金陽 朱申琳 池可人

1 中土大地國際建筑設(shè)計有限公司

2 河北建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司

在住宅建筑中，火災(zāi)時防煙樓梯間幾乎是人們逃生的唯一通道，對于保護(hù)人民生命和財產(chǎn)安全起著十分重要的作用[1]。2018 年8 月1 日開始實(shí)施的《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》G B51251-2017[2]標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱 《煙規(guī)》），與原參照設(shè)計規(guī)范《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》G B50045-95（2005 版）相比有著巨大變化，這些變化不僅影響暖通專業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計，同時對建筑專業(yè)也有著很大影響，本文根據(jù)根據(jù)《煙規(guī)》及部分地方消防的要求，提出了一些設(shè)計過程中需要注意的問題和建議。

1 關(guān)于固定窗設(shè)計

《煙規(guī)》第3.3.11 條要求：設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的封閉樓梯間、防煙樓梯間，尚應(yīng)在其頂部設(shè)置不小于1 m2的固定窗。靠外墻的防煙樓梯間，尚應(yīng)在其外墻上每5 層設(shè)置總面積不小于2 m2的固定窗。

在某住宅項目方案階段原地下防煙樓梯間建筑平面圖如圖1，此方案建筑專業(yè)設(shè)計考慮更多是在用戶角度，提出地上樓梯間使用較多，用戶可以通過地上樓梯間進(jìn)入大堂后，以最短距離進(jìn)入室外，這樣路徑相對較短，且疏散指示更具有直觀性。但根據(jù)《煙規(guī)》第3.3.11，如果按照此方案，地下防煙樓梯間沒有足夠的面積在最高處外墻設(shè)置1 m2固定窗，同樣如果采用金屬風(fēng)管在樓梯間最高處引出1 m2的固定窗，一是影響大堂凈高，影響其美觀性。二是通向地下樓梯間的防火門的頂部與首層和二層之間防煙樓梯間樓梯轉(zhuǎn)換平臺間的間距只有200 mm，沒有足夠的面積實(shí)現(xiàn)1 m2固定窗的要求。

圖1 原建筑地下防煙樓梯間方案圖

經(jīng)與建筑專業(yè)討論，通過改變地上和地下防煙樓梯方向，使得通向地下的防煙樓梯間與大堂外門保持較近的距離，建筑平面圖如圖2 所示，這樣可以在西外墻設(shè)置尺寸為450 mm×2300 mm 固定窗（有效面積＞ 1 m2），可滿足了規(guī)范要求，用戶通向地上樓梯間需要繞行，直觀性不如方案一，但是此方案滿足規(guī)范要求，能夠在火災(zāi)后期迅速排除毒性和高溫氣體，能夠保證建筑內(nèi)人員的安全疏散和消防救援的開展。同樣，此方案可增加平時使用時地下樓梯間的日照，減少其樓梯間燈光開啟率，降低能耗。

圖2 優(yōu)化后的地下防煙樓梯間方案圖

2 關(guān)于頂部定壓送風(fēng)口設(shè)計

《煙規(guī)》第3.1.3-2 條要求：當(dāng)獨(dú)立前室，共用前室及合用前室的機(jī)械加壓送風(fēng)口的設(shè)置在前室頂部或者正對前室入口的墻面時，樓梯間可采用自然通風(fēng)系統(tǒng)。當(dāng)機(jī)械加壓送風(fēng)口未設(shè)置在前室的頂部或正對前室入口的墻面時，樓梯間應(yīng)采用機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。

規(guī)范此條應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)用，切勿生搬硬套，部分建筑專業(yè)設(shè)計人及甲方認(rèn)為，樓梯間采用自然通風(fēng)只有前室采用機(jī)械加壓送風(fēng)，則會減少一個土建風(fēng)井和一個專用加壓送風(fēng)機(jī)房，會大大降低建設(shè)費(fèi)用成本，但是根據(jù)《煙規(guī)》3.4.2 條，當(dāng)樓梯間采用自然通風(fēng)，獨(dú)立前室、合用前室的加壓送風(fēng)量跟相同條件下防煙樓梯間采用加壓送風(fēng)相比風(fēng)量，前者風(fēng)量幾乎是后者風(fēng)量的1.6 倍以上。可以認(rèn)為防煙樓梯間采用自然通風(fēng)減少風(fēng)井的面積都將增加到前室加壓送風(fēng)井面積上，此方案跟防煙樓梯間和前室分別加壓送風(fēng)建設(shè)成本比較幾乎沒有變化。

如某住宅項目，甲方前期考慮設(shè)計成本、外立面效果以及不破壞戶型等各種因素，堅持防煙樓梯間采用自然通風(fēng)，合用前室采用機(jī)械加壓送風(fēng)，交通盒建筑平面圖如圖3 所示。

圖3 樓梯間采用自然通風(fēng)合用前室采用機(jī)械加壓送風(fēng)交通盒建筑平面圖

《煙規(guī)》第3.1.3-2 條要求：當(dāng)獨(dú)立前室、共用前室及合用前室的機(jī)械加壓送風(fēng)口的設(shè)置在前室頂部或者正對前室入口的墻面時，樓梯間可采用自然通風(fēng)系統(tǒng)。但是此交通盒加壓送風(fēng)井位置，如果設(shè)置在風(fēng)井側(cè)墻上加壓送風(fēng)口則沒有正對前室入口的墻面上，根據(jù)規(guī)范需將加壓送風(fēng)口設(shè)置在前室頂部，金屬風(fēng)管從加壓送風(fēng)井內(nèi)貼梁底引出，其暖通設(shè)計平面圖如圖4 所示。本項目層高是2900 mm，加壓送風(fēng)井出風(fēng)管位置處有300 mm 的梁（此處由于上層水管井墊層內(nèi)需要出線，水暖井、加壓送風(fēng)風(fēng)井與合用前室隔墻處的梁不能上返設(shè)計），考慮120 mm 的水暖墊層厚度，加壓送風(fēng)風(fēng)管尺寸1000 mm×320 mm，風(fēng)管貼梁底安裝，經(jīng)計算風(fēng)管底標(biāo)高距離地面2160 mm（2900-300-120-320=2160 mm），考慮法蘭安裝風(fēng)管下皮實(shí)際安裝高度距離地面2100 mm。

圖4 樓梯間采用自然通風(fēng)合用前室采用機(jī)械加壓送風(fēng)交通盒加壓送風(fēng)平面圖

銷售時，客戶由于只是參觀樣本間，并沒有交通盒，客戶沒有反饋。待驗收用戶居住以后，由于合用前室無外窗，加上風(fēng)管安裝高度較低，用戶進(jìn)入前室反饋很壓抑，舒適性極差，甲方物業(yè)遭到較多用戶的投訴及退房要求。

因此，對于設(shè)計院在跟進(jìn)甲方做前期方案時，在參照《煙規(guī)》第3.1.3-2 條時，一定要結(jié)合實(shí)際情況，如層高較高的公建或者住宅地下儲藏間等使用功能舒適性較低可以參照此條設(shè)計，住宅地上部分盡可能避免此情況出現(xiàn)。規(guī)范此條需根據(jù)具體情況具體分析而設(shè)計，切勿生搬硬套，設(shè)計師在做設(shè)計時除了滿足規(guī)范要求之外也要滿足建筑功能使用的舒適性。

3 關(guān)于加壓送風(fēng)井土建預(yù)留

建筑專業(yè)前期方案配合階段考慮全專業(yè)事情較多，暖通加壓送風(fēng)井有時預(yù)留不到位，在年輕設(shè)計師做方案時，要不就是預(yù)留過大，增加甲方建設(shè)成本，要不就是預(yù)留過小，不能滿足暖通專業(yè)設(shè)計規(guī)范要求，本文參照《煙規(guī)》第3.4.2 條，防煙樓梯間、獨(dú)立前室、共用前室和消防電梯前室的機(jī)械加壓送風(fēng)的計算風(fēng)量，通過軟件計算出在給定條件下的加壓送風(fēng)量、金屬風(fēng)管面積，然后根據(jù)加壓送風(fēng)金屬風(fēng)管面積定性的給出加壓送風(fēng)土建風(fēng)井的尺寸，為建筑設(shè)計前期方案提供簡單、快捷的數(shù)據(jù)以供參考，以保證后期施工圖土建風(fēng)井面積正常使用，降低暖通專業(yè)工作量。

通過《煙規(guī)》得知加壓送風(fēng)風(fēng)量計算方法分為兩種，一種是查表法，另外一種是公式法。本文以某一高層住宅建筑為例，其樓梯間和合用前室分別采用機(jī)械加壓送風(fēng)，建筑共14 層，建筑高度42 m。標(biāo)準(zhǔn)層有與消防電梯共用前室的防煙樓梯間，各層樓梯間通向前室，前室通向走廊的疏散門和首層直通室外的疏散門均為標(biāo)準(zhǔn)單開門1.05 m×2.2 m，合用前室疏散門為標(biāo)準(zhǔn)雙開門1.3 m×2.2 m。按《煙規(guī)》第3.4.6 條規(guī)定，對于住宅防煙樓梯間及合用前室可按照一個門的面積取值，分別計算此項目的防煙樓梯間加送風(fēng)量和合用前室加壓送風(fēng)風(fēng)量。

3.1 防煙樓梯間加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

對于防煙樓梯間，著火時樓梯間疏散門開啟，為保證門洞風(fēng)速所需的送風(fēng)量L1計算如下：每層開啟門的面積Ak=1.05×2.2=2.31 m2，門洞斷面風(fēng)速v=0.7m/s，疏散門開啟數(shù)量N1=3，計算可得L1=AkvN1=2.31×0.7×3=4.851 m3/s。

保持加壓部位一定正壓值所需送風(fēng)量L1計算如下：平均壓力差△P=6.0 Pa，門縫寬度取0.004 m，疏散門的有效漏風(fēng)面積A=（1.05+2.2）×2 ×0.004=0.026 m，漏風(fēng)疏散門數(shù)量N2=14-3=11，計算可得L2=0.827×A×△P1/n×1.25×N2=0.72 m3/s。

故防煙樓梯間加壓送風(fēng)風(fēng)量為L1+L2=（4.851+0.72）×3600=20070.7 m3/h。

由于建筑高度大于24 m，根據(jù)查表法得風(fēng)量為20117.3 m3/h，兩者取較大值，得到防煙系統(tǒng)計算風(fēng)量20117.3 m3/h，根據(jù)《煙規(guī)》第3.4.1 條：機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計風(fēng)量不應(yīng)小于計算風(fēng)量的1.2 倍。則設(shè)計風(fēng)量為24140.77 m3/h，系統(tǒng)采用金屬風(fēng)管管井式送風(fēng)系統(tǒng)，金屬風(fēng)管風(fēng)速按照15 m/s 計算，則風(fēng)管尺寸可設(shè)計為700 mm×630mm≈0.45 m2，考慮金屬風(fēng)管在土建風(fēng)道內(nèi)安裝，風(fēng)管各邊距離墻邊至少保證100 mm，所以可以得到預(yù)留土建風(fēng)井尺寸為900 mm×830 mm≈ 0.75 m2。土建風(fēng)井尺寸約為金屬風(fēng)管尺寸的1.66 倍。

3.2 合用前室加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

對于合用前室，開啟著火層樓梯間疏散門時，為保證走廊開向前室門洞處風(fēng)速所需要的送風(fēng)量L1計算如下：每層開啟門的面積Ak=1.3×2.2=2.86 m2，門洞斷面風(fēng)速v=0.7 m/s，疏散門開啟數(shù)量N1=3，計算可得L1=Akv N1=2.86×0.7×3=6.0 m3/s。

送風(fēng)閥漏風(fēng)量L3計算如下：單個送風(fēng)閥門面積AF=0.4 m2，漏風(fēng)疏散門數(shù)量N3=14-3=11，計算可得L3=0.083AFN3=0.37 m3/s。

故合用前室加壓送風(fēng)風(fēng)量為L1+L3=(6.0+0.37)×3600=22914.72 m3/h。

由于建筑高度大于24 m，根據(jù)查表法得風(fēng)量為25492.31 m3/h，兩者取較大值，得到防煙系統(tǒng)計算風(fēng)量25492.31 m3/h，根據(jù)《煙規(guī)》第3.4.1 條：機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計風(fēng)量不應(yīng)小于計算風(fēng)量的1.2 倍。則設(shè)計風(fēng)量為30590.77 m3/h，系統(tǒng)采用金屬風(fēng)管管井式送風(fēng)系統(tǒng)，金屬風(fēng)管風(fēng)速按照15 m/s 計算，則風(fēng)管尺寸可設(shè)計為800 mm×700 mm≈0.56 m2，考慮金屬風(fēng)管在土建風(fēng)道內(nèi)安裝，風(fēng)管各邊距離墻邊至少保證100 mm，所以可得到預(yù)留土建風(fēng)井尺寸為1000 mm×900 mm≈ 0.9 m2。土建風(fēng)井尺寸約為金屬風(fēng)管尺寸的1.60 倍。

3.3 不同樓層加壓系統(tǒng)計算

根據(jù)3.1 小節(jié)和3.2 小節(jié)標(biāo)準(zhǔn)要求及計算方法，如果某住宅項目標(biāo)準(zhǔn)層有與消防電梯共用前室的防煙樓梯間，各層樓梯間通向前室、前室通向走廊的疏散門和首層直通室外的疏散門均為標(biāo)準(zhǔn)單開門1.05 m×2.2 m，合用前室疏散門為標(biāo)準(zhǔn)雙開門1.3 m×2.2 m。根據(jù)以上公式分別計算11～33 層的防煙樓梯間加壓送風(fēng)量以及合用前室送風(fēng)量，具體數(shù)值詳見表1。根據(jù)加壓送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量，金屬風(fēng)管風(fēng)速按照15 m/s 以及金屬風(fēng)管在土建風(fēng)道內(nèi)安裝，風(fēng)井尺寸約為風(fēng)管尺寸的1.66 倍，計算出加壓送風(fēng)系統(tǒng)金屬風(fēng)管及土建風(fēng)道面積，具體數(shù)值詳見表2。

表1 11～33 層防煙樓梯間以及合用前室送風(fēng)量

表2 11～33 層防煙樓梯間金屬風(fēng)管及土建風(fēng)井面積

4 結(jié)論

1）建筑專業(yè)在方案初期，暖通專業(yè)負(fù)責(zé)人可以提前介入確保暖通專業(yè)設(shè)計條件，以免后期施工圖階段不能滿足規(guī)范要求，帶來不必要的返工。

2）在建筑設(shè)計參照規(guī)范條文時，一定要結(jié)合實(shí)際情況，切勿生搬硬套，設(shè)計師在做設(shè)計時除了滿足規(guī)范要求之外也要滿足建筑功能使用的舒適性。

3）本次對住宅建筑防煙樓梯間加壓送風(fēng)量及涉及到土建條件計算進(jìn)行總結(jié)，為建筑設(shè)計前期方案供設(shè)計簡單、快捷的數(shù)據(jù)，具有實(shí)際意義。