安科瑞 鮑靜君

摘 要：提出了民用建筑加壓防煙系統(tǒng)風(fēng)量計(jì)算公式中有關(guān)參數(shù)選取及風(fēng)機(jī)選型的問題，給出了相應(yīng)解決建議，并進(jìn)行了實(shí)例分析。

關(guān)鍵詞：加壓送風(fēng)；防排煙壓；風(fēng)速法；壓差法；壓風(fēng)機(jī)選型

0 引言

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

1 加壓送風(fēng)量的確定

1.1 相關(guān)規(guī)范中引用的加壓送風(fēng)量確定方法

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

1）壓差法計(jì)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(jì)算指數(shù)，對(duì)門縫取2，窗縫取1.6；0.827 和 3600 為單位換算系數(shù)。

2）風(fēng)速法計(jì)算公式在GB 50045 1995《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和 GB 50016 2016《建筑設(shè)計(jì)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(gè)門開啟面積；v 為門洞平均風(fēng)速，取 0.7~1.2m/s；n 為同一時(shí)刻開啟門的計(jì)算數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)承擔(dān)層數(shù)少于 20 層時(shí)取 2，20~32 層時(shí)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(jī)械加壓小的控制風(fēng)量詳見 GB 50045 1995 中表 8.3.2-1~ 表 8.3.2-4。

1.2 公式應(yīng)用中存在的問題

1.2.1 有關(guān)壓差法計(jì)算公式的問題

在用壓差法計(jì)算時(shí)，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(jì)算、如何計(jì)算，爭(zhēng)議較多，做法亦各不相同。筆者認(rèn)為，應(yīng)從壓差法計(jì)算的出發(fā)點(diǎn)考慮，壓差法的計(jì)算目的是使送風(fēng)量能夠保證采用機(jī)械加壓送風(fēng)的區(qū)域當(dāng)防火門關(guān)閉時(shí)保持一定的正壓值，因此，所有存在壓差、可能產(chǎn)生漏風(fēng)、對(duì)正壓值有影響的漏風(fēng)均應(yīng)計(jì)算。

前室通向防煙樓梯間的門壓差法中是否計(jì)算，應(yīng)取決于樓梯間的防煙方式：若樓梯間無(wú)需采用機(jī)械加壓，滿足自然排煙條件，應(yīng)該計(jì)算其漏風(fēng)量，計(jì)算壓差△P應(yīng)為前室的設(shè)計(jì)余壓值；若樓梯間采用機(jī)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(jì)算前室送風(fēng)量時(shí)可忽略，計(jì)算樓梯間時(shí)則應(yīng)考慮在內(nèi)，其壓差值駐P取前室與樓梯間余壓值之差。

對(duì)于電梯門，無(wú)論是否為消防電梯均應(yīng)計(jì)算。雖然一般民用建筑中電梯井多為封閉豎井，但因火災(zāi)時(shí)只根據(jù)系統(tǒng)承擔(dān)樓層數(shù)開啟 2 層（層時(shí)）或 3 層（20~32 層時(shí)）前室加壓送

風(fēng)口，其余樓層不做加壓，這樣會(huì)形成由加壓前室經(jīng)電梯井向非加壓前室的泄漏，導(dǎo)致前室壓力降低，故應(yīng)計(jì)算電梯門的漏風(fēng)量。同理，各類設(shè)置在前室內(nèi)的豎井檢修門也應(yīng)計(jì)算在內(nèi)。

計(jì)算前室時(shí)，公式中a應(yīng)按1層樓計(jì)算，再根據(jù)同時(shí)開啟加壓層數(shù)不同將結(jié)果乘以 2（系統(tǒng)承擔(dān)樓層 層時(shí)）或 3（系統(tǒng)承擔(dān)20~32 層時(shí)）為壓差法計(jì)算總風(fēng)量。

1.2.2 有關(guān)風(fēng)速法計(jì)算公式的問題

風(fēng)速法計(jì)算的目的是使送風(fēng)量能夠保證采用機(jī)械加壓送風(fēng)的區(qū)域當(dāng)門開啟時(shí)門洞處具有一定風(fēng)速，阻止煙氣向疏散通道擴(kuò)散。

風(fēng)速法計(jì)算中爭(zhēng)議較大的問題是出入口的認(rèn)定問題，如電梯門、樓梯間的門。筆者認(rèn)為，是否認(rèn)定為出入口應(yīng)取決于3點(diǎn)：（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(shí)開啟的門斷面風(fēng)速。

電梯門無(wú)論是否為消防電梯均不應(yīng)考慮：非消防電梯火災(zāi)時(shí)停止運(yùn)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(shí)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(yīng)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(shí)門開啟可能會(huì)產(chǎn)生大量泄壓，影響其他同時(shí)開啟的門的斷面風(fēng)速，應(yīng)該根據(jù)樓梯間是否為機(jī)械加壓分別考慮：若樓梯間為機(jī)械加壓，如前文所述，樓梯間內(nèi)余壓高于前室，計(jì)算室風(fēng)量時(shí)可忽略，計(jì)算樓梯間風(fēng)量時(shí)則應(yīng)計(jì)為出入口；若樓梯間為自然排煙，計(jì)算前室風(fēng)量

時(shí)應(yīng)計(jì)為出入口。

2 加壓送風(fēng)機(jī)選型

在風(fēng)機(jī)選型方面，有爭(zhēng)議的問題是應(yīng)該參考全壓還是靜壓，如按全壓選型，是否應(yīng)考慮出口處動(dòng)壓的問題。關(guān)于這個(gè)問題 GB 50045 2005《高層民用建筑設(shè)計(jì)防規(guī)范》8.3.7 條已有明確說(shuō)明，風(fēng)機(jī)全壓應(yīng)包括系統(tǒng)不利環(huán)路總壓降和正壓間余壓值。

通過(guò)伯努利方程可以簡(jiǎn)單理解這個(gè)問題，如圖1所示前室防煙系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，在距風(fēng)機(jī)吸入口和加壓送風(fēng)口足夠遠(yuǎn)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(fēng)機(jī)全壓；△Py+j 為不利環(huán)路總阻力；P1 是大氣壓強(qiáng)值為 0；P2 為余壓 △P；v1、v2 均為 0，代入式（3），再考慮風(fēng)機(jī)選型時(shí)預(yù)留 1.1~1.2 倍的富裕量，終風(fēng)機(jī)全壓為(1.1~1.2)x(△Py+j+△P)，其中 △P為正壓送風(fēng)區(qū)域的余壓。

3 計(jì)算實(shí)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(kù)和設(shè)備用房；地上12 層，1~3 層為商場(chǎng)，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(gè)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(jì)

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

3.3 送風(fēng)量計(jì)算

1）合用前室

壓差法：計(jì)算 3 個(gè)通向走廊或大廳2.0m x1.6m 的門和 3個(gè)電梯門，忽略由樓梯間向前室泄漏的樓梯間門，火災(zāi)時(shí)開啟2 層。計(jì)算值為 Ly=(311+893)x2=2408m /h。門的漏風(fēng)量取自文獻(xiàn)[5]表 13.4-8。

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

查表值(12000~16000)x1.75=21000~28000m /h。風(fēng)速法計(jì)算值大，送風(fēng)量31046m /h。待風(fēng)口設(shè)計(jì)完畢后，還應(yīng)按照風(fēng)口大小計(jì)算關(guān)閉風(fēng)口和閥門的漏風(fēng)量對(duì)豎井總風(fēng)量進(jìn)行修正。

2）防煙樓梯間地上部分

壓差法：計(jì)算12個(gè)通往前室的門其壓差為前室與樓梯間余壓差25Pa 和1個(gè)通往地下樓梯間的門其壓差為樓梯間余壓50Pa。計(jì)算值為 Ly=191+539=730m /h。

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

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

風(fēng)速法計(jì)算值在規(guī)范推薦范圍，按風(fēng)速法確定風(fēng)量，樓梯間地上部分送風(fēng)量31 046m /h。因本設(shè)計(jì)樓梯間采用常閉風(fēng)口且地上、地下共用同一送風(fēng)豎井，風(fēng)口設(shè)計(jì)完畢后需計(jì)算地下1層風(fēng)口的漏風(fēng)量對(duì)豎井總風(fēng)量進(jìn)行修正。

3）防煙樓梯間地下部分

壓差法：計(jì)算 1 個(gè)通往前室的門壓差為前室與樓梯間余壓差25Pa 和1個(gè)通往地上樓梯間的門壓差為樓梯間余壓50Pa。Ly=539m /h。

風(fēng)速法：2個(gè)門均為出入口，按 2 個(gè)門面積之和計(jì)算，n 取1，計(jì)算式為L(zhǎng)v= (2x1.2+2x1.6)x0.7x(1+0.1)/1x3 600=15 523m /h。

查表值：16 000m /h。

規(guī)范推薦值大，樓梯間地下部分送風(fēng)量為16 000m3/h。同樣，風(fēng)口設(shè)計(jì)完畢后需計(jì)算地上部分 4 個(gè)風(fēng)口的漏風(fēng)量對(duì)豎井總風(fēng)量進(jìn)行修正。

從以上計(jì)算不難看出，壓差法的計(jì)算值比風(fēng)速法和規(guī)范推薦值小得多，風(fēng)速法計(jì)算值與規(guī)范推薦值相近，取值的不同對(duì)設(shè)計(jì)風(fēng)量影響較大，應(yīng)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(jiǎn)介

針對(duì)各類機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)，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(jì)算機(jī)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(hào)傳感器，24小時(shí)實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢并采集監(jiān)控區(qū)域壓力變化等工作狀態(tài)，對(duì)超壓故障發(fā)出報(bào)警信號(hào)并記錄，當(dāng)防煙樓梯間或前室余壓值達(dá)到超壓監(jiān)控值時(shí)，余壓探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，余壓控制器打開加壓風(fēng)機(jī)風(fēng)管上的旁通閥泄壓；余壓回落到正常區(qū)間值后，余壓探測(cè)器發(fā)出信號(hào)，余壓控制器關(guān)閉旁通閥，通過(guò)控制旁通閥的開啟，來(lái)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(shí)時(shí)性、數(shù)字化、智能化，自動(dòng)化連續(xù)監(jiān)控的特點(diǎn)。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(jī)）、余壓控制器、余壓探測(cè)器、風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)》、GB50016《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和GB50098《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的功能需求。

圖3余壓系統(tǒng)監(jiān)控結(jié)構(gòu)圖

設(shè)計(jì)說(shuō)明：

① 余壓監(jiān)控器（主機(jī)）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；

② 主機(jī)支持2路RS485通訊回路，每條回路可連接32個(gè)余壓控制器；

③ 余壓控制器與余壓探測(cè)器之間為二總線通訊，通訊距離500m， 線型NH-RVSP2*2.5mm2；

④ 一只余壓控制器可帶120個(gè)余壓探測(cè)器。

4.2 產(chǎn)品型號(hào)及功能

4.2.1 ARPM100/B3余壓監(jiān)控器

產(chǎn)品特點(diǎn)：

?滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB51251-2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》；

?與余壓控制器、余壓探測(cè)器、風(fēng)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(guò)余壓控制器監(jiān)控疏散通道余壓變化，適應(yīng)現(xiàn)代建筑復(fù)雜多變的要求；

?抗干擾能力強(qiáng)，可以長(zhǎng)距離供電；

?提供2條RS485通訊回路，每條回路可連接32個(gè)余壓控制器。

4.2.2 ARPM-S余壓探測(cè)器

產(chǎn)品特性：

?電源：15～28VDC（二總線）

?工作電流： ＜4mA

?測(cè)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(chǔ)存溫度：-40℃-85℃

LED顯示：

?運(yùn)行指示燈：當(dāng)設(shè)備正在處于通訊狀態(tài)時(shí)，運(yùn)行指示燈閃爍。

?故障指示燈：當(dāng)設(shè)備自校準(zhǔn)失敗時(shí)，故障指示燈點(diǎn)亮。

?報(bào)警指示燈：當(dāng)探測(cè)器檢測(cè)到余壓差值超出設(shè)定值時(shí)，報(bào)警指示燈點(diǎn)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(cè)器的工作電源為15～28VDC，請(qǐng)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(jī)狀態(tài)＜3W，動(dòng)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(dǎo)軌式安裝

?工作溫度范圍： -20℃～60℃

?儲(chǔ)存溫度范圍：-30℃～80℃

?環(huán)境濕度：相對(duì)濕度 90%，不結(jié)露

?防護(hù)等級(jí)： IP30

?產(chǎn)品符合：GB16806-2006

?外形尺寸

4.2.4 ARPM-DC24V風(fēng)閥執(zhí)行器

產(chǎn)品特點(diǎn)：

?滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB51251《建筑防煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》及GB 50016《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(dú)立的運(yùn)行時(shí)間，具有手動(dòng)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(jì)規(guī)范無(wú)法對(duì)各種復(fù)雜的實(shí)際情況都一一進(jìn)行規(guī)定，這就要求設(shè)計(jì)人員充分領(lǐng)會(huì)規(guī)范條文的目的及內(nèi)涵，具體情況具體分析：

1）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從壓差法、風(fēng)速法設(shè)計(jì)計(jì)算目的出發(fā)確定各參數(shù)的取值。

2）壓差法計(jì)算時(shí)應(yīng)將所有可能產(chǎn)生泄漏的門、窗縫隙計(jì)算在內(nèi)，但其計(jì)算結(jié)果比風(fēng)速法和規(guī)范推薦值小得多，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果無(wú)影響。

3）風(fēng)速法計(jì)算時(shí)是否認(rèn)定為出入口需滿足 2 個(gè)條件：一是能形成門洞；二是有煙氣入侵的可能或雖無(wú)煙氣入侵但開門時(shí)會(huì)發(fā)生泄壓影響其他同時(shí)開啟門的斷面風(fēng)速。

4）出入口面積較大時(shí)風(fēng)速法計(jì)算結(jié)果會(huì)高于規(guī)范推薦值，直接按查表值設(shè)計(jì)會(huì)使總風(fēng)量偏小。

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