烟气的流动，即在建筑内发生火灾时，对着火区以外的有关区域进行送风加压，使其保持一定正压，以防止烟气侵入的防烟方式。如图所示。

　　为保证疏散通道不受烟气侵害以及人员安全疏散，发生火灾时，从安全性的角度出发，高层建筑内可分为四个安全区：第一类安全区为防烟楼梯间、避难层;第二类安全区为防烟楼梯间前室、消防电梯间前室或合用前室;第三类安全区为走道;第四类安全区为房间。依据上述原则，加压送风时应使防烟楼梯间压力>前室压力>走道压力>房间压力，同时还要保证各部分之间的压差不要过大，造成开门困难影响疏散。当火灾发生时，机械加压送风系统应能够及时开启，防止烟气侵入作为疏散通道的走廊、楼梯间及其前室，以确保有一个安全可靠、畅通无阻的疏散通道和环境，为安全疏散提供足够的时间。

　　三、机械加压送风系统的选择

　　1.建筑高度小于等于50m的公共建筑、工业建筑和建筑高度小于等于100m的住宅建筑，当前室或合用前室采用机械加压送风系统，且其加压送风口设置在前室的顶部或正对前室入口的墙面上时，楼梯间可采用自然通风方式。

　　当前室的加压送风口的设置不符合上述规定时，防烟楼梯间应采用机械加压送风系统。将前室的机械加压送风口设置在前室的顶部，其目的是为了形成有效阻隔烟气的风幕;而将送风口设在正对前室入口的墙面上，是为了形成正面阻挡烟气侵入前室的效应。

　　2.建筑高度大于50m的公共建筑、工业建筑和建筑高度大于100m的住宅建筑，其防烟楼梯间、消防电梯前室应采用机械加压送风方式的防烟系统。

　　3.当防烟楼梯间采用机械加压送风方式的防烟系统时，楼梯间应设置机械加压送风设施，前室可不设机械加压送风设施，但合用前室应设机械加压送风设施。

　　剪刀楼梯的两个楼梯间、独立前室、合用前室的机械加压送风系统应分别独立设置。

　　4.带裙房的高层建筑的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室，当裙房高度以上部分利用可开启外窗进行自然通风，裙房等高范围内不具备自然通风条件时，该高层建筑不具备自然通风条件的前室、消防电梯前室或合用前室应设置局部正压送风系统。其送风口设置方式也应设置在前室的顶部或将送风口设在正对前室入口的墙面上。

　　当受建筑条件限制且地下部分为汽车库或设备用房时，可与地上部分的楼梯间共用机械加压送风系统，但应分别计算地上、地下的加压送风量，相加后作为共用加压送风系统风量，且应采取有效措施满足地上、地下的送风量的要求。这是因为当地下、半地下与地上的楼梯间在一个位置布置时，由于《建筑设计防火规范》GB50016-2014要求在首层必须采取防火分隔措施，因此实际上就是两个楼梯间。

　　当这两个楼梯间合用加压送风系统时，应分别计算地下、地上楼梯间加压送风量，合用加压送风系统风量应为地下、地上楼梯间加压送风量之和。通常地下楼梯间层数少，因此在计算地下楼梯间加压送风量时，开启门的数量取1。为满足地上、地下的送风量的要求且不造成超压，在设计时必须注意在送风系统中设置余压阀等相应的有效措施。

　　6.地上部分楼梯间利用可开启外窗进行自然通风时，地下部分的防烟楼梯间应采用机械加压送风系统。当地下室层数为3层及以上，或室内地面与室外出入口地坪高差大于10m时，按规定应设置防烟楼梯间，并设有机械加压送风，其前室为独立前室时，前室可不设置防烟系统，否则前室也应按要求采取机械加压送风方式的防烟措施。

　　7.自然通风条件不能满足每5层内的可开启外窗或开口的有效面积不应小于2.00m2，且在该楼梯间的最高部位应设置有效面积不小于1.00m2的可开启外窗或开口的封闭楼梯间，应设置机械加压送风系统，当封闭楼梯间位于地下且不与地上楼梯间共用时，可不设置机械加压送风系统，但应在首层设置不小于1.20m2的可开启外窗或直通室外的门。

　　设置机械加压送风系统的避难层(间)，应在外墙设置固定窗，且面积不应小于该层(间)面积的1%，每个窗的面积不应小于2m2。除长度小于60m的两端直通室外的避难走道外，避难走道的前室应设置机械加压送风系统。

　　9.建筑高度大于100m的高层建筑，其送风系统应竖向分段设计，且每段高度不应超过100m。

　　10.建筑高度小于等于50m的建筑，当楼梯间设置加压送风井(管)道确有困难时，楼梯间可采用直灌式加压送风系统，并应符合下列规定：

　　(1)建筑高度大于32m的高层建筑，应采用楼梯间多点部位送风的方式，送风口之间距离不宜小于建筑高度的1/2。

　　(2)直灌式加压送风系统的送风量应按计算值或按表《消防电梯前室的加压送风量》中的送风量增加20%。

　　(3)加压送风口不宜设在影响人员疏散的部位。

　　11.人防工程的下列部位应设置机械加压送风防烟设施：防烟楼梯间及其前室或合用前室;避难走道的前室。

　　12.建筑高度大于32m的高层汽车库、室内地面与室外出入口地坪的高差大于10m 的地下汽车库，应采用防烟楼梯间。

　　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：

　　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：Lj=L1+L2 式(3-10-3)

　　前室或合用前室： Ls=L1+L3 式(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，则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 　　式(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1.2(m/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×△P1/n×1.25×N2 式(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;

　　△P—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△P=6.0Pa;当开启门洞处风速为1.Om/s时，取△P=12.0Pa;当开启门洞处风速为1.2m/s时，取△P=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=加压搂梯间的总门数-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 式(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。