某高层建筑地下车库消防设计毕业论文

某高层建筑地下车库消防设计Fire Protection Design for an Underground Garage of a High-rise Building 学生姓名 指导教师 学 院 专业班级 完成时间 IV某高层建筑地下车库消防设计摘 要：随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，各行各业的汽车拥有量急剧增加，车辆停放与城市用地紧缺的矛盾日益凸显。近年来，新建的高级宾馆、写字楼、高层公寓等往往辅助建设地下车库，以解决日益突出的机动车辆停放问题。统计近些年来的火灾案例可知，地下车库是一个火灾频发的场所。本次设计针对高层建筑地下车库结构的特殊性和火灾发生发展的特殊规律，借鉴国内外高层建筑地下车库的成功设计经验，结合国家颁布的各项相关消防法律法规，对苏州工业园区某高层建筑地下车库进行比较全面的消防设计。此次消防设计涉及到四个方面：结构防火设计、防排烟系统的设计、消火栓及自动喷水灭火系统的设计以及自动报警系统的设计。通过全面的防火设计，来提高扑救地下车库初期火灾的成功率，减少该地下车库的火灾隐患和火灾发生时造成的损失，确保人生和财产安全。关键词：地下车库 防排烟系统 消火栓系统 自动喷水灭火系统 火灾自动报警系Fire Protection Design for an Underground Garage of a High-rise BuildingAbstract: With the development of national economy and the improvent of peoples living standards, the number of cars in every walk of life is increased dramaticly, shortage of vehicle parking and urban land use has become an increasingly prominent. In recent years, new senior hotels, offices, tall apartment houses, etc. ofen supply with underground garage, to solve the increasingly prominent issue of motor vehicle parking. Statisticing the cases of fire in recent years, we can see that most of the cases taken palce in the underground garage .The design aimed at doing a relatively overall fire protection dedign for an underground garage of a high-rise building in Suzhou Industrial Park, according to the the unique structure of the underground garage in high-rise buildings, the special development laws of fire, anlehnung the successfully designed experiences of the underground garage about high-buildings in home and abord and all the relevant fire control laws and regulations. This design involves four aspects: design for fire protection of steel construction, smoke control and exhaust system, hydrant systems, sprinkler systems and automatic fire alarm system. Through a comprehensive fire protection design, to improve the success rates of rescuing early fire of the underground garage, decrese fire hazards in the underground garage and the damages creased by fire as well as ensure the security of life and property.Key words : underground garage smoke control and exhaust systems hydrant systems sprinkler systems automatic fire alarm system目 录1 绪论11.1工程概况及设计范围11.1.1工程概况11.1.2设计范围11.2 设计依据及规范11.2.1 规范11.2.2 依据22 结构防火设计32.1 防火分类和耐火等级32.2 防火分区42.3 疏散出口42.4 其它43 防排烟系统63.1车库防排烟设计综述63.1.1地下建筑防排烟的重要性63.1.2防排烟设计程序63.1.3防排烟方式的确定73.2车库通风设计103.2.1地下车库有害物质的种类及危害103.3机械加压送风防烟113.3.1机械加压送风防烟系统的组成113.3.2机械加压送风防烟部位的确定113.3.3加压送风量的计算133.3.4加压送风系统的设置313.3.5机械加压送风系统的运行方式与压力控制的设计323.4机械排烟323.4.1防烟分区的划分333.4.2机械排烟方式的选择343.4.3排烟量的确定353.4.4排烟系统的设置363.4.5排烟口的设计373.4.6排烟风机、排烟风道的设计394 灭火器的配置414.1 确定灭火器配置场所的危险等级和火灾种类414.2灭火器计算414.2.1划分计算单元，确定保护面积414.2.2计算各单元最小需配灭火级别424.2.3确定计算单元的灭火器设置点的位置和数量434.2.4计算每个灭火器设置点的最小需配灭火级别444.2.5确定每个设置点灭火器的类型、规格与数量464.2.6验算各设置点和各单元实际配置的所有灭火器的灭火级别474.3灭火器的设置方式和要求475 消防给水系统495.1 消防给水系统概况495.2室外消火栓系统设计505.2.1室外消火栓的类型选择515.2.2室外消火栓的数量525.2.3室外消火栓的布置要求535.3室内消火栓系统设计535.3.1系统组成535.3.2系统分类555.3.3给水方式的选择565.3.4设计计算565.3.5 消火栓泵的选择675.4闭式自动喷水系统设计685.4.1系统发展概述685.4.2设置场所火灾危险等级695.4.3系统选择695.4.4喷头的选型715.4.5喷头的布置735.4.6系统的设计参数775.4.7喷头的布置形式775.4.8管网布置形式：795.4.9系统的设计计算805.4.10管网水力计算876 火灾自动报警系统916.1 概述916.2 报警区域和探测区域的划分926.2.1确定保护对象等级926.2.2报警区域和探测区域的划分926.3火灾探测器的选择与设计946.3.1火灾探测器的选择946.3.2火灾探测器设计的步骤956.3.4探测器的安装要求1136.3.5手动报警按钮的设置1146.4系统设计1146.4.1系统形式的选择1146.4.2消防联动控制1166.4.3火灾应急广播1186.4.4消防专用电话1236.4.5应急照明系统1236.4.6系统接地1246.5系统供电与布线1256.5.1系统供电设计1256.5.2系统布线设计125致谢126参考文献127附录 设计图纸1281 绪论1.1工程概况及设计范围1.1.1工程概况本工程为苏州工业园区建屋月亮湾项目（建屋大厦），位于苏州工业园区沿湖路东，艺苑路北。本工程地下2层，地上裙房为3/4层，塔楼17/24层，建筑总高度为99.9m。总用地面积：21378，总建筑面积：112041.02，汽车停车位517个，其中：地上为83724.68，地下28316.34，裙房35037.8，办公塔楼19919.8，SOHO塔楼27644.47，地下车库28316.34。其中地下二层为人防地下室兼停车场，地下一层为一类汽车库。为钢筋混凝土结构体系，所有楼板均为现浇板，建筑物耐火等级为一级。车库平面为一扇形，占地面积约28931m2，高度为9.1m，其中地下二层层高为4.2m，地下一层层高为4.9m。车库内设517个停车位，其中地下二层设270个停车位，地下一层设247个停车位。属于一类汽车库。地下二层车库内设有12部疏散楼梯，地下一层设13部疏散楼梯。其中地下二层每部楼梯均通向地下一层地面，地下一层有10部楼梯则是和上层建筑物相通，东、西、南方向各设一个车辆进出口。同时车库内还设有水泵房、风机房、风井、集气室、集水井、高压房、低压配电房、发电机房等。车库整体平面图如附图1所示。1.1.2设计范围该车库的消防设计主要包括五个部分：（1）地下车库的结构防火设计；（2）地下车库的防排烟系统设计；（3）地下车库的消火栓系统设计；（4）自动喷水灭火系统系统设计；（5）地下车库的火灾自动报警系统设计。1.2 设计依据及规范1.2.1 规范将设计过程中所参照的规范列入表1-1中。表1-1 设计所参照的规范Tab.1-1 Referenced Code for design序号名称编号1汽车库、修车库、停车场设计防火规范GB50067-972高层民用建筑设计防火规范GB 50045-95（2005年版）3火灾自动报警系统设计规范GB 50116-984火灾自动报警系统施工及验收规范GB50261-20055建筑灭火器配置设计规范GB 50140-20056建筑设计防火规范GB 50016-20067自动喷水灭火系统设计规范GB 50084-20018自动喷水灭火系统施工及验收规范GB 50261-20059建筑内部装修设计防火规范GB 50222-951.2.2 依据（1）车库土建平面图（2）设计任务书1272 结构防火设计2.1 防火分类和耐火等级根据汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB50067-97）中第3.0.1 的规定，对车库的防火分类如下表：表2-1 车库的防火分类Tab.2-1 Classify of fire protcetion for underground garage名称 类别数量汽车库300辆151300辆51150辆50辆根据设计资料，该地下车库共设517个停车位，属于第类汽车库。汽车库、修车库、停车场设计防火规范中第3.0.3条明确规定，地下汽车库的耐火等级应为一级。各构件的耐火极限必须满足下表规定。表2-2 各级耐火等级建筑物构件的燃烧性能和耐火极限Tab.2-2 Burning performance and duration of fire resistance of different degree of fire resistance elements of building 构件名称耐火极限(一级)墙不燃烧体3.00不燃烧体2.00不燃烧体0.75柱不燃烧体3.00不燃烧体2.50梁不燃烧体2.00楼板不燃烧体1.50疏散楼梯、坡道不燃烧体1.50屋顶承重构件不燃烧体1.50吊顶（包括吊顶搁栅）不燃烧体0.252.2 防火分区表2-3 汽车库防火分区最大允许建筑面积（m2）Tab.2-3 The maximum permitted built area of fire-protection area for underground garage 耐火等级单层汽车库多层汽车库地下汽车库或高层汽车库一 二级300025002000当汽车库内设有自动灭火系统时，其防火分区的最大允许建筑面积可按上表规定增加一倍1。该地下车库的耐火等级为一级，建筑面积为28931，车库内需要设计自动喷水灭火系统。该车库可划分为11个防火分区,其中地下二层设5个防火分区，地下一层设6个防火分区。每两个防火分区之间用防火墙、特级防火卷帘和防火门分隔，其耐火极限均不小于3小时。其中第一防火分区的面积为2060 ，第二防火分区的面积约2064 ，第三防火分区的面积约3918，第四防火分区的面积约3845，第五防火分区的面积约854 ，第六防火分区的面积约3998 ，第七防火分区的面积约783，第八防火分区的面积约398，第九防火分区的面积约3808，第十防火分区的面积约252，第十一防火分区的面积约3976。示意图如附图2所示：2.3 疏散出口人员安全出口在每个防火分区分别设置两个，一个直接通向地下层室外，另一个通过一层出口疏散。根据建筑设计防火规范第5.3.6条规定：当地下、半地下建筑内有2个或2个以上防火分区相邻布置时，每个防火分区可利用防火墙上一个通向相邻分区的防火门作为第二安全出口。该设计在两个防火分区之间的防火墙上开了一道双向开启的甲级防火门，便于附近的人员通过另一防火分区逃生。疏散楼梯设计为防烟楼梯间，所有楼梯间和前室的门都是乙级防火门，并且向疏散方向开启。疏散楼梯的设计宽度为1.75m，各防火分区的疏散图如附图3所示。2.4 其它根据建筑设计防火规范第10.3.3条附设在建筑物内的消防控制室，宜设在建筑物内的底层或地下一层，应采用耐火极限分别不低于3h的隔墙和2h的楼板，并与其他部位隔开和设置直通室外的安全出口。本设计中消防控制室设于地面一层，主要用于接受火灾报警，发出火灾的声、光信号，事故广播和安全疏散指令，控制消防水泵，固定灭火装置，通风空调系统，电动的防火门、阀门、防火卷帘、防烟排烟设施，并且显示电源、消防电梯运行情况等2。3 防排烟系统3.1车库防排烟设计综述地下车库作为高层建筑或者多层建筑的一部分，其面积少则一层，多则几层，由于地下车库除汽车出入口外一般无其他与室外相通的孔洞，地下汽车库在高层建筑中处于半封闭状态，流动或停泊的汽车排出废气且带有可燃物，因此必须有日常通风换气。另外，由于地下车库的高度严密性，发生火灾时高温烟气会因无处排放而迅速在地下车库中蔓延，因此必须设置火灾排烟系统3。3.1.1地下建筑防排烟的重要性对地下建筑来说，防排烟的问题不单是安全疏散的需要，而且也是扑救火灾的需要。地下建筑发生火灾时所产生烟气的毒性、漆黑、高温成为安全疏散和顺利扑救火灾的三大障碍。所以，地下建筑的防排烟将比任何地上建筑更为重要。地下建筑的防排烟设计是整个防灾设计的重要组成部分4。地下建筑的防排烟设计应遵循“以防为主，防排结合”的方针，这就是：（1）地下建筑应考虑非燃化防烟。目前比较常见的是建筑材料和内部装修材料的非燃化。（2）进行严格的防排烟分隔，使着火区域所产生的烟气控制在一定的区域之内，不使其蔓延扩散出去。（3）在着火区域积极进行排烟。3.1.2防排烟设计程序进行防排烟设计时，首先应了解清楚建筑物的防火分区，并且合理划分防烟分区，然后才能确定合理的防烟、排烟方式和进一步选择合适的防烟、排烟系统，确定送风道、排风道、排烟口、防火阀等的位置，设计程序如图3-1所示：防烟与排烟防烟分区的划分防排烟方式的确定机械加压送风防烟加压送风量的计算加压送风系统的布置管道与送风口的确定制 图计算阻力和选择加压风机自然排烟有效开口部位面积校核机械排烟排烟量的计算排烟系统的布置管道与排烟口的确定制 图计算阻力和选择排烟风机图3-1 防排烟设计程序Fig.3-1 Processes of the design for smoke control and exhaust systems 3.1.3防排烟方式的确定总结国内外的实践经验，防烟方式归纳起来主要有以下几种：（1）非燃化防烟方式非燃化防烟是从根本上杜绝烟源的一种防烟方式。这种方式主要对建筑材料和内部装修材料规定明确的燃烧特性，基本都采用非燃材料。这种材料的特点是不容易发烟，即不易燃烧且发烟量很少，所以非燃化材料可使火灾时烟气量大大减少，烟气光学浓度大大降低。非燃化防烟方式不仅要求建筑材料和内部装修材料的非燃化，同时还对建筑物内物品的收藏方式要求非燃化。通常的做法是把其存放在专门设计的以非燃或难燃材料制作的壁橱、钢橱等橱柜中。地下车库不适宜采用此类防烟方式，原因主要有：1）地下车库可以做到建筑材料和内部装修材料的非燃化设计，但是投资很大，同时相对于地面建筑而言，车库内人员较少，较容易疏散。因此考虑到经济性与实用性的平衡，则没有必要采用这种防烟方式；2）地下车库内主要的可燃物是汽车，从方便和资金投入上，都不允许做汽车非燃化橱柜；3）汽车燃烧会产生很大的烟气，这也决定了建筑材料和装饰材料的非燃化没有任何实际意义。因此，非燃化防烟方式不能在该地下车库设计中采用。（2）密闭防烟方式密闭防烟方式的原理是采用密闭性能很好的墙壁和门窗等将房间封闭起来，并对进出房间的气流加以控制。当房间起火时，一般是杜绝新鲜空气流入，使着火房间内的燃烧因缺氧而自行熄灭，从而达到防烟灭火的目的。地下车库面积大，没有像房间那样的很小的封闭空间，不方便密闭，没有使其内部缺氧窒息的可能性，而且采用这种方法缺氧熄灭后已经没多少可挽回的东西了，所以密闭防烟方式也不能用于地下车库。（3）阻碍防烟方式阻碍防烟方式是在烟气扩散流动的路线上设置各种障碍以防止烟气继续扩散的方式。这种方式常常用在烟气控制区域的分界处，比如防烟分区的分界处。防烟卷帘、防火门、防烟阀以及挡烟垂壁等都是这种阻碍结构。该地下车库面积较大，必须划分防烟分区，各防烟分区之间则需要通过阻碍防烟方式阻止烟气蔓延扩散。（4）加压防烟方式加压防烟是在建筑物发生火灾时，对着火区以外的区域进行加压送风，使其保持一定的正压，以防止烟气侵入的防烟方式。因为加压区域和非加压区域之间总是有若干常规的挡烟物，如墙壁、楼板及门窗等，挡烟物两侧的压力差使门窗周围的缝隙和维护结构缝隙中形成一定流速的气流，从而有效地防止烟气通过这些缝隙渗漏过来。发生火灾时，由于疏散和扑救的需要，加压区域和非加压区域之间的门总是要打开的，或者是在疏散期间打开，或者是在整个火灾期间打开，或者是忽开忽关，或者是常开。如果敞开门洞处的气流速度方向与烟气流向相反，且达到一定值时，仍能有效阻止烟气的倒流，即阻止烟气由非加压的着火区向加压的非着火区扩散流动。加压防烟方式的优点是能有效地防止烟气侵入所控制的区域，而且由于送入大量新鲜空气，特别适合于作为疏散通道的楼梯间、电梯间及其前室的防烟。这种方式可用于地下车库人员疏散通道的防烟。排烟方式可分为自然排烟方式和机械排烟方式5。（1）自然排烟方式自然排烟方式是利用火灾产生的热烟气流的浮力和外部风力作用通过建筑物的对外开口把烟气排至室外的排烟方式。在自然排烟中，必须有冷空气的进口和热空气的排出口。地下车库属于地下建筑，很难找到冷空气的进口，因此，不能采用自然排烟方式。（2）机械排烟方式机械排烟方式是借助机械力的作用强迫送风或排气的手段来排除火灾烟气的一种方式。在机械排烟中，有的是送风和排气全部借助机械力作用，有的则是送风或排气单一借助机械力作用，另一种则利用自然通风的作用。据此，机械排烟具体分为三种不同的方式。1）全面通风排烟在对着火区域利用排烟机进行机械排烟的同时，对走廊、楼梯间前室和楼梯间等利用送风机进行机械送风。这种机械排烟方式能有效确保走廊和楼梯间等重要疏散通道的安全。这种排烟方式的优点是防烟排烟效果好，而且稳定，不受任何天气条件的影响，缺点是通风与排烟都需要机械设备，投资较高，耗电量也较大。另外，要求排烟机从材料和结构上能承受高温烟气的作用，因此造价较高。2）机械送风，自然排烟利用送风机供给走廊、楼梯间前室和楼梯间等以新鲜空气，使这些部位的室内压力比着火区域相对高些，而着火区域所产生的烟气则通过专设的排烟口或外窗以自然排烟方式排至室外。由于走廊、楼梯间前室和楼梯间等室内压力较着火区域高，所以新鲜空气会漏入着火区域，将助长火势的发展。两部分之间的压力差越大，漏入空气量越多，因此应保证过剩空气通过排气口排至室外。严格控制加压区域的室内压力，是保证这种排烟方式效果的关键。3）机械排烟利用排烟机把着火区域中所产生的烟气通过排烟口排至室外的排烟方式。在火灾发展初期，这种排烟方式能使着火区域压力下降，造成负压，烟气不会向其它区域扩散。但火灾猛烈发展阶段，由于烟气大量产生，排烟机如来不及把其完全排除，烟气就可能扩散到其它区域中去。另外，排烟机要求能承受高温烟气，而且还需设防火阀在超温时自动关闭停止排烟。由于该地下车库中既没有自然送风口，也没有自然排烟口，所以只能选择全面通风排烟方式。3.2车库通风设计3.2.1地下车库有害物质的种类及危害地下车库内汽车排放的有害物主要是一氧化碳（）、碳氢化合物（）、氮氧化物（）等有害物6。它们来源于曲轴箱及排气系统。燃油箱、化油器的污染物主要为碳氢化合物（），即由燃油气形成的。若控制不好，其污染物将达到总污染物的1520；由曲轴箱泄漏的污染物同汽车尾气的成分相似，主要有害物为、等。有的汽油内加有四乙基铅作抗爆剂，致使排出的尾气中含有大量铅成分，其毒性比有机铅大100倍，对人体的健康和安全很危害很大，其表现有：（1）一氧化碳是最易中毒且中毒情况最多的一种气体，它是碳不完全燃烧的产物。当人吸入一氧化碳，经肺吸收进入血液。因一氧化碳与血红蛋白的亲和能力比氧气大210倍，因而很快形成碳氧血色素，阻碍了血色素输送氧气的能力，导致人严重缺氧，发生中毒现象。（2）大量的氮氧化合物（）排到空气中也引起人们的中毒，对粘膜、吸收道、神经系统、造血系统引起损害。（3）汽油热气内毒性最大的是芳香的碳氢化合物，各种牌号的汽油内芳香的碳氢化合物的含量一般为216。当人们吸入汽油蒸气后，会引起人的特殊的刺激（以如麻醉）。当中毒严重时，将会导致人们丧失知觉，并引起痉挛。（4）有易燃易爆危险。汽油爆炸下限为1.0，上限为6.0。当空气内一氧化碳的含量在12.580范围内时，一氧化碳也会发生爆炸。地下停下库设置机械排风是为了排除车库内汽车废气，保持空气中污染物浓度在容许范围内。现在确定通风量的方法有以下几种：以每小时汽车库换气次数来确定；以车库的单位面积所需室外空气量来确定；以每辆开动的汽车每分钟应有的通气量确定。不论采用何种方法，都是以稀释汽车尾气中、和三种主要污染物为对象。一般情况下，、三种有害物散发量的比例大约为7：1.5:0.2。由此可见，CO是主要的。根据TT3679工业企业设计卫生标准，只要提供充足的新鲜的空气，将空气中的浓度稀释到标准规定的范围以下，、均能满足标准的要求。3.3机械加压送风防烟在地下车库中设置机械加压送风防烟系统的目的，是为了在建筑物发生火灾时提供不受烟气干扰的疏散路线。因此加压部位必须通过关闭着的门与着火部位保持一定的压力差，同时应保证在打开加压部位的门时，在门洞断面处有足够大的气流速度，能有效地阻止烟气的侵入，保证人员的安全疏散。3.3.1机械加压送风防烟系统的组成地下车库机械加压送风防烟系统由三部分组成7：（1）对加压空间的送风。通常是依靠通风机将新风通过风道分配给加压空间中必要的地方。这种空气必须吸自室外，而且没有受到烟气的污染。（2）加压空间的漏风。任何建筑物空间的维护物，都不可避免地存在着不严密的漏风途径，如门缝、窗缝等。因此，加压空间和相邻空间之间的压力差必然会造成从高压侧到低压侧的渗漏。加压空间与相邻空间的严密程度将决定渗漏风量的大小。（3）非正压部分的排泄。空气由加压空间渗入相邻的非加压部分后，必须使空气与烟气顺利地流至建筑物外。如果没有设置必要的排泄途径，则加压空间和相邻部分之间将难以维持正常的压力差。3.3.2机械加压送风防烟部位的确定根据高层民用建筑设计防火规范规定，高层民用建筑的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和两者的合用前室，应设置机械加压送风的防烟设施或者设置有开启外窗的自然排烟措施。该车库为地下车库，不具备自然排烟条件，应采用机械加压送风方式。车库中的消防电梯和楼梯间的合用前室不具备自然排烟条件，而且合用前室因受楼梯井和消防电梯井烟囱效应的影响，应设置机械加压送风系统。当楼梯间设置机械加压送风系统时，考虑到楼梯间与合用前室之间的压差保持及风量分配，合用前室也应设置独立的机械加压送风系统。对不具备自然排烟条件的防烟楼梯间进行加压送风时，其前室可不送风的理由主要有：(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，因此对排烟楼梯间的加压送风同时，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。 (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很难实现。综上，设计采用在各楼梯间以及合用前室设置机械加压送风系统的方式。图3-2 东区核心筒疏散出口位置图Fig.3-2 Evacuation exit of the east core-tube由于其他疏散楼梯直接通向地上一层，并未和建筑上部连接，且疏散距离较短，外界空气可随时补充该楼梯的气压，所以设计不对可直接通向室外的疏散楼梯行加压送风。东区和西区核心筒的楼梯间分别与地面建筑连通，并处于建筑物中间，没有自然排烟条件，必需设置机械加压送风系统。同时在设计计算送风量时，楼梯间的加压送风量需考虑整个建筑的层数，按整个楼梯间的送风量取值；合用前室的送风量则只考虑该地下车库的送风量。由上述分析可知，该地下车库机械加压送风部位如下：表3-4 机械加压送风部位Tab.3-4 Positions for mechanical pressurization and blast位置编号组合关系防烟设置部位1楼梯间及前室楼梯间2消防电梯与楼梯间合用前室楼梯间、合用前室3.3.3加压送风量的计算（1）安全指标为保持良好的防烟性能，确保建筑中防烟楼梯间工作的安全性，在发生火灾时，加压送风系统应同时满足以下两个指标：第一，使所有关门的直接加压或间接加压的楼梯间及其前室内的正压值保持在一定的范围之内；第二，使所有开启的直接通向或间接通向服务间的门洞处维持一股与烟气流向相反的具有一定流速水平的空气流。（2）计算参数1）楼层数：本设计中的工程分为东西两个区，东区为SOHO，24层；西区为办公楼， 17层；两栋高层共用同一个地下车库。2）开启门的数量：当建筑物为20层以下时，开启门的数量为2；当建筑物为20层以上时，开启门数量为3.3）开启门面积：单扇门取0.8m2.0m，双扇门取1.6m2.0m，电梯门取1.8m2.0m；4）正压值：正压值是机械加压送风系统设计中的一个重要技术指标，对加压送风量的计算，风机全压的选择等均起着关键的作用。正压值的确定是为保证与加压部位相通的门关闭的情况下，在热压、风压、浮力、膨胀力等因素联合作用下，足以阻止着火层的烟气进入加压部位；同时，正压值又不致过高，造成人们推不开通向疏散通道门。为了促使加压空气的流动以提高疏散入口处空气对烟气的排斥作用，要求楼梯间的正压值略高于前室，前室的正压值略高于走廊。按规定，楼梯间取50Pa；前室取25Pa；5）门洞断面风速3如果只对楼梯间设置加压送风系统，当同层的楼梯间与前室之间的门和前室与走道之间的门同时开启时，要求楼梯间与前室之间的门或前室与走道之间的门其中有一个门洞断面流速不小于0.75m/s；当同层的楼梯间与前室之间的门关闭，而前室与走道之间的门开启时，对前室与走道之间的门的门洞断面流速无要求。如果楼梯间和合用前室分别设置加压送风系统，当合用前室与走道之间的门开启时，则要求该门洞断面流速不小于0.75m/s 。 如果只对消防电梯前室设置加压送风系统，当前室与走到之间的门开启时，则要求该门洞断面流速不小于0.75m/s 。如果只对前室和合用前室设置加压送风系统，当同层的前室与楼梯间之间的门和前室与走道之间的门同时开启时，要求前室与走道之间的门洞断面流速不小于0.75m/s，对楼梯间与前室之间的门无要求；当楼梯间与前室之间的门关闭，而前室与走道之间门开启时，要求前室与走道之间的门洞断面流速不小于0.5m/s。（3）计算方法总的来说，楼梯间、合用前室的加压送风量可由查表法和计算法确定，在设计中，首先按计算法计算各部分的加压送风量，然后通过查表法得到一个计算加压送风量，比较两者取较大值作为最终的加压送风量。1）计算法据不完全统计，目前国内外用来计算正压送风系统送风量的方法有近十种，根据这些方法的特点，大致可归纳为压差法、门洞风速法、层均风量法和综合计算法。各种计算方法的共同点都是为了要保持加压部位所需要的一定的正压值，以及在开启疏散通道门时相对保持该门洞及门缝处具有一定阻挡烟气侵入疏散通道的风速。根据这两个基本要求，设计中首先按照压差法计算机械加压送风量，然后根据门洞风速法进行验证。根据保持加压部位所需要的一定的正压值按式（3-2）进行计算。 (3-2)式中：机械加压送风量，；总有效漏风面积，；压力差，；指数，此值根据每个漏风面积的尺寸采用：对于门周围的缝隙和其它较大的漏风面积时，；对窗户周围的缝隙，；0.827漏风率系数；1.25不严密处附加系数。门洞风速法验算机械加压送风量时，按公式（3-3）计算。 （3-3）在验算门洞处的风速时，采用式（3-3）的变形公式（3-4）。 （3-4）式中： 门开启时在门洞处保持的风速，；机械加压送风量，；考虑排烟通路产生的背压系数，当采用机械排烟时，a=0.8，当采用可开启外窗进行排烟时，a=0.6；防烟楼梯间同时开启门的数量，20层以下建筑物，n=2；20层以上建筑物n=3；每档开启门的断面积，；送风管道的漏风附加率，采用钢板送风管时，b=0.15；采用混凝土风道时，b=0.25。关于正压间有效漏风面积的计算分为三种情况：加压空间 并联式漏风通路如图3-3所示。 图3-3 并联式漏风通路示意图Fig.3-3 Schematic diagram of multiple drafty access总有效漏风面积按式（3-5）计算。 (3-5)以上公式可以推广运用到具有任意个开口相互并联的情况，这时系统中的总有效漏风面积等于各个开口面积的总和，即 （3-6）式中：总有效漏风面积，；第个门洞的面积，；相互并联开口的数目，个。 串联式漏风通路如图3-4所示。加压空间图3-4 串联式漏风通路示意图Fig.3-4 Schematic diagram of tandem drafty access总有效漏风面积按式（3-7）计算。 (3-7)对于具有任意个开口相互串联的一般情况，其总有效漏风面积可表示成： （3-8）式中：总有效漏风面积，；第个门洞的面积，；相互串联开口的数目，个。 串联和并联混合漏风通路如图3-5所示。从图中可见，开口、是并联的，其有效漏风面积为：同样，开口、也是相互并联的，其有效漏风面积为：开口与这两个并联有效通风面积是相互串联的，于是整个系统的总有效漏风面积为： (3-9)加压空间图3-5 并联和串联混合漏风通路示意图Fig.3-5 Schematic diagram of tandem and multiple mixed drafty access下面计算本地下车库中各疏散出口的漏风面积及正压送风量。表3-5 各类标准门缝的漏风面积标准Tab.3-5 Drafty area standard of different standard door cracks门的类型尺寸BmHm（mm）缝隙总长度Lm（m）计算漏风面积Am（m2）缝隙宽度m（mm）开向正压区的单扇门0.82.05.60.011.79从正压区向外开的单扇门0.82.05.60.023.57双扇门1.62.09.20.033.26电梯门2.02.08.00.067.50在采用上述标准时应注意两点：一、当实际尺寸小于表中所示的标准门尺寸时，其缝隙的计算漏风面积取为同类型门的标准值；二、当门的实际尺寸大于表中所列标准尺寸时，其缝隙的计算漏风面积应按门的实际总长度在标准值的基础上成比例放大。表中缝隙总长度为单扇门，电梯门Lm=2（Bm+Hm）；双扇门Lm=2 Bm +3 Hm。式中Bm为门的宽度m，Hm为门的高度m。由于设计中单扇门采用采用1.62.0的尺寸，所以当设计中单扇门的漏风面积均取0.02 m2，双扇门的漏风面积0.03 m2，电梯门的漏风取0.06 m2。 东区核心筒疏散楼梯图3-6 东区核心筒疏散楼梯平面Fig.3-6 Plan of protected stairway of the east core-tube东区核心筒有南北两个疏散楼梯，而且楼梯间构造相同。本次设计只对北面楼梯间的加压送风量进行计算，南面楼梯间和北面楼梯间的计算方法和计算结果相同。图中M1、M2均采用的是双扇门，其尺寸为1.6m2.0m，门洞面积= 3.2m2，漏风面积=0.03m2。运用公式（3-6）可得有效漏风面积为： = =0.0212当所有门都关闭时： 根据式（3-2）得地下车库东区核心筒疏散口楼梯间的加压送风量为： = =同样其它楼层的漏风面积按0.03 m2考虑，则其余楼层每层的加压送风量为：按建筑层数24层计算，该楼梯间所需的加压送风量为： 合用前室的漏风途径是通向人防通道的门M1、M2串联组成的M12和一个通向电梯井的电梯门，漏风面积分别为A12=0.0212m2和Ad=0.06m2。为了排气，电梯井顶部一般都设有通风口，设计中假设通风口截面积Af为0.1 m2。则由合用前室到走道的漏风量： 从合用前室通过消防电梯门缝隙漏入电梯井的风量取决于前室与电梯井之间的漏风面积Ad以及电梯井与无压空间（或室外）之间的漏风面积Af。上述两者为串联的漏风通路，其中前室与电梯井之间的漏风面积Ad又是由25层漏风面积并联组成，设计中假设各层电梯门的漏风面积都相同，则总有效漏风面积为： 由合用前室到电梯井的总渗漏风量为： 每层的正压前室通过关闭的电梯门的渗漏风量为：由于楼梯间的设计压力高于合用前室的压力，风量会从楼梯间通过与前室的门M2向前室渗漏。同样，前室的压力大于非正压区间的压力，风量也会由前室通过前室与非正压区间的门向非正压区间渗漏。设计中假设地面建筑前室到走道的门都采用双扇门，漏风面积为0.03。由楼梯间到合用前室的进风量： 所以，当所有门都关闭时，每层合用前室的进风量：当地下车库东区核心筒疏散口楼梯的两扇门同时开启时通过楼梯间至前室开启门的风量为以下两者之和，即。为楼梯间的全部加压风量，为由其它楼层的前室通过关闭的楼梯间至前室的门进入楼梯间的风量。 楼梯间的送风量为：根据式（3-10）计算。 （3-10）式中：WL每层前室的加压送风量，m3/h；A1楼梯间至前室的每扇门的渗漏面积，；A2前室至走道的门渗漏面积；Ad电梯门的渗漏面积；m每层前室内的电梯数量，个；n与电梯井相通的加压前室数量，个；f 系数，对十层及十层以下建筑物，f =2.66；对十层以上建筑物， f=3.66。由其它楼层的前室通过关闭楼梯间至前室的门进入楼梯间的风量为：通过楼梯间至前室开启门的风量为： 合用前室的风量按同时有三个楼层的门开启计算，楼梯间进入合用前室的风量为：通过前室至车库间开启门的风量为，其中为电梯井通过关闭的电梯门进入前室的风量，按式（3-10）计算。 (3-11)将设计数据代入可得：通过每个前室的风量为：门洞断面风速校核：门洞断面风速不满足要求，此处暂时不修正。当楼梯间与合用前室的门关闭时：前室与车库间的门开启时，前室的风量等于前室的送风量：74.28m3/h。由楼梯间进入前室的风量：=由电梯门进入前室的风量：55.05则合用前室的风量为：因该门洞断面风速不小于0.5m/s，故需要修正，修正后风量应为：合用前室需要增加风量为：校核楼梯间与前室及前室与车库间的门均开启时，前室与车库间门洞断面处的风速：前室的送风量为：由楼梯间进入前室的风量：6762.2 由电梯门进入前室的风量：74.28则合用前室的总风量为：门洞断面风速为：，满足要求。 西区核心筒疏散楼梯图3-7 西区核心筒疏散楼梯平面Fig.3-7 Plan of protected stairway of the west core-tube西区核心筒有南北两个疏散楼梯，而且楼梯间构造相同。本次设计只对北面楼梯间的加压送风量进行计算，南面楼梯间和北面楼梯间的计算方法和计算结果相同。有效漏风面积为： = =0.0212 当所有门都关闭时：根据式（3-2）得地下车库东区核心筒疏散口楼梯间的加压送风量为： =同样其它楼层的漏风面积按0.03 m2考虑，则其余楼层每层的加压送风量为：按建筑层数17层计算，该楼梯间所需的加压送风量为： 合用前室的漏风途径是通向人防通道的门M1、M2串联组成的M12和一个通向电梯井的电梯门，漏风面积分别为A12=0.0212m2和Ad=0.06m2。为了排气，电梯井顶部一般都设有通风口，设计中假设通风口截面积Af为0.1 m2。从合用前室通过消防电梯门缝隙漏入电梯井的风量取决于前室与电梯井之间的漏风面积Ad以及电梯井与无压空间（或室外）之间的漏风面积Af。上述两者为串联的漏风通路，其中前室与电梯井之间的漏风面积Ad又是由17层漏风面积并联组成，设计中假设各层电梯门的漏风面积都相同，则总有效漏风面积为： 由于楼梯间的设计压力高于合用前室的压力，风量会从楼梯间通过与前室的门M2向前室渗漏。同样，前室的压力大于非正压区间的压力，风量也会由前室通过前室与非正压区间的门向非正压区间渗漏。设计中假设地面建筑前室到走道的门都采用双扇门，漏风面积为0.03m2。则由合用前室到走道的漏风量： 由合用前室到电梯井的总渗漏风量为： 每层的正压前室通过关闭的电梯门的渗漏风量为：由楼梯间到合用前室的进风量： 所以，当所有门都关闭时，每层合用前室的进风量：当地下车库东区核心筒疏散口楼梯的两扇门同时开启时通过楼梯间至前室开启门的风量为以下两者之和，即，为楼梯间的全部加压风量；为由其它楼层的前室通过关闭的楼梯间至前室的门进入楼梯间的风量。 楼梯间的送风量楼梯间的送风量：根据式（3-10）计算。 （3-10）式中：WL每层前室的加压送风量；A1楼梯间至前室的每扇门的渗漏面积；A2前室至走道的门渗漏面积；Ad电梯门的渗漏面积；m每层前室内的电梯数量，个；n与电梯井相通的加压前室数量，个；f 系数，对十层及十层以下建筑物，f =2.66；对十层以上建筑物， f=3.66。由其它楼层的前室通过关闭楼梯间至前室的门进入楼梯间的风量为：通过楼梯间至前室开启门的风量为：按同时有两个楼层的门开启计算，楼梯间进入合用前室的风量为：通过前室至车库间开启门的风量为，其中为电梯井通过关闭的电梯门进入前室的风量，按式（3-10）计算。 (3-11)将设计数据代入可得：通过每个前室的风量为：门洞断面风速校核：门洞断面风速不满足要求，此处暂时不修正。当楼梯间与合用前室的门关闭时：前室与车库间的门开启时，前室的风量等于前室的送风量：102.86m3/h。由楼梯间进入前室的风量：=由电梯门进入前室的风量：105.75m3/h则合用前室的风量为：因该门洞断面风速不小于0.5m/s，故需要修正，修正后风量应为：合用前室需要增加风量为：校核楼梯间与前室及前室与车库间的门均开启时，前室与车库间门洞断面处的风速：前室的送风量为：由楼梯间进入前室的风量：7730.7 m3/h由电梯门进入前室的风量：105.75m3/h则合用前室的总风量为：门洞断面风速为：，满足要求。由上述计算选择风机时，应考虑采用金属风道的漏风系数，风机风量应附加15%。东区核心筒疏散口楼梯间的送风量为：东区核心筒疏散楼梯合用前室的送风量为：8280（1+0.15）=9522西区核心筒疏散口楼梯间的送风量为：西区核心筒疏散楼梯合用前室的送风量为：8280（1+0.15）=95222）查表法对防烟楼梯间及其前室分别加压送风时，其送风量应按表3-6选用。表3-6 防烟楼梯间（前室不送风）的加压送风量Tab.3-6 The quantity of pressurization and blast(dont send wind to anteroom) of smoke proof staircase系统负担层数加压送风量（m3/h）20250003000020323500040000对消防电梯前室加压送风时，其送风量应按表3-7选用。设计采用金属风道送风，漏风量小，因此可大致确定各疏散通道的机械加压送风量见表3-8。表 3-7 防烟楼梯间及其合用前室的分别加压送风量 Tab.3-7 The quantity of pressurization and blast for smoke proof and functional usable anteroom系统负担层数送风部位加压送风量（m3/h）20防烟楼梯间1600020000合用前室12000160002032防烟楼梯间2000025000合用前室1800022000表3-8 查表法确定的加压送风量Tab.3-8 The quantity of pressurization and blast by checking table 出口编号送风部位送风量（m3/h）东区核心筒疏散口防烟楼梯间24000合用前室14000西区核心筒疏散口防烟楼梯间18000合用前室12000（4）计算结果汇总将查表法和计算法所得的结果进行比较，选取较大的一个值作为实际机械加压送风量，比较情况列于表3-9中。表3-9 加压送风结果比较