8.3 机械防烟

      三、需要说明的几点：
      1.关于消防电梯井是否设置防烟设施的问题。 这个问题也是当前国内外有关专家正在研究的课题，至今尚无定论。据有关资料介绍，利用消防电梯井作为加压送风有一定的实用意义和经济意义，现在正在研究之中。国外也有实例。由于我国目前在这方面尚未开展系统的研究，因尚无足够的资料，所以本条不规定对消防电梯井采用机械加压送风。
      另一方面，考虑到防、排烟技术的发展和需要，在有技术条件和足够技术资料的情况下，允许采用对消防电梯井设置加压送风，但前室或合用前室不送风，这也是有利于防、排烟技术在今后得到进一步发展。
      2.关于“对不具备自然排烟条件的防烟楼梯间进行加压送风时，其前室可不送风”的讨论。经调查，目前国内对不具备自然排烟条件的防烟楼梯间及其前室进行加压送风的做法有以下三种：（1）只对防烟楼梯间进行加压送风，其前室不送风；（2）防烟楼梯间及其前室分别设置两个独立的加压送风系统，进行加压送风；（3）对防烟楼梯间设置一套加压送风系统的同时，又从该加压送风系统伸出一支管分别对各层前室进行加压送风。 本条规定对不具备自然排烟条件的防烟楼梯间进行加压送风时，其前室可不送风理由是：
      （1）从防烟楼梯间加压送风后的排泄途径来分析，防烟楼梯间与其前室除中间隔开一道门外，其加压送风的防烟楼梯间的风量只能通过前室与走廊的门排泄，因此对排烟楼梯间加压送风的同时，也可以说对其前室进行间接的加压送风。两者可视为同一密封体，其不同之处是前室受到一道门的阻力影响，使其压力、风量受节流。国外某国家研究所对上述情况进行了试验（如图 19 所示），其结果说明这一点。

      （2）从风量分配上分析：当不同楼层的防烟楼梯间与前室的门以及前室与走道之间的门同时开启时或部分开启时，气流风量分配与走向是十分复杂的；以致对防烟楼梯间及其前室的风量控制是很难实现的。
8.3.2 本条是新增加的。采用机械加压送风时，由于建筑有各种不同条件，如开门数量、风速不同，满足机械加压送风条件亦不同，宜首先进行计算，但计算结果的加压送风量不能小于本规范表 8.3.2-1～8.3.2-4 的要求。这样既可避免不能满足加压送风值，又有利于节省工时。
      一、风量校核值的依据。资料表明，对防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室的加压送风量的计算方法统计起来约有 20 多种，至今尚无统一。其原因主要是影响压力送风量计算的因素较复杂， 且各种计算公式在研究加压送风量的计算时出发点不一致（如：有的从试验中得出，有的按维护加压部位的压力值求得，有的按开启门洞处的需要流速中求得……）等因素造成的。从理论上讲，每个公式的产生与其对应的研究背景是各有自己的理由， 而当用某一公式去解决某一实际工程设计时，往往存在着一定的差别，这样就造成了即使同一条件的工程，因选择不同的计算公式，其结果差别也很大。另一方面，在加压送风量的设计计算中，由于某些计算公式缺乏系统的全面的介绍，特别是假设参数的选择不当，也容易造成设计计算的错误，即使在同一条件下，因使用公式不同，其结果差别很大。上述原因使当前在加压送风量的设计计算中存在着一定的盲目性、可变性。本规范在修订过程中，对加压送风量的计算问题作了较深入的调查研究及分析，考虑到我国目前在加压送风量的设计计算中存在的问题（如建筑构件的产生及建筑施工质量、设计资料不完整、设计参数不明确等）和对加压送风进行科学实验手段不完善等因素，为了避免计算发生误差太大，确立一个风量定值范围表，供设计人员对应设计中的条件进行计算考核是十分必要的。
      二、公式的选取：
      基本公式的选取。根据各种计算公式的理论依据，在保持疏散通道需要有一定正压值以及开启着火层疏散通道时要相对保持该门洞处的风速。作为计算理论依据， 应分别选择目前国内在高层建筑防烟设计计算中使用较普遍的两个公式为基本计算公式。
      1.按保持疏散通道需要有一定正压值（俗称压差法）公式：

      2.按开启着火层疏散通道时要相对保持该门洞处的风速（又称流速法）公式：

      公式（5）、（6）均摘自《采暖通风设计手册》。
      校核公式：除基本公式外的其它公式均作为计算校核使用。校核计算公式较多，不——列举。
      三、参数的确定：
      1.基本参数的确定。通过调研及与国内有关专家、工程技术人员座谈，对该参数基本认可和假设已定的条件参数等为基本参数：
        a.开启门的数量：20 层以下 n 取 2；20 层以上n取3。
        b.正压值：楼梯间，P＝50Pa；前室，P＝25Pa。
        c.开启门面积：疏散门，2.0m×1.6m；电梯门，2.0m×1.8m。
      2.浮动参数的确定。通过调研及与国内有关专家、工程技术人员座谈，认为该参数有上、下限的可能以及受建筑构件的影响参数等为浮动参数。
        a.门洞断面风速：υ＝0.7～1.2m/s。
        b.门缝宽度：疏散门，0.002～0.004m；电梯门，0.005～0.006m。
        c.系数：按各公式要求浮动。
      3.计算方法。以基本参数为条件：分别选用基本公式与浮动参数定义组合进行计算，列出计算结果范围，再与各校核计算公式进行校核计算结果比较，确定公式计算结果的数值范围。
      与国内外已建高层建筑正压送风量的比较，见表 18。

    四、风量定值范围表的产生。通过一组假设条件下和各不同楼层的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和合用前室利用公式法进行计算，并与国内外部分高层建筑加压送风量平衡比较，同时召开全国部分设计单位、有关专家及工程技术人员座谈会进一步征求意见，修改而成。
    设计时还需注意的是，对于各表内风量上下限的选取，按层数范围、风道材料、防火门漏量等综合考虑选取。由于风量定值范围表的计算初始条件均为双扇门，当采用单扇门时，仍按上述步骤计算，其结果约为双扇门的 0.75%；当有两个出口时，风量按表中规定数值的 1.5～1.75 倍计算。
8.3.3、8.3.4 两条是新增加的。
    一、本规范第8.3.2条的各表数值，最大在三十二层以下，如超过规定值时（即层数时），其送风系统及送风量要分段计算。
    二、当疏散楼梯采用剪刀楼梯时，为保证其安全，规定按两个楼梯的风量计算并分别设置送风口。
8.3.5 新增条文。当发生火灾时，为了阻止烟气入侵，对封闭式避难层设置机械加压送风设施，不但可以保证避难层内的一定的正压值，而且也是为避难人员的呼吸需要提供室外新鲜空气，本条规定了对封闭避难层其机械加压送风量。其理由是参考我国人民防空地下室设计规范（GBJ 38—79）人员掩蔽室清洁式通风量取每人每小时 6～7m³计。为了方便设计人员计算，本条以每平方米避难层（包括避难间）净面积需要 30m³/h 计算（即按每 m²可容纳 5 人计算）。
8.3.6 新增条文。当防烟楼梯间及其合用前室需要加压送风时，由于两者要维持的正压值不同， 以及当不同楼层的防烟楼梯间与合用前室之间的门和合用前室与走道之间的门同时开启或部分开启时，气流的走向和风量的分配较为复杂，为此本条规定这两部位的送风系统应分别独立设置。如共用一个系统时，应在通向合用前室的支风管上设置压差自动调节装置。
8.3.7 本条规定不仅是对选择送风机提出要求， 更重要的是对加压送风的防烟楼梯间及前室、 消防电梯前室和合用前室、 封闭避难层需要保持的正压值提出要求。 关于加压部位正压值的确定， 是加压送风量的计算及工程竣工验收等很重要的依据，它直接影响到加压送风系统的防烟效果。正压值的要求是：当相通加压部位的门关闭的条件下，其值应足以阻止着火层的烟气在热压、风压、浮压等力量联合作用下进入楼梯间、前室或封闭避难层。为了促使防烟楼梯间内的加压空气向走道流动，发挥对着火层烟气的排斥作用，因此要求在加压送风时防烟楼梯间的空气压力大于前室的空气压力，而前室的空气压力大于走道的空气压力。仅从防烟角度来说，送风正压值越高越好，但由于一般疏散门的方向是朝着疏散方向开启，而加压作用力的方向恰好与疏散方向相反，如果压力过高，可能会带来开门的困难，甚至使门不能开启。另一方面，压力过高也会使风机、风道等送风系统的设备投资增多。因此，正压值是正压送风的关键技术参数。
      如何确定正压值，这是本规范第一个版本（GBJ 45—82）和修订后的第二个版本（GB 50045—95）都留待解决的问题。GBJ 45—82 中第 7.1.5 条规定：“采用机械加压送风的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和合用前室，应保持正压，且楼梯间的压力应略高于前室的压力”。条文说明解释：“如何保证楼梯间及其前室正压，风量和风压有何规定等，由于国内缺乏这方面的试验数据和实际设计经验，故本条仅提出了原则要求”。GB 50045—95 中 8.3.7 条虽然规定了楼梯间前室、合用前室，消防电梯间前室、封闭避难层（间）正压送风的正压值。但条文说明中解释：“如何选择合适的正压值是一个需要进一步研究的问题，由于我国目前在这方面无试验条件，且无运行经验，因此设计均参照国外资料”。参照国外资料当然也是一个依据，但国外资料产生的背景和试验条件是各不相同的，因此各国确定的正压值也不尽相同。所以只有我国通过自己进行试验后，才能对正压值有较深刻的认识。
      针对规范的需要，“七五”末期，公安部四川消防科学研究所开展了“高层建筑楼梯间防排烟的研究”， 接着又承担了国家“八五”科技攻关专题“高层建筑楼梯间正压送风机械排烟技术的研究”， 系统地开展了高层建筑火灾烟气流动规律及防排烟实验室模拟试验研究、 实体火灾试验研究和楼梯间防排烟技术参数等试验研究， 得出了高层民用建筑楼梯间及前室或合用前室正压送风最佳安全压力的研究结论。经专题鉴定、验收，其研究成果被专家评定为属于国际领先水平，可提供给《高层民用建筑设计防火规范》使用。这次对本条的修订直接采用了国内“八五”期间取得的重大科技成果。这次修订，防烟楼梯间的正压值由 50Pa 改为 40Pa 至 50Pa；前室、合用前室、消防电梯间、封闭避难层（间）由 25Pa 改为 25Pa 至30Pa。这些规定主要是以国内科学试验为依据，是在对正压送风机械排烟技术有较深刻的认识，在有自己的实验数据的前提下，也参考国外资料而确定的，所以虽然修订变化不大，但意义显然不同；正压值要求规定一个范围，更加符合工程设计的实际情况，更易于掌握与检测。但在设计中要注意两组数据的合理搭配，保持一高一低，或都取中间值，而不要都取高值或都取低值。例如，楼梯间若取 40Pa，前室或合用前室则取 30Pa；楼梯间若取 50Pa，前室或合用前室则取 25Pa。
8.3.8 新增条文。 楼梯间采用每隔二三层设置一个加压送风口的目的是保持楼梯间的全高度内的均衡一致。据加拿大、美国等国采用电子计算机模拟试验表明，当只在楼梯间顶部送风时，楼梯间中间十层以上内外门压差超过 102Pa，使疏散门不易打开；如在楼梯间下部送风时，大量的空气从一层楼梯间门洞处流出。多点送风，则压力值可达到均衡。