广东粤建设计研究院有限公司西安分公司 陕西西安 710075
摘要：本文分析了对高层建筑防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或两者合用前室进行加压送风的必要性。对不同的系统负担层数和送风部位给出了加压送风量。
关键词：高层建筑；防烟楼梯间；前室；机械加压送风；加压送风量计算
0.引言
当高层建筑发生火灾时，其防烟楼梯间是内部人员唯一的垂直疏散通道，消防电梯是消防队员进行扑救的主要垂直运输工具。为了满足安全疏散和扑救的需求，对防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或两者合用前室，采用机械加压送风方式来阻止烟气进入，为安全疏散和扑救活动创造有利条件，已成为越来越多设计人员的共识，并已越来越多的在实际工程中得到应用。
1.机械加压送风系统的设置要求
当高层建筑内部发生火灾时，应迅速采取防烟和排烟措施，对着火区实行排烟控制，使火灾中产生的烟气和热量能迅速的排除，以利于人员的安全疏散和消防扑救；对非着火区及疏散通道等采取机械加压送风的防烟措施，阻止烟气侵入和控制火势蔓延扩大。
首先是需要设置防烟措施的场所：
防烟楼梯间及前室；
消防电梯间前室或合用前室；
避难走道的前室、避难层（间）。
下面简述不同条件下的机械加压送风系统设置情况，仅简要叙述，具体可查看《建筑防烟排烟系统技术标准》GB 51251-2017。
1.1高层建筑的防烟楼梯间及前室
1.1.1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、独立前室、共用前室、合用前室及消防电梯前室均应采用机械加压送风系统。
1.1.2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，当采用独立前室且其仅有一个门与走道或房间相通时，可仅在楼梯间设置机械加压送风系统；当独立前室有多个门时，楼梯间、独立前室应分别独立设置机械加压送风系统。
1.1.3当独立前室、共用前室及合用前室的机械加压送风口设置在前室顶部或正对前室入口的墙面时，楼梯间可采用自然通风系统；当机械加压送风口未设置在前室的顶部或正对前室入口的墙面时，楼梯间应采用机械加压送风系统。
1.2消防电梯前室
为保证不使烟气侵入消防电梯井，对其前室设置独立的加压送风系统是十分必要的。因为消防电梯前室是抢救火灾时伤员集中处，又是消防人员进入火灾发生地的前沿阵地。
1.3合用前室、共用前室
1.3.1当采用合用前室时，楼梯间、合用前室应分别独立设置机械加压送风系统。
1.3.2当采用剪刀楼梯时，其两个楼梯间及其前室的机械加压送风系统应分别独立设置。
机械加压送风系统在具体项目中的设置情况
本文所介绍的工程为西安市佳业广场，一类高层综合楼，建筑高度91.5m，地下2层，地上29层。地下为车库，设备用房，地上1~5层为商业，6~29层为住宅。
住宅的核心筒如图1所示，因为本项目为一类高层，属于公共建筑，所以防烟楼梯间及合用前室均采用机械加压送风系统。
防烟楼梯间的机械加压送风系统JY-1，风机设置于屋面上专用的送风机房内，奇数层设置自垂百叶风口，地上任意一层着火时，开启加压风机，地上风口全部开启。地下部分设机械加压送风系统JY-1'，风机设置于车库坡道处专用的送风机房内，-2、-1层设置自垂百叶送风口，地下任意一层着火时，开启加压风机，地下风口全部开启。
合用前室的机械加压送风系统JY-2，风机设置于屋面上专用的送风机房内，每层均设置电动百叶风口，发生火灾时，开启加压风机，地下室着火时，开启地下两个风口，地上任意一层着火时，开启着火层及其上、下相邻层的风口。
3.机械加压送风量计算：
1）楼梯间机械加压送风量计算：
对于地上楼梯间，开启着火层楼梯间疏散门时为保持门洞处风速所需的送风量L1的确定：
每层开启门的总断面积Ak=1.2×2.1=2.52m2；
门洞断面风速v取0.7m/s；
常开风口，开启门的数量N1=3；
L1=Ak×v×N1
=2.52×0.7×3×3600=19051m3/h
保持加压部位一定的正压值所需的送风量L2的确定
取门缝宽度0.004m，每层疏散门的有效漏风面积A=(1.2+2.1)×2×0.004+0.004×2.1=0.0348m2；
门开启时的压力差△P=6Pa；
漏风门数量N2=26；
L2=0.827×A×
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×1.25×N2
=0.827×0.0348×
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×1.25×26×3600
=8247m3/h
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图1 核心筒加压送风平面图
楼梯间的机械加压送风量：
Lj=L1+L2=19051+8247=27298m3/h
设计风量不应小于计算风量的1.2倍，因此设计风量不小于27298×1.2 =32758m3/h。
对于地下楼梯间，开启着火层楼梯间疏散门时为保持门洞处风速所需的送风量L1的确定：
每层开启门的总断面积Ak=1.2×2.1=2.52m2；
门洞断面风速v取0.7m/s；
常开风口，开启门的数量N1=1；
L1=Ak×v×N1
=2.52×0.7×1×3600=6350m3/h
保持加压部位一定的正压值所需的送风量L2的确定
取门缝宽度0.004m，每层疏散门的有效漏风面积A=(1.2+2.1)×2×0.004+0.004×2.1=0.0348m2；
门开启时的压力差△P=6Pa；
漏风门数量N2=1；
L2=0.827×A×
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×1.25×N2
=0.827×0.0348×
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×1.25×1×3600
=317m3/h
楼梯间的机械加压送风量：
Lj=L1+L2=6350+317=6667m3/h
设计风量不应小于计算风量的1.2倍，因此设计风量不小于6667×1.2=8000m3/h。
会用前室机械加压送风量计算；
对于合用前室，开启着火层楼梯间疏散门时，为保持走廊开向前室门洞处风速所需的送风量L1的确定：
每层开启门的总断面积Ak=1.2×2.1=2.52m2；
门洞断面风速v取0.7m/s；
常闭风口，开启门的数量N1=3；
L1=Ak×v×N1
=2.52×0.7×3×3600=19051m3/h
送风阀门的总漏风量L3的确定
常闭风口，漏风阀门的数量N3=29；
每层送风阀门的面积Af=0.9m2；
L3=0.083×Af×N3
=0.083×0.9×29×3600
=7798m3/h
楼梯间的机械加压送风量：
Lj=L1+L2=19051+7798=26849m3/h
设计风量不应小于计算风量的1.2倍，因此设计风量不小于26849×1.2=32219m3/h。
防烟楼梯间、合用前室机械加压送风量计算值与《建筑防烟排烟系统技术标准》 GB 51251-2017中表3.4.2-4的值中取较大值，最后确定风机风量如下：
地上防烟楼梯间加压送风系统JY-1，加压送风机：SWF(A)-III-8
风量：G=33210m3/h 功率：N=15kw
转速：n=1450rpm 风压：P=1000Pa
地下防烟楼梯间加压送风系统JY-1'，加压送风机：SWF(A)-Ⅰ-7
风量：G=11780m3/h 功率：N=3.0kw
转速：n=1450rpm 风压：P=470Pa
合用前室加压送风系统JY-2，加压送风机：SWF(A)-III-7
风量：G=31380m3/h 功率：N=11kw
转速：n=1450rpm 风压：P=600Pa
4.机械加压送风系统的设置应注意的几个问题
4.1当防烟楼梯间及其合用前室同时需要加压送风时，由于两者要维持的正压值不同，应分设两个独立送风系统，当采用一套共用系统时，必须在通向合用前室的支风管上设置压差自动调节装置。
4.2机械加压送风系统应采用管道送风，且不应采用土建风道。送风管道应采用不燃材料制作且内壁应光滑。当送风管道内壁为金属时，设计风速不应大于20m/s；当送风管道内壁为非金属时，设计风速不应大于15m/s；送风管道的厚度应符合现行国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243的规定。
4.3送风机应设置在专用机房内，送风机房并应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的规定。
4.4 设置机械加压送风系统的封闭楼梯间、防烟楼梯间，尚应在其顶部设置不小于1m2固定窗。靠外墙的防烟楼梯间，尚应在其外墙上每5层内设置总面积不小于2m2的固定窗。
参考文献
[1]《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》.（GB50736-2012）.
[2]《建筑设计防火规范》.（GB50016-2014）2018年版.
[3]《建筑防烟排烟系统技术标准》.（GB51251-2017）.