浅谈高层建筑防烟楼梯间防排烟设计
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浅谈高层建筑防烟楼梯间防排烟设计
摘要：高层建筑防烟楼梯间的防排烟设计，宜采用自然排烟或加压送风的方式。
本文介绍了各方式的特点及适用场合，并就地上与地下分别为防烟楼梯间时加压送风系统设计及注意的问题做简单总结，以期使防排烟设计更为合理有效，保证火灾时人员的安全疏散。
关键词：高层建筑；防烟楼梯间；自然排烟；加压送风
引言
在各类火灾事故中，大部分人员并非被火烧伤，而是由于烟气窒息、中毒，不能安全疏散才导致伤亡，而高层建筑中的防烟楼梯间及前室、消防电梯间前室或合用前室都是建筑着火时最重要的疏散通道，对这些部位进行合理有效的防排烟设计对保证人员安全疏散具有极为重要的意义。
本文主要就高层建筑防烟楼梯间的防排烟设计进行讨论。
1 防烟楼梯间防排烟采用方式及适用场合
高层建筑中防烟楼梯间的防排烟设计宜采用以下方式：
1.1 自然排烟
防烟楼梯间可利用可开启的外窗或阳台、凹廊等自然排烟。
这种方式的排烟效果会受风向等多种因素的影响，但是其构造简单、经济，火灾时不受电源中断的影响，平时还可兼做换气用。
结合我国目前的经济、技术条件及管理水平，宜优先采用。
此方式不适用于建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑。
1.2 加压送风
对防烟楼梯间加压送风使其保持正压，阻止烟气侵入。
这种方式防烟效果好，能够保证人员疏散和扑救的需要，不受环境条件限制。
建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑及不具备自然排烟条件的高层建筑防烟楼梯间，应采用加压送风的方式。
2 防烟楼梯间加压送风风量确定及系统设计
根据《高规》第6.2.8条规定，所有高层建筑的疏散楼梯间均分成上下两段，形成两个独立的楼梯间。
2.1 加压送风量的确定
地下部分满足封闭楼梯间要求时，只需考虑地上部分防烟楼梯间加压送风。
地下部分设计为防烟楼梯间，地下和地上层防烟楼梯间加压送风，需分别计算送风量。
2.1.1 地上层防烟楼梯间加压送风
地上防烟楼梯间加压送风量由计算确定，或按《高规》8.3.2条表中数据选取，两者不一致时，应按大值确定。
风量计算中使用较普遍的方法有：
（1）压差法：按保持疏散通道需要有一定的正压值计算。
防烟楼梯间为40～50Pa。
（2）流速法：按开启着火层疏散通道时要相对保持该门洞风速计算。
2.1.2 地下层防烟楼梯间加压送风
地下层防烟楼梯间（非人防工程），其加压送风量可按《高规》8.3.2条表中<20层时的下限风量取用，并与计算值比较取大值。
一般采用“风速法”计算。
2.2 加压送风系统设计
同时满足地下和地上防烟楼梯间加压送风要求，系统设计有以下3个方案可选：
2.2.1 方案一
地下与地上设计为两个独立的加压送风系统。
垂直风道设楼板隔为上下两个独立风道，风道面积按各自送风量分别计算。
加压风机分别按地上和地下送风量选择，设于地下层和屋顶层。
控制方式：地上发生火灾时，屋顶加压风机开启，；地下发生火灾时，设于地下的加压风机开启。
此系统在任何情况下均能满足加压送风要求，联锁控制简单、灵活、可靠。
2.2.2 方案二
地下与地上层共用一个垂直竖风道。
加压风机在屋顶设置。
送风量取两个防烟楼梯间风量之和，风道面积按总风量计算。
控制方式：地上或地下发生火灾时，加压风机开启，地上和地下风口同时送风，以满足风量要求。
此方式在任何情况下均可满足加压送风要求。
缺点是不能灵活控制，风井面积大。
2.2.3 方案三
地下室与地上层共用一个垂直竖风道，屋顶设一台风机，送风量及井道面积均按两个楼梯间中的最大风量计算。
地上和地下层风口均采用常闭防火型，分别与屋顶的加压送风机联锁控制。
控制方式：当地下着火时，地下风口联锁风机开启；当地上着火时，地上所有风口联锁加压风机给地上防烟楼梯间送风。
此方式虽联锁控较为复杂，但可分别控制，在任何情况下均可满足送风要求，风机风量较其它方案小。
2.2.4 通过对上述设计方案的优缺点的比较可得出以下结论
加压送风系统应优先选用方案一，设计两个独立的系统。
此方式在任何情况下均能满足要求，联锁控制简单；地下部分防烟楼梯间不具备独立设加压送风系统的条件时，可考虑采用方案二或三。
方案二，虽然在任何情况下均可以满足送风量要求，但是风机风量和风井面积均大于方案三，且不能灵活控制，安全性较差。
宜优先采用方案三。
2.3 加压送风系统设计应注意的问题
2.3.1 加压送风量的确定
防烟楼梯间的送风量应由计算确定，当计算值和规范值不一致时，应按大值确定；地下与地上层防烟楼梯间共用一个送风井道时，风量应取两者之和，井道面积亦应按总风量计算。
有的设计者未注意到地上和地下防烟楼梯间之间的防火墙和防火门，加压送风机风量和风井面积仍按一个防烟楼梯间设计计算，就会产生以下问题：无论是地上或地下层着火，上下层风口同时送风，地上和地下楼梯间均达不到规范中规定的送风量要求。
2.3.2 泄压装置的设置
部分设计人员在设计加压送风时没有对楼梯间的风压进行校核。
尤其是地下层的防烟楼梯间，送风量大，层数少，门窗等可用于泄压的缝隙面积小，未设泄
压装置。
仅从防烟的角度考虑，送风的正压值越高越好，但由于一般疏散门开启是朝向疏散方向，而加压作用力的方向恰好与疏散方向相反，如果压力过高，会使疏散门开启困难，甚至不能开启，给人员的安全疏散造成困难。
因此设加压送风系统时，要校核楼梯间是否“超压”。
如果楼梯间超压，宜考虑设置余压阀，一般限压取正压值的1.2倍。
楼梯间的正压值未超过限压时，余压阀关闭；正压值大于限值时，余压阀开启，进行泄压，正压值降至限值以下时，余压阀重新关闭。
余压阀前应设防火阀，70℃时自动熔断关闭。
3 结语
综上所述，高层建筑防烟楼梯间的防排烟设计，对保证火灾时人员的安全疏散有重要意义。
暖通设计人员在设计时要与各专业协调配合，根据不同工程实际情况，在高层建筑设计方案阶段考虑好所采用的防排烟的方式，使系统设计合理、经济，运行安全可靠。
参考文献
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[2] 张吉光，史自强，崔红社.高层建筑和地下建筑通风和防排烟[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.。
