烟规不重视系统的压力计算
烟规不重视系统的压力计算
《烟规》本身非常不重视对系统压力的管理,但压力在防排烟系统中是非常重要的。
正压送风的目的是通过给楼梯间、前室送风,提高空间的正压。
楼梯间和前室门,没有打开时,空气通过门缝隙进入疏散走道,阻挡烟气的进入。
楼梯间和前室门被打开后,空气以一定的速度通过门洞,阻挡烟气进入前室或者楼梯间。
这里涉及到火灾后的两重过程
当发生火灾后,与火点防火分区相关的正压送风启动。
这时不论前室门还是楼梯间的门都是关闭的,由于通过门缝渗透量非常小,正压送风机风量也非常小,整个管路系统的阻力也很小。
此时前室、楼梯间的余压非常高。
根据实验数据,有些建筑前室的余压甚至超过200pa。
即使理论计算也能知道余压是非常大的。
这远超过了规范要求:25-30pa。
[[烟规3.4.4]] 机械加压送风量应满足走廊至前室至楼梯间的压力呈递增分布,余压值应符合下列规定:
1 前室、封闭避难层(间)与走道之间的压差应为25Pa~30Pa;
2 楼梯间与走道之间的压差应为40Pa~50Pa;
3 当系统余压值超过最大允许压力差时应采取泄压措施。最大允许压力差应由本标准第3.4.9条计算确定。
余压过大,后果很严重。余压太大,导致门无法正常打开。
[[烟规3.4.9]]要求:门的总推力,不能大于110N。
否则很难正常推开。如果前室压力高达200pa即使两个人同时推都很难。
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假设门被打开了
由于大量的空气从门洞中涌出,风机的流量瞬间变大,系统阻力损耗也极具变大,末端压力瞬间下降。
根据[[烟规3.4.7]]的显示:
当开启门洞处风速为0.7m/s时,取△P=6.0Pa;
当开启门洞处风速为1.0m/s时,取△P=12.0Pa;
当开启门洞处风速为1.2m/s时,取△P=17.0Pa。
从相关实测数据来看,是偏安全的。也就是说,实测的压力比规范确定要小。
理论分析开门后,楼梯间压力
从流体力学的角度,门洞的局部阻力系数不超过3。假设门洞处风速为1.2m/s,那么门内压力为3*1.2*1.2*1.2/2=2.6pa。
根据[[烟规3.4.2]]楼梯间正压送风不大于48600m³/h。
楼梯间的净宽一般不小于2.4m,净长度不小于4.68m。
把整个楼梯间假设成一个风道,而且是活塞流送风:风量48600m³/h,风管高度1.2m(取2.4m的一半),宽度2.34m(取4.68m的一半),风管长度50m,绝对粗糙度为15mm(相比镀锌风管0.15mm,提升100倍)可以计算出,整个阻力损失为:16.3pa。
也就是说,整个楼梯间,当门打开后,平均压力为(18.9+2.6)/2=10.8pa
不论从实际检测还是理论推算,规范的设定都是安全而合理的。
结论
也就是开门前和开门后的压力相差非常大。这是客观存在的,并不是设计计算错误导致的。
开旁通
一般在消防验收之前,是需要测试楼梯间和前室余压的,测试合格才能进入消防验收流程。
很多项目的做法:直接在正压送风机的出风段设置一个旁通,旁通上设置一个多叶调节阀。测试时楼梯间、前室压力太大,就开大多叶调节阀。调节到合适地方后就把调节阀的开度固定下来。从而通过消防测试。
可是这种方法是以牺牲风量为前提的,虽然压力达到要求了。
当前室、楼梯间的门打开后,正压送风机的风量虽然没有变,但是大部分都经过旁通溜走了。真正进入楼梯间、前室的风量严重不达标,导致无法阻止烟气进入前室、楼梯间。这是目前的普遍做法。
设置余压阀
设置余压阀也是很多项目的选择,这楼梯间和走道、前室和走道隔墙上安装余压阀。
余压阀的原理很简单,当门没有开时,压力大于设定值,余压阀被推开,多余的风量通过余压阀流出;当门打开后,压力过低,余压阀自动关闭。
从而非常方便的兼顾到开门和关门两种状态。
但是余压阀的设置有四个问题:
1:实在影响美观
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2:在火灾时,门随时关闭打开,压力频繁变化,余压阀也会频繁打开关闭,而发生异响。
3:如果在打开关闭的过程中,被卡住,就不能达到应有的效果。
4:和目前的《火规》冲突
建筑设计防火规范 GB50016-2014
6.4.2 封闭楼梯间除应符合本规范第6.4.1条的规定外,尚应符合下列规定:
2 除楼梯间的出入口和外窗外,楼梯间的墙上不应开设其他门、窗、洞口。
6.4.3 防烟楼梯间除应符合本规范第6.4.1条的规定外,尚应符合下列规定:
5 除住宅建筑的楼梯间前室外,防烟楼梯间和前室内的墙上不应开设除疏散门和送风口外的其他门、窗、洞口。
基于上面的原因,不推荐采用余压阀
余压监控系统
余压监控系统在现在项目中应用不太多,但是这是完美解决问题的最好办法。
其通过设置在楼梯间、前室的余压探测器(压力传感器)感知压力,余压控制器通过比较设定值,如果发现太大(例如:开门前),余压控制器驱动旁通风阀执行器,开大旁通阀。从而减少进入楼梯间、前室的空气,从而降低压力,达到设定值。
当门打开后,余压探测器感知压力急剧下降,余压控制器驱动旁通风阀执行器,开小旁通阀,甚至关闭阀门。
这样满足规范的压力需求,也不存在美观、违反规范的问题。