安科瑞 鮑靜君

　　摘 要：提出了民用建筑加壓防煙系統(tǒng)風量計算公式中有關(guān)參數(shù)選取及風機選型的問題，給出了相應解決建議，并進行了實例分析。

　　關(guān)鍵詞：加壓送風；防排煙壓；風速法；壓差法；壓風機選型

　　0 引言

　　在加壓送風系統(tǒng)設(shè)計工程實踐中，有些問題在現(xiàn)行規(guī)范中表述較簡略或沒有明確規(guī)定，由于設(shè)計者對規(guī)范的理解不同，常常出現(xiàn)相似的建筑條件設(shè)計風量卻相差很大的情況。本文就此方面幾個相關(guān)問題加以討論。

　　1 加壓送風量的確定

　　1.1 相關(guān)規(guī)范中引用的加壓送風量確定方法

　　GB 50045—1995《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》中規(guī)定了確定方法，以壓差法、風速法計算值與規(guī)范推薦值三者中為防煙系統(tǒng)設(shè)計送風量。

　　1）壓差法計算公式為：

　　式中，A為縫隙面積；駐P為門 、窗兩側(cè) 的壓 差，取25~50Pa；1.25 為附加系數(shù)；b 為計算指數(shù)，對門縫取2，窗縫取1.6；0.827 和 3600 為單位換算系數(shù)。

　　2）風速法計算公式在GB 50045—1995《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》和 GB 50016—2016《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中略有差別，GB 50016—2016 中給出的公式較為合理：

　　式中，F(xiàn)為每個門開啟面積；v 為門洞平均風速，取 0.7~1.2m/s；n 為同一時刻開啟門的計算數(shù)，當系統(tǒng)承擔層數(shù)少于 20 層時取 2，20~32 層時取 3；b 為附加率，取 0.1~0.2；a 為背壓系數(shù)，取 0.6~1.0；3600 為單位換算系數(shù)。

　　3）規(guī)范規(guī)定機械加壓小的控制風量詳見 GB 50045—1995 中表 8.3.2-1~ 表 8.3.2-4。

　　1.2 公式應用中存在的問題

　　1.2.1 有關(guān)壓差法計算公式的問題

　　在用壓差法計算時，前室通向防煙樓梯間的門、電梯門、管道井檢修門等非常規(guī)門是否計算、如何計算，爭議較多，做法亦各不相同。筆者認為，應從壓差法計算的出發(fā)點考慮，壓差法的計算目的是使送風量能夠保證采用機械加壓送風的區(qū)域當防火門關(guān)閉時保持一定的正壓值，因此，所有存在壓差、可能產(chǎn)生漏風、對正壓值有影響的漏風均應計算。

　　前室通向防煙樓梯間的門壓差法中是否計算，應取決于樓梯間的防煙方式：若樓梯間無需采用機械加壓，滿足自然排煙條件，應該計算其漏風量，計算壓差△P應為前室的設(shè)計余壓值；若樓梯間采用機械加壓，規(guī)范規(guī)定樓梯間的余壓較前室高出 10~25Pa，空氣由樓梯間向前室泄漏，計算前室送風量時可忽略，計算樓梯間時則應考慮在內(nèi)，其壓差值駐P取前室與樓梯間余壓值之差。

　　對于電梯門，無論是否為消防電梯均應計算。雖然一般民用建筑中電梯井多為封閉豎井，但因火災時只根據(jù)系統(tǒng)承擔樓層數(shù)開啟 2 層（層時）或 3 層（20~32 層時）前室加壓送

　　風口，其余樓層不做加壓，這樣會形成由加壓前室經(jīng)電梯井向非加壓前室的泄漏，導致前室壓力降低，故應計算電梯門的漏風量。同理，各類設(shè)置在前室內(nèi)的豎井檢修門也應計算在內(nèi)。

　　計算前室時，公式中a應按1層樓計算，再根據(jù)同時開啟加壓層數(shù)不同將結(jié)果乘以 2（系統(tǒng)承擔樓層 層時）或 3（系統(tǒng)承擔20~32 層時）為壓差法計算總風量。

　　1.2.2 有關(guān)風速法計算公式的問題

　　風速法計算的目的是使送風量能夠保證采用機械加壓送風的區(qū)域當門開啟時門洞處具有一定風速，阻止煙氣向疏散通道擴散。

　　風速法計算中爭議較大的問題是出入口的認定問題，如電梯門、樓梯間的門。筆者認為，是否認定為出入口應取決于3點：（1）是否形成門洞；（2）是否有煙氣入侵的可能；（3）是否造成泄壓影響其他可能同時開啟的門斷面風速。

　　電梯門無論是否為消防電梯均不應考慮：非消防電梯火災時停止運行，電梯門沒有開啟的可能，不予考慮；消防電梯雖有開啟的可能，但實際連通的僅是電梯轎廂，與電梯井之間只是縫隙連接，不形成門洞，也沒有煙氣入侵的可能，也不應考慮。

　　前室通往防煙樓梯間的門雖然兩側(cè)均為防煙設(shè)施，沒有煙氣入侵的可能，但考慮到有壓差時門開啟可能會產(chǎn)生大量泄壓，影響其他同時開啟的門的斷面風速，應該根據(jù)樓梯間是否為機械加壓分別考慮：若樓梯間為機械加壓，如前文所述，樓梯間內(nèi)余壓高于前室，計算室風量時可忽略，計算樓梯間風量時則應計為出入口；若樓梯間為自然排煙，計算前室風量

　　時應計為出入口。

　　2 加壓送風機選型

　　在風機選型方面，有爭議的問題是應該參考全壓還是靜壓，如按全壓選型，是否應考慮出口處動壓的問題。關(guān)于這個問題 GB 50045—2005《高層民用建筑設(shè)計防規(guī)范》8.3.7 條已有明確說明，風機全壓應包括系統(tǒng)不利環(huán)路總壓降和正壓間余壓值。

　　通過伯努利方程可以簡單理解這個問題，如圖1所示前室防煙系統(tǒng)簡圖，在距風機吸入口和加壓送風口足夠遠處速度近似為0處各取斷面 1-1、2-2，忽略位壓影響，列兩斷面能

　　量方程：

　　式中，P 為風機全壓；△Py+j 為不利環(huán)路總阻力；P1 是大氣壓強值為 0；P2 為余壓 △P；v1、v2 均為 0，代入式（3），再考慮風機選型時預留 1.1~1.2 倍的富裕量，終風機全壓為(1.1~1.2)x(△Py+j+△P)，其中 △P為正壓送風區(qū)域的余壓。

3 計算實例

　　3.1 建筑概況

　　本建筑為某商辦綜合樓，地下1層，包括地下車庫和設(shè)備用房；地上12 層，1~3 層為商場，4~12 層為辦公。其防煙區(qū)域平面示意圖見圖 2。合用前室共有 3 個通向走廊或大廳的門，尺寸為 2.0m x1.6m，合用前室通樓梯間的門尺寸為 2.0m x 1.2m。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計

　　合用前室與防煙樓梯間分別獨立設(shè)置防煙系統(tǒng)，地上與地下共用豎井和風機,全部采用常閉型電控風口，合用前室每層1個，防煙樓梯間地下1個風口，地上部分每3層1個風口。

　　3.3 送風量計算

　　1）合用前室

　　壓差法：計算 3 個通向走廊或大廳2.0m x1.6m 的門和 3個電梯門，忽略由樓梯間向前室泄漏的樓梯間門，火災時開啟2 層。計算值為 Ly=(311+893)x2=2408m³/h。門的漏風量取自文獻[5]表 13.4-8。

　　風速法：只有3個通向走廊的 2m x1.6m 的門可視為出入口，取其一計算面積，系統(tǒng)共承擔13層，n取2，共個3出入口再乘1.75的系數(shù)。計算值為：Lv=2x2x1.6x0.7x(1+0.1)/1x3600x1.75=31 046m³/h。

　　查表值(12000~16000)x1.75=21000~28000m³/h。風速法計算值大，送風量31046m³/h。待風口設(shè)計完畢后，還應按照風口大小計算關(guān)閉風口和閥門的漏風量對豎井總風量進行修正。

　　2）防煙樓梯間地上部分

　　壓差法：計算12個通往前室的門其壓差為前室與樓梯間余壓差25Pa 和1個通往地下樓梯間的門其壓差為樓梯間余壓50Pa。計算值為 Ly=191+539=730m³/h。

　　風速法12個通往前室的門和1個通往地下樓梯間的門均為出入口 Lv=2x2x1.6x0.7x(1+0.1)/1x3 600x1.75=31046m³/h。

　　查表值：(16000~20000)x1.75=28000~35000m³/h。

　　風速法計算值在規(guī)范推薦范圍，按風速法確定風量，樓梯間地上部分送風量31 046m³/h。因本設(shè)計樓梯間采用常閉風口且地上、地下共用同一送風豎井，風口設(shè)計完畢后需計算地下1層風口的漏風量對豎井總風量進行修正。

　　3）防煙樓梯間地下部分

　　壓差法：計算 1 個通往前室的門壓差為前室與樓梯間余壓差25Pa 和1個通往地上樓梯間的門壓差為樓梯間余壓50Pa。Ly=539m³/h。

　　風速法：2個門均為出入口，按 2 個門面積之和計算，n 取1，計算式為Lv= (2x1.2+2x1.6)x0.7x(1+0.1)/1x3 600=15 523m³/h。

　　查表值：16 000m³/h。

　　規(guī)范推薦值大，樓梯間地下部分送風量為16 000m3/h。同樣，風口設(shè)計完畢后需計算地上部分 4 個風口的漏風量對豎井總風量進行修正。

　　從以上計算不難看出，壓差法的計算值比風速法和規(guī)范推薦值小得多，風速法計算值與規(guī)范推薦值相近，取值的不同對設(shè)計風量影響較大，應慎重選取。

　　4 安科瑞余壓監(jiān)控系統(tǒng)及產(chǎn)品選型

　　4.1系統(tǒng)簡介

　　針對各類機械加壓送風系統(tǒng)的應用特點，安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)了余壓監(jiān)控系統(tǒng)，是集工業(yè)計算機技術(shù)、通訊、抗電磁干擾、數(shù)字傳感技術(shù)及消防二總線于一體的智能化系統(tǒng)。采用高靈敏度壓力信號傳感器，24小時實時自動巡檢并采集監(jiān)控區(qū)域壓力變化等工作狀態(tài)，對超壓故障發(fā)出報警信號并記錄，當防煙樓梯間或前室余壓值達到超壓監(jiān)控值時，余壓探測器發(fā)出報警信號，余壓控制器打開加壓風機風管上的旁通閥泄壓；余壓回落到正常區(qū)間值后，余壓探測器發(fā)出信號，余壓控制器關(guān)閉旁通閥，通過控制旁通閥的開啟，來保持余壓值穩(wěn)定在規(guī)范要求的區(qū)間值內(nèi)，系統(tǒng)具有實時性、數(shù)字化、智能化，自動化連續(xù)監(jiān)控的特點。余壓監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖3。

　　余壓監(jiān)控系統(tǒng)由余壓監(jiān)控器（主機）、余壓控制器、余壓探測器、風閥執(zhí)行器、系統(tǒng)監(jiān)控軟件等部分或全部設(shè)備組成滿足并高于GB51251《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標準》、GB50016《建筑設(shè)計防火規(guī)范》和GB50098《人民防空工程設(shè)計防火規(guī)范》等相關(guān)國家標準中的功能需求。

圖3余壓系統(tǒng)監(jiān)控結(jié)構(gòu)圖

　　設(shè)計說明：

　　①　余壓監(jiān)控器（主機）與余壓控制器之間是485通訊，連接方式為手拉手連接，線型NH-RVSP 2*1.5mm2，通訊距離為500米；

　?、凇≈鳈C支持2路RS485通訊回路，每條回路可連接32個余壓控制器；

　?、邸∮鄩嚎刂破髋c余壓探測器之間為二總線通訊，通訊距離500m， 線型NH-RVSP2*2.5mm2；

　?、堋∫恢挥鄩嚎刂破骺蓭?20個余壓探測器。

　　4.2 產(chǎn)品型號及功能

　　4.2.1 ARPM100/B3余壓監(jiān)控器

產(chǎn)品特點：

　　?滿足國家標準GB51251-2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標準》；

　　?與余壓控制器、余壓探測器、風閥執(zhí)行器等配接，靈活構(gòu)建大容量疏散通道余壓監(jiān)控系統(tǒng)；

　　?可通過余壓控制器監(jiān)控疏散通道余壓變化，適應現(xiàn)代建筑復雜多變的要求；

　　?抗干擾能力強，可以長距離供電；

　　?提供2條RS485通訊回路，每條回路可連接32個余壓控制器。

　　4.2.2 ARPM-S余壓探測器

產(chǎn)品特性：

　　?電源：15～28VDC（二總線）

　　?工作電流： ＜4mA

　　?測量范圍： -1000Pa~1000Pa

　　?通訊方式： 二總線

　　?尺寸：86mm*86mm*20mm

　　?安裝孔距：60mm

　　?安裝方式：86盒安裝

　　?工作溫度：-20℃-70℃

　　?儲存溫度：-40℃-85℃

　　LED顯示：

　　?運行指示燈：當設(shè)備正在處于通訊狀態(tài)時，運行指示燈閃爍。

　　?故障指示燈：當設(shè)備自校準失敗時，故障指示燈點亮。

　　?報警指示燈：當探測器檢測到余壓差值超出設(shè)定值時，報警指示燈點亮。

　　?安裝接線

　　LA LB 高壓 低壓

　　二總線 氣嘴

　　本模塊采用通用于86盒安裝方式，水平安裝孔距為60mm。探測器的工作電源為15～28VDC，請保證接線末端的電壓符合工作電源的范圍。使用橡膠軟管與低壓氣嘴相連，軟管另一端接到低壓區(qū)。（設(shè)備若安裝在低壓側(cè)，則用橡膠軟管與高壓氣嘴相連，軟管另一端接到高壓區(qū)。）

　　4.2.3 ARPM-C余壓控制器

產(chǎn)品特性：

　　?工作電源：  AC 220V  50Hz

　　?功耗： 待機狀態(tài)＜3W，動作狀態(tài)＜10W

　　?執(zhí)行輸出：24V（接執(zhí)行器）

　　?開關(guān)量輸入：2路

　　?開關(guān)量輸出：1路繼電器輸出

　　?通訊：1路二總線、1路RS485

　　?通訊距離：500m

　　?安裝方式：導軌式安裝

　　?工作溫度范圍： -20℃～60℃

　　?儲存溫度范圍：-30℃～80℃

　　?環(huán)境濕度：相對濕度≤90%，不結(jié)露

　　?防護等級： IP30

　　?產(chǎn)品符合：GB16806-2006

　　?外形尺寸

4.2.4 ARPM-DC24V風閥執(zhí)行器

產(chǎn)品特點：

　　?滿足國家標準GB51251《建筑防煙系統(tǒng)技術(shù)標準》及GB 50016《建筑設(shè)計防火規(guī)范》等相關(guān)國家標準中的工能要求

　　?接收余壓控制器命令，控制調(diào)節(jié)旁通泄壓閥的開、閉角度

　　?可選擇旋轉(zhuǎn)角度，轉(zhuǎn)接頭，設(shè)置獨立的運行時間，具有手動控制按鈕

　　?采用DC24V工作電壓確保系統(tǒng)穩(wěn)定和人身安全

　　4.3 產(chǎn)品選型

5 結(jié)論

　　設(shè)計規(guī)范無法對各種復雜的實際情況都一一進行規(guī)定，這就要求設(shè)計人員充分領(lǐng)會規(guī)范條文的目的及內(nèi)涵，具體情況具體分析：

　　1）設(shè)計時應從壓差法、風速法設(shè)計計算目的出發(fā)確定各參數(shù)的取值。

　　2）壓差法計算時應將所有可能產(chǎn)生泄漏的門、窗縫隙計算在內(nèi)，但其計算結(jié)果比風速法和規(guī)范推薦值小得多，對設(shè)計結(jié)果無影響。

　　3）風速法計算時是否認定為出入口需滿足 2 個條件：一是能形成門洞；二是有煙氣入侵的可能或雖無煙氣入侵但開門時會發(fā)生泄壓影響其他同時開啟門的斷面風速。

　　4）出入口面積較大時風速法計算結(jié)果會高于規(guī)范推薦值，直接按查表值設(shè)計會使總風量偏小。

　　5）加壓風機選型應按全壓選取，其全壓應不小于不利環(huán)路總壓降與正壓間余壓之和。