陈盼
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：对现行防火设计规范中未明确指明的地下防烟楼梯间加压送风进行了探讨, 给出了地下防烟楼梯间加压送风量计算方法及送风方式, 为地下防烟楼梯间的防烟设计提供了参考依据。
关键词: 高层民用建筑；地下防烟楼梯间； 加压送风量
0 引言
随着建筑技术的发展和建设规模的不断扩大, 高层民用建筑日益增多, 高层民用建筑由于使用功能、结构埋深等原因, 基本上都设有1层~ 3 层不等的地下层, 其中以1层, 2 层居多。地下层一般无外窗, 不能实现自然通风, 一旦发生火灾, 疏散与扑救困难。GB 50045- 95 高层民用建筑设计防火规范( 2005 版) ( 以下简称《高规》) 、GB 50098- 98 人民防空工程设计防火规范( 2001 版)( 以下简称《防规》 ) 均对不能满足自然排烟条件的防烟楼梯间做出了防烟的要求。
防烟设计不仅是暖通设计的重要组成部分, 也是消防审查、施工图审查的重点。《高规》、《人防规》作为设计和审核共同遵循的依据, 其条文及其解释具有重要意义。但规范条文及解释并非包罗万象, 仍有值得探讨的地方。文中结合工程实践及在审图中遇见的问题做一探讨。
1 地下防烟楼梯间加压送风系统的设置
目前在设计中, 对于不满足自然排烟条件的防烟楼梯间设置机械加压送风主要有以下几种方式:
1) 防烟楼梯间分地上防烟楼梯间、地下防烟楼梯间, 按两个楼梯间分别设置独立的机械加压送风, 送风道分开, 送风口均采用常开型；
2) 防烟楼梯间分地上防烟楼梯间、地下防烟楼梯间, 但采用一个送风道, 防烟楼梯间均采用常闭风口, 又分两种情况:
a. 加压送风机合用一套, 当地上部分发生火灾时, 开启地上部分加压送风口; 当地下层发生火灾时, 开启地下部分加压送风口。
b. 加压送风机分别设置, 当地上部分发生火灾时, 开启地上部分加压送风机与送风口; 当地下层发生火灾时, 开启地下部分加压送风机与送风口；
3) 防烟楼梯间不分地上、地下, 按一个防烟楼梯间设计, 采用一个送风道, 防烟楼梯间均采用常开型送风口, 送风口按 2 层~ 3层设置一个, 大小相同或地下层更大一些。
《高规》第6.2.8 条及《人防规》第5.2.2条均规定: 地下室、半地下室的楼梯间, 在首层应采用耐火极限不低2. 00 的隔墙与其他部位隔开并应直通室外, 当必须在隔墙上开门时, 应采用不低于乙级的防火门。地下室或半地下室与地上层不应共用楼梯间, 当必须共用楼梯间时, 应在首层与地下室或半地下室的出入口处, 设置耐火极限不低于2. 00的隔墙和乙级防火门隔开, 并应有明显标志。该条文作为《高规》及《人防规》的强制性条文推出, 必须严格执行。对该条文解释为: 地下室与地上建筑没有进行有效的分隔, 容易造成地下层火灾蔓延到地上建筑； 为防止地下层烟气和火焰蔓延到上部其他楼层, 同时避免上面人员在疏散时误入地下层, 应对地上层和地下层设置耐火极限不低于2. 00的隔墙和乙级防火门隔开, 并应有明显标志。
由规范条文来看, 希望在有条件的情况下, 地下层楼梯间单独建, 当必须在同一位置设置的共用楼梯间并不是一个楼梯间,而是分地上、地下两个楼梯间, 在首层分开。因此, 防烟设计也应按两个楼梯间分别设计机械加压送风。
在上述防烟楼梯间防烟设计的三种做法中, 第三种方法按一个防烟楼梯间设计, 显然没有把规范看清楚, 与规范的本意不符,因此, 此种设计方法不妥。
由于采用同一个加压送风道, 加压送风机往往布置在屋面或地上设备层, 加压送风口按2 层~ 3 层布置, 布置比较简单；而前种方法由于需要设两个加压送风道, 在工程中因为建筑布置往往没有地方对地下防烟楼梯间另设送风道, 希望与地上部分共用送风道, 遇到这种情况通常把送风道在1层顶板或2层顶板处用楼板分隔成上、下两个送风道, 地上部分送风机布置在屋面或地上设备层, 加压送风口从2层或3层开始, 按2层~3 层布置, 地下防烟楼梯间加压送风机布置1层或2层。
2 地下防烟楼梯间加压送风量
对防烟楼梯间的机械加压送风量计算通常采用压差法和风速法。
2. 1 压差法
当疏散通道门关闭时, 加压部位保持一定的正压值所需送风量为:
对防烟楼梯间加压送风分两种情况: 1) 前室不送风；2) 合用前室加压送风；地下室按楼层又分1层, 2层及 2层以上, 以下按上述情况分别计算。
2. 2 风速法
开启着火层疏散门时需要相对保持门洞处一定风速所需送风量。
2. 3 压差法与风速法的对比
根据以上压差法和风速法分别算出的送风量取大值, 按风速法计算送风量比较合适。
由于《人防规》适用于供平时使用的商场、医院、旅馆、餐厅、展览厅、公共娱乐、小型体育场所等, 一般地下人员较多。因此《人防规》规定对人防工程按最少门数( 即一进一出) n= 2 计算；但对于不属于以上范围的地下室, 比如库房、设备用房等人员很少, 当只有1层时, 同时开启的门数按 n= 1计算比较合适。
3 安科瑞余压监控系统及产品选型
3.1系统简介
针对各类机械加压送风系统的应用特点，安科瑞电气股份有限公司研发了余压监控系统，是集工业计算机技术、通讯、抗电磁干扰、数字传感技术及消防二总线于一体的智能化系统。采用高灵敏度压力信号传感器，24小时实时自动巡检并采集监控区域压力变化等工作状态，对超压故障发出报警信号并记录，当防烟楼梯间或前室余压值达到超压监控值时，余压探测器发出报警信号，余压控制器打开加压风机风管上的旁通阀泄压；余压回落到正常区间值后，余压探测器发出信号，余压控制器关闭旁通阀，通过控制旁通阀的开启，来保持余压值稳定在规范要求的区间值内，系统具有实时性、数字化、智能化，自动化连续监控的特点。余压监控系统结构图见图1。
余压监控系统由余压监控器（主机）、余压控制器、余压探测器、风阀执行器、系统监控专用软件等部分或全部设备组成满足并高于GB51251《建筑防烟排烟系统技术标准》、GB50016《建筑设计防火规范》和GB50098《人民防空工程设计防火规范》等相关国家标准中的功能需求。
图1余压系统监控结构图
设计说明：
① 余压监控器（主机）与余压控制器之间是485通讯，连接方式为手拉手连接，线型NH-RVSP 2*1.5mm2，通讯距离为500米；
② 主机支持2路RS485通讯回路，每条回路可连接32个余压控制器；
③ 余压控制器与余压探测器之间为二总线通讯，通讯距离500m， 线型NH-RVSP2*2.5mm2；
④ 一只余压控制器可带120个余压探测器。
3.2 产品型号及功能
3.2.1 ARPM100/B3余压监控器
产品特点：
满足国家标准GB51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》；
与余压控制器、余压探测器、风阀执行器等配接，灵活构建大容量疏散通道余压监控系统；
可通过余压控制器监控疏散通道余压变化，适应现代建筑复杂多变的要求；
抗干扰能力强，可以长距离供电；
提供2条RS485通讯回路，每条回路可连接32个余压控制器。
3.2.2 ARPM-S余压探测器
产品特性：
电源：15～28VDC（二总线）
工作电流： ＜4mA
测量范围： -1000Pa~1000Pa
通讯方式： 二总线
尺寸：86mm*86mm*20mm
安装孔距：60mm
安装方式：86盒安装
工作温度：-20℃-70℃
储存温度：-40℃-85℃
LED显示：
运行指示灯：当设备正在处于通讯状态时，运行指示灯闪烁。
故障指示灯：当设备自校准失败时，故障指示灯点亮。
报警指示灯：当探测器检测到余压差值超出设定值时，报警指示灯点亮。
安装接线
本模块采用通用于86盒安装方式，水平安装孔距为60mm。探测器的工作电源为15～28VDC，请保证接线末端的电压符合工作电源的范围。使用橡胶软管与低压气嘴相连，软管另一端接到低压区。（设备若安装在低压侧，则用橡胶软管与高压气嘴相连，软管另一端接到高压区。）
3.2.3 ARPM-C余压控制器
产品特性：
工作电源： AC 220V 50Hz
功耗： 待机状态＜3W，动作状态＜10W
执行输出：24V（接执行器）
开关量输入：2路
开关量输出：1路继电器输出
通讯：1路二总线、1路RS485
通讯距离：500m
安装方式：导轨式安装
工作温度范围： -20℃～60℃
储存温度范围：-30℃～80℃
环境湿度：相对湿度≤90%，不结露
防护等级： IP30
产品符合：GB16806-2006
外形尺寸
3.2.4 ARPM-DC24V风阀执行器
产品特点：
满足国家标准GB51251《建筑防烟系统技术标准》及GB 50016《建筑设计防火规范》等相关国家标准中的工能要求
接收余压控制器命令，控制调节旁通泄压阀的开、闭角度
可选择旋转角度，万能转接头，设置独立的运行时间，具有手动控制按钮
采用DC24V工作电压确保系统稳定和人身安全
3.3 产品选型
4 结论
1) 建议《高规》明确对地下防烟楼梯间应设独立的机械加压送风系统。优先采用前者, 控制与调试简单。后种方法虽然采用常闭风口, 但在对地下防烟楼梯间送风时, 地上部分送风口由于施工安装等原因仍有不少漏风。因此, 需校核加压送风机风量与风压, 此方法控制与调试较复杂, 需与电气专业密切配合, 整个工程造价较高。
2) 建议《高规》对地下防烟楼梯间加压送风量做出明确规定:当地下室为1层时, 送风量可按《高规》减半； 当地下层为2 层及2层以上时, 加压送风量按《高规》要求。加压送风量一定要设计适当, 做到既可以保证在打开疏散门时, 门洞断面处能有足够大的气流速度, 有效地阻止烟气的入侵, 保证人员安全疏散与避难, 又可以在疏散门关闭时, 保持门两侧一定的压力差。如果加压送风量过大时, 防烟楼梯间与前室、合用前室之间压差过大, 易造成门开启困难, 影响疏散, 且送风机与送风管布置不便。
3) 如果地下建筑为人防工程, 严格按《人防规》中 6.2.1条执行。
【参考文献】
[1]GB50045-95 高层民用建筑设计防火规范[S]
[2]寇红晓 .高层民用建筑地下防烟楼梯间加压送风设计
[3]安科瑞余压监控系统. 2020.08版
作者简介：陈盼，女，现任安科瑞电气股份有限公司，主要余压监控系统的研发与应用。手机:18702112032（微信同号）,QQ：2880956079, 邮箱:2880956079@qq.com