摘要：社会经济的快速发展，人们生活质量提升的同时，对建筑功能的需求也在不断提高。现阶段，由于建筑用地的日益紧张，高层建筑也就成为当前建筑结构的主要形式，其建造形式也是呈现多样性发展。如在一些大型的商业综合体，其建筑结构、使用功能及其复杂，也是人员的密集地，从而引发火灾的因素也较多。机械加压送风系统作为保障人员安全疏散的关键性设施，但在实践设计应用中还存在一些不足。基于此，文章根据当前这一现实背景，根据机械加压送风系统应用在高层建筑的重要性，结合实际案例验算，从而提出加压送风系统设计的新方法，确保在发生险情时能够及时合理地供应所需风量，为人员及财产的安全疏散争取了宝贵时间。
关键词：高层建筑；机械加压；送风系统设计
1前言
近些年，由于建筑用地的日益紧张，高层建筑以及大型商业综合体建筑拔地而起，也逐渐成为主流建筑形式。在这些建筑群体中，合理利用空间是实现建筑经济价值的关键，而对于地下部分单独设置疏散楼梯间显然是一种资源浪费，通常情况下，都是与地上部分或半地下室共用楼梯间，并在首层加设隔墙或设置防火门等措施将其隔离。单从楼梯间的角度而言，就分为地上楼梯间与地下楼梯间两部分。而在一些大型的综合商业体中，地上楼梯间与地下楼梯间部分不具备设置窗户的条件，根据《建筑规范》相关内容规定，对不能采用自然光源和具备自然通风条件时，该部分应按照防烟楼梯间进行设置，故无论是封闭楼梯间还是防烟楼梯间都需设置机械加压送风系统。由于地上与地下楼梯间共用正压送风道，根据正压送风量的相关要求，对于20层以上的建筑物，地上与地下部分所需要的送风量会明显存在差异，无疑给建筑屋顶在设计正压风机时造成一定难度。故此，研究高层建筑如何将地下、地上合用风道进行合理配置加压送风系统是摆在我们面前急需解决的重点问题。
2机械加压送风系统应用于高层建筑的重要性
就高层建筑而言，消防工程中的机械加压送风系统是高层建筑关键设备之一，也是保证居住及使用安全的必然保障。因此，高层建筑的消防工程必须满足以下要求：第一，当发生火灾险情时，要确保建筑物内人员以最短时间安全疏散或撤离至建筑物外的安全地带；其次，确保建筑物立面不被破坏，同时要确保疏散过程的生命及财产的安全性，根据国家对高层建筑的相关规定，建筑物高度大于24米或建筑楼层在9层以上的，必须设置安全疏散装置，以此保障险情发生能够安全疏散，确保生命及财产安全。其中，安全疏散装置主要包括通道、楼梯、安全门、疏散指示及照明、排烟系统、加压送风系统等。
机械加压送风系统主要有三部分构成，即风机、电机送风口以及风道。以高层建筑的楼梯间加压送风系统为例，当出现火灾险情时，火灾报警系统自动开启加压送风系统，同时自动开启楼梯间加压送风系统阀门，将室外新鲜空气输送至疏散楼梯间，使楼梯间烟雾区域形成一定正压，结合自闭防火门及正压作用可以将烟雾阻隔在楼梯间以外部位，为楼梯间赢得了宝贵的疏散时间，从而确保人身及财产的安全。
3案例分析
本文以某高层建筑工程为例，对该建筑楼梯间进行验证计算分析。该工程属于大型商业综合体建筑，建筑高度为21层，其中地上20层，地下1层为车库及功能用房。地上1～8层为该高层建筑的裙房。风道截面积为3m2，地下部分设置了1000mm×800mm电动百叶送风口，地上1层，4层，7层，10层，13层，16层，19层分别设置800mm×500mm电动百叶送风口，在该建筑屋顶设置了一部正压送风机，送风量为35380m3/h，风机出口全压992Pa。
根据压差法公式：
式（1）中，
加压送风量，m3/h；0．827为漏风系数；A是指门窗缝隙的漏风总有效面积，m2，通常消防疏散门缝宽度为0.002m～0.004m；ΔP为压力差，疏散楼梯间压力取值为40Pa～50Pa；n为指数，一般取2；1.25为不严密处附加系数。
由此可以计算出：
当打开着火层的疏散门时，为确保门洞处所需要的风量，可用公式（2）进行计算：
式（2）中，
表示加压送风量，m3/h；F表示当一樘门打开时的断面积，m2；
V表示门打开时门洞位置的平均风速，一般取值为0．7m/s～1．2m/s；a表示背压系数，根据加压间密封程度取0．6～1．0；b为漏风附加率，取0．1～0．2；n
为同时开启门的计算数量，对于多层建筑和20层以下的高层建筑取2，20层及20层以上取3。
由此可根据公式（2）计算出门洞处风速所需送风量：
地下楼梯间密封完好，因此背压系数取值为1。为了确保门洞处位置风速需要的送风风量大于疏散门关闭时的风量，故加压部位应保持一定正压值所需要的送风量。在本文案例研究中，地上部分楼梯间加压后送风量应满足43659m3，地下部分在加压后的送风风量应满足20208m3。为能够使加压风机开启后，疏散门及防火门能够正常开启，需要在楼梯间增设泄压阀。
故泄压阀开启面积可用公式（3）计算：
当只在屋顶设置一台正压风机时，按照地上部分楼梯间需要的最大风量来选取风机V，则风机风量取值44000m2/h；当只有地下楼梯间需要正压送风量时，则多余风量为44000－20207．9=23792．1m3/h。又因地上楼梯间和地下楼梯间是共用一个风道，如果将23792．1m3/h多余风量通过地上楼梯间的正压风口进行排泄，此时地下楼梯间部分的正压风量则正好满足需求。由于在上述理论计算中，已经设置了泄压阀，风量在排泄时泄压阀的打开面
23792．1－17511．43600×6．41=0．27，远小于设置值，因此可以利用泄压阀进行泄压。这时地下楼梯间的风量为20207．9m3/h，可以设置规格为1000×800正压风口一个，且风口风速为7m/s，如果在该建筑中，以每两层楼梯间设置一个正压风口，则需600×500的正压风口10个，风口送风风速为4m/s。
结果表明，当高层建筑在地下部分与地上共用风道时，可根据地上楼梯间加压送风量选择适宜风机，形成楼梯间加压送风系统；当对地下部分的楼梯间的输送风量时，要准确计算出需要排出的风量，从而确定需要在地上部分上打开的出风口数量。系统安装时，出风口部分采用常开百叶风口，其余风口采用电动百叶风口。在对地下部分加压送风时，地上部分风口将自动关闭，而在对地上部分加压送风时，地下部分风口自动关闭。如此一来，即符合建筑消防要求，在节约资源的同时又降低了成本的投入，从而提高了建筑机械加压送风系统的送风效率。
参考文献：
[1]王悦.高层建筑防排烟系统常见问题及其对策探析[J].消防界（电子版），2019，5（03）：57.
[2]朱凯宏，郝春义.大空间建筑的防排烟性能化设计探讨[J].中国标准化，2018（24）：36-37.
[3]曾琳雯.重庆地区大中型百货商场中庭空间自然通风设计研究[D].重庆大学，2015.
论文作者:叶火宁
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/26
标签：楼梯间论文; 正压论文; 风量论文; 地下论文; 建筑论文; 风口论文; 地上论文; 《基层建设》2019年第16期论文;