安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：通過在封閉樓梯間機械加壓送風系統設計過程中與國家規范無明確要求之處進行討論總結，進行合理思考，提出觀點，并給出解決方案，使設計方案更趨合理。
關鍵詞：送風量；余壓值；管道井；自然排煙窗；余壓智能監控
0 引言
建筑防排煙系統關系火災時人員疏散安全，一直以來為暖通專業設計人員重點關注且必須保證設計正確及合理性。封閉樓梯間機械加壓送風系統屬于防煙系統的重要組成部分。
封閉樓梯間即在樓梯間入口處設置門，以防止火災的煙和熱氣進入的樓梯間。
樓梯間的機械加壓送風系統是保證火災時樓梯間保持正壓，阻止煙氣進入，從而確保人員疏散安全的重要技術手段。在最新建筑設計防火規范《GB50016-2014》（以下簡稱14建規）6.4.2.1中明確規定了不能自然通風或自然通風不能滿足要求時，應設置機械加壓送風系統或采用防煙樓梯間。
筆者最近的項目設計中為滿足規范及結合消防部門驗收意見，發現封閉樓梯間設置機械加壓送風系統設計過程有諸多值得總結及引起思考之處。
1 封閉樓梯間機械加壓送風系統設計方案
1.1 項目及設計方案概述
本工程位于海南省海口市，主要為光纖棒生產廠房改建4期項目，改建總建筑面積約3萬平方， 設置封閉樓梯間的改建區域為固化爐車間，共2層，建筑高度為18m，一層層高6.19m，約562平方，二層層高11.80m，約570平方。火災危險性等級為丁類，耐火等級二級。為滿足人員安全疏散要求，且由于業主對空間利用率要求相當高，生產設備外幾乎無可用多余空間，所以如設置防煙樓梯間將無空間設置防煙前室，最終設置了封閉樓梯間。具體位置見下圖：
1F 封閉樓梯間平面圖 2F 封閉樓梯間平面圖
加壓送風風機屋頂落地安裝，送風風管經過送風管道井將加壓送風送至1F 南側內墻上設置的送風口。具體送風風管及風口位置見下圖：
屋頂風機及風管平面圖 1F 風管及風口平面圖
1.2 設計依據說明
14建規的6.4.2.1中設置機械加壓送風系統為新增條文，而機械防煙相關規范條文要求14 建規中并無明確要求，根據部2015年98號通知條文，防排煙系統具體設計仍執行06建規，而06建規中并無封閉樓梯間設置機械加壓送風系統的具體要求，所以只能暫按防煙樓梯間設置機械加壓送風系統的相關條文來進行設計。
這點非常容易造成設計人員的困擾，希望在2018年8月1日執行的建筑防煙排煙系統技術標準GB51251-2017中能得到完美解決。
1.3 送風量及樓梯間余壓值確定
根據06建規9.3.2條文解釋中的壓差法計算，計算式如下：
Ly=0.827×A×1.25× △ P1/N×3600
A 取0.04+0.62=0.66
（1.0m×2.2mH×3樘，門框縫隙取2mm，無窗，為0.04）
（墻，樓板及地板的縫隙取總表面積0.2%，為0.62）
△P取50Pa；N取2；
分別代入計算后得Ly=17370CMH
根據表9.3.2中前室不送風的防煙樓梯間的加壓送風量25000CMH與計算值Ly=17370CMH 比較后取值25000CMH。
此值是現規范中重要參考值，但由于其對應的防煙樓梯間余壓值為40～50Pa，和前室的壓差在10～25Pa以內， 對維護結構的耐壓性及疏散門的開啟便利性都有綜合考慮，但封閉樓梯間并無前室，如保持樓梯間與室內壓差在40～50Pa，可能會造成樓梯間正壓過大及疏散門開啟困難。筆者查閱了美國NFPA（National fire protection association）92A，其中未明確規定樓梯間性質，只需根據樓梯間高度可查得余壓值至少≥30Pa，基本和14建規中防煙前室余壓值一致。
綜合考慮，在樓梯間疏散門上方安裝余壓閥，保證樓梯間和室內壓差在25～30Pa以內，與06建規9.3.3中前室的壓力值保持一致。
2設置送風管道井的影響
通常防煙樓梯間的送風風管無需設置專用管道井，可直接在樓梯間側墻上設置送風口，但封閉樓梯間卻必須設置專用管道井。因為根據14建規的6.4.2.2封閉樓梯間的墻上不應開設正壓送風口洞口， 但6.4.3.5卻允許防煙樓梯間開設正壓送風口洞口。
封閉樓梯間只能通過設置管道井使樓梯間的墻外延，并再設一道設置送風口的墻為樓梯間的“內墻”，來滿足規范的要求。
14建規并沒給出兩種樓梯間在開洞限制上有區別的原因，但這點確實造成了封閉樓梯間的機械加壓送風系統設計更復雜，特別是如由于空間狹小問題無法設置防煙樓梯間時卻還必須給封閉樓梯間額外預留管道井的空間。
3防火外墻設置自然排煙窗的可能性
封閉樓梯間靠外墻設置，但卻有防火要求，北側為防火墻（耐火極限3h），東側為防火隔墻（ 耐火極限2h），根據14建規6.4.2.1如能設置自然排煙窗就可以無需設置機械加壓送風系統。
筆者認為如在此處設置可手自動開啟的熱熔斷式防火窗作為自然排煙窗，即接受到火災信號后，自動或手動打開防火窗進行排煙，并當溫度處于68±5度時，自行平穩關閉防火窗（釋放狀態），滿足防火要求。雖然此時樓梯間失去了排煙能力，但如設置機械加壓送風系統仍需設置70℃熔斷的防火閥，防火閥關閉后，樓梯間也會失去加壓送風能力，實際上兩者在樓梯間防排煙功能上是等價的。區別是通過自然排煙窗排出的煙氣會蔓延到有防火間距要求的室外，但70℃以下煙氣到底對周圍有多大影響如有機會可以通過消防模擬認證方式進行確認。經與消防部門溝通，本次設計最終還是采用機械加壓送風系統。
4安科瑞余壓監控系統介紹及選型
針對各類機械加壓送風系統的應用特點，安科瑞電氣股份有限公司研發了余壓監控系統，是集工業計算機技術、通訊、抗電磁干擾、數字傳感技術及消防二總線于一體的智能化系統。采用高靈敏度壓力信號傳感器，24小時實時自動巡檢并采集監控區域壓力變化等工作狀態，對超壓故障發出報警信號并記錄，當防煙樓梯間或前室余壓值達到超壓監控值時，余壓探測器發出報警信號，余壓控制器打開加壓風機風管上的旁通閥泄壓；余壓回落到正常區間值后，余壓探測器發出信號，余壓控制器關閉旁通閥，通過控制旁通閥的開啟，來保持余壓值穩定在規范要求的區間值內，系統具有實時性、數字化、智能化，自動化連續監控的特點。
4.1系統結構
余壓監控系統由余壓監控器（主機）、余壓控制器、余壓探測器、風閥執行器、系統監控專用軟件等部分或全部設備組成滿足并高于GB51251《建筑防煙排煙系統技術標準》、GB50016《建筑設計防火規范》和GB50098《人民防空工程設計防火規范》等相關國家標準中的功能需求。
4.2 配置與功能
4.3設計規程
系統應根據建筑物內機械加壓送風系統設置的具體情況，采用分斷設計的控制方式，確定余壓控制器和余壓探測器的設置部位、數量與形式；
余壓控制器和余壓探測器的實時工作狀態及故障報警等信息，應通過通信接口，并聯接入加壓風機控制箱內的余壓監控系統總線，將各類信息上傳至消防控制室內的余壓監控器（主機），進行統一監測管理、顯示并存儲，以便于值班人員隨時掌控和了解設備運行情況；
余壓監控器與余壓控制器之間采用RS485通訊方式，485回路的總線采用NH-RVSP-2*1.5mm2的通訊線纜，通訊距離一般在500米以內，余壓監控器可連接64個余壓控制器；
余壓控制器與余壓探測器之間采用二總線通訊方式，二總線回路的總線采用NH-RVSP-2*2.5mm2的通訊線纜，通訊距離一般在500米以內， 防煙樓梯間、前室樓板垂直敷設，余壓控制器可連接128個余壓探測器；
系統的設置不應影響機械加壓送風系統的正常工作。
4.4設置場所及范圍
在設有機械加壓送風系統的場所，應設置余壓監控系統。每臺加壓送風機配電控制箱內應設置余壓控制器；防煙樓梯間及其前室設置余壓探測器；消防電梯間前室或合用前室應設置余壓探測器；避難走道的前室，避難層(間)應設置余壓探測器。
4.5設置部位
4.5.1.余壓控制器的設置
余壓控制器的設置數量，與機械加壓送風機的數量為一對一的關系；
余壓控制器應設置在加壓送風機控制箱內，控制箱內預留一路220V做為余壓控制器的工作電源；
4.5.2.余壓探測器的位置
防煙樓梯間的前室或合用前室，應每層前室設一臺余壓探測器；
應在樓梯間高度約為三分之一和三分之二處（層）各設置一臺余壓探測器；或宜在設有加壓送風口處（層）， 設一臺余壓探測器；
余壓探測器應設置在高壓區（樓梯間、前室區域疏散門側），距頂0.2至0.5米壁掛安裝，采用底座直接固定在預埋86盒上。
5 結語
封閉樓梯間機械加壓送風系統系統并不復雜，卻是防排煙系統中非常其重要一環，和排煙系統互相影響，但國內規范中對其有多處無明確說明，如參考防煙樓梯間相關條文又容易給設計人員造成困擾。筆者通過此次項目的設計思考及總結，對其也有了更深刻認識，期待拙文能起到拋磚引玉作用。
參考文獻
[1] GB50016-2014《建筑設計防火規范》[S]. 北京：中國計劃出版社，1998.
[2] 中華人民共和國部. GB50016-2006《建筑設計防火規范》[S]. 中國計劃出版社，2006.
[3] 孫晨琮．封閉樓梯間機械加壓送風系統的總結及思考[J]．消防界，2018,05:94,96.
[4] 安科瑞 余壓監控系統, 2020.08版.
作者簡介：
宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為絕緣監測及剩余電流監測， QQ：3007723194 手機：13482141563（微信同號）