061建筑共用防烟楼梯间防烟设计探讨
建筑共用防烟楼梯间防烟设计探讨
兰州市城市建设设计院胡强周鸣镝
摘要：分析地上、地下共用防烟楼梯间设计中易忽视的问题，通过工程实例，总结共用防烟楼梯间防烟设计方案，讨论各方案适用条件及优缺点，对设计中与建筑等专业的配合提出建议。
关键词共用防烟楼梯间防烟设计人防地下室
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）（以下简称《高规》）第6.2.8条有这样的强制性条文：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，应在首层与地下或半地下层的出入口处，设置耐火极限不小于2.00h的隔墙和乙级的防火门隔开，并应有明显标志。《建筑设计防火规范》GB50016-2006（以下简称《建规》）第7.4.4条及《人民防空工程设计防火规范》GB50098-2009以下简称《人防规》）第5.2.3条中也有类似规定。按照规范，建筑专业设计地下室、半地下室的楼梯间时，应避免与地上部分共用楼梯间。但往往实际工程中，地上、地下层分设楼梯间的做法很少被采纳。建筑师采用共用防烟楼梯间方案，虽然方便了本专业，简化了建筑布局，但却给防烟设计带来了一些不容忽视的问题。
按照规范，在正常情况下，地下室与地上层均不应共用楼梯间，而应分别设置在不同位置，在非正常、特殊情况下，不得不采用地下室与地上层共用楼梯间方案时，应在首层与地下室出入口处设置防火墙和防火门，将上下隔开，使之着火时形成两个相对独立的楼梯间。建筑师在作楼梯间特别是防烟楼梯间布局方案时，首先应按正常情况考虑，将地下室防烟楼梯间与地上层防烟楼梯间分开设置，分别布置在不同位置，尽量避免地下地上共用楼梯间方案，以为防烟设计和工程安全创造有利条件；只有确实受条件限制、按正常情况分设防烟楼梯间难以实现时，才采用共用防烟楼梯间方案，并按规定设置防火墙和防火门，将上下隔开。目前在高层民用建筑和人防地下室工程防烟楼梯间建筑设计布局上，很少见到地下、地上楼梯间分设方案，楼梯间分设增加建筑面积，建筑布局复杂，使得甲方和建筑师普遍选用非正常、特殊情况处理，均采用共用楼梯间方案，且按规定设计了防火墙、防火门将上下隔开，就意味着地下与地上以防火门为界形成了两个相对独立的防烟楼梯间。原防烟楼梯间地上地下共用的加压送风系统已不适用。
不具备自然排烟条件的地下地上共用防烟楼梯间加压送风，如果地上地下仍设计为一个胡强（1986~），男，本科，助工，甘肃省兰州市西津东路120号城市建设设计院设备所邮编730030 139******** E-mail：hq3200555@https://www.wendangku.net/doc/1215046573.html,
加压送风系统：总加压送风量按一个防烟楼梯间计算，加压送风机选用一台，置于屋顶或地下室，共用一个加压送风竖井，一通到底，加压送风口仍采用大小相同的自垂百叶风口，每2～3层设一个，各风口送风量均相等。当地上火灾时，加压送风口全开，地下风口要分流一部分空气到地下，由于首层地下或半地下层的出入口处设置的防火门，使得防烟楼梯间地上与地下两个空间互不通气，分流到地下的空气使地上加压送风量减少，难以符合《高规》规定的送风量；如果地下层发生火灾时，风口全开，大部分空气分流到地上防烟楼梯间，地下层防烟楼梯间仅1～2个风口送风，送风量严重不足，远达不到《高规》和《人防规》要求的25000m3/h（前室不送风）或16000m3/h（楼梯间与前室分别送风）。另外，原本建筑专业依防火设计规范强制性条文规定，在首层与地下室出入口处设置了一道防火墙和防火门，将楼梯间上下隔开，而防烟设计却用一条垂直竖风道和若干个自垂百叶风口又将楼梯间上下连通，削弱了那道防火墙、防火门的作用，给防火安全带来问题，所以按照《人防规》6.5.4条规定，该风道穿越首层与地下室出入口处那道防火墙时应设置温度大于70℃时能自动关闭的防火阀。
共用楼梯间的加压送风系统设计方案选择、分析：
本文以甘肃兰州某新建住宅为例，说明共用楼梯间加压送风系统设计过程。
本工程地上33层，为住宅，地下2层，为核六级甲类人防地下室，地下二层底标高-10.2m。地上部分采用剪刀楼梯间，其中一部伸入地下，与地下层公用，地上标准层楼梯间见图1。
图1
本楼剪刀楼梯间及合用前室设置机械加压送风系统，二者分别加压送风，地上剪刀楼梯间合用一个风道，其风量按两个楼梯间设计，由于超过32层，故剪刀楼梯间加压送风分段设计，每层设置自垂百叶送风口，合用前室每层设置常闭型多叶送风口。按《高规》选取风量，按压差法和风速法校核，选用两台50000m3/h送风机。根据《人防规》6.2.1条规定确定：当前室不送风时，防烟楼梯间的送风量不应小于25000m3/h；当防烟楼梯间与前室分别
送风时，防烟楼梯间的送风量不应小于16000m3/h，前室送风量不应小于13000m3/h。本工程消防电梯不下地下室，故防烟楼梯间送风量取25000 m3/h，与地上加压送风量相差较大，此时，有以下方案可选。
方案一：合用竖井分设风机。选用两台分别适合地上、地下风量的风机并联，地上层火灾时开启与地上对应的风机和风口；地下火灾时开启与地下层对应的风机和风口。
方案二：合用竖井，合用风机。选用一台变频或双速风机，地上或地下层发生火灾时，分别开启与之对应的风量档位和风口。或可按照地上、地下二者中最大风量选择一台风机，但需要风量较小时，还需要泄压或泄流。可在风机出口设旁通泄流阀，或不设旁通泄流阀，而是打开地上预先设置的风口（或地上部分加压风口）向地上层泄流。
方案三：《全国民用建筑工程设计技术手册暖通空调、动力》2009版4.10.9-5条，“地上和地下部分在同一位置的防烟楼梯间需设置机械加压送风时，加压送风系统宜分别设置；若合用一个风道时，风量应叠加，且均应满足地上、地下加压送风系统的要求”。合用送风竖井，合用一台风机，采用常开风口。但风机的风量应按两个楼梯间计算。发生火灾时，地上与地下层同时加压送风。
以上方案一和方案二风口必须选用常闭型电控风口，其控制系统复杂，实施难度较大。根据《人防规》6.5.4条规定：“机械加压送风防烟管道和排烟管道不宜穿过防火墙。当需要穿过时，过墙处防烟管道应设置温度大于70℃时能自动关闭的防火阀”。因此，合用竖井时，在竖井穿越首层与地下室出入口处那道防火墙处设置烟气温度大于70℃时能自动关闭的防火阀。方案三叠加了风量，使得风井面积加大，增加了建筑设计的困难。
方案四：正压送风竖井位置不变，在地上层与地下层之间以楼板相隔，送风竖井不连通。地上和地下层分别独立设置加压送风系统，包括加压风机、垂直风道、加压送风口（采用常开风口即可）等均分开设置。这种系统在任何情况下均能满足加压送风要求，且联锁控制简单、灵活、可靠。
综合考虑，本工程选用方案四最为实际。但这需要暖通专业与建筑专业在建筑方案设计时就开始深入的交流，相互配合，找到合适的地下层送风机位置，解决好室外新风的引进问题。
本工程防烟楼梯间地上部分剪刀楼梯间，分段设计，选用两台50000 m3/h送风机，一台位于屋顶风机房，一台位于地下一层风机房内。地下部分防烟楼梯间送风量25000 m3/h，送风机位于地下二层风机房内。地上层与地下层送分竖井位置不变，但不连通，以楼板相隔，每层设自垂百叶送风口。这样可满足地上与地下层同时着火的情况。系统示意见图2。
图 2
本工程地上地下加压送风量相差较大，如果送风量相等或接近时，同样，可合用风机和送风竖井。合用竖井，在竖井穿越首层与地下层间的防火墙处设置温度大于70℃时能自动关闭的防火阀，送风口采用常闭型电控风口。地上层火灾时开启地上层所有风口，地下层火灾时开启地下层所有风口。
设计过程中需要注意的事项：
1.应首先考虑竖井是否必须合用，应优先选用以楼板相隔，使地下室与地上层为两个防烟楼梯间，分别独立设置加压送风系统，这种系统在任何情况下均能满足加压送风要求，且联锁控制简单、灵活、可靠。
2. 合用送风竖井时，在竖井穿越首层与地下室出入口处那道防火墙处设置烟气温度大于70℃时能自动关闭的防火阀。消除建筑安全隐患。
3.地上楼层的加压送风口宜每隔2或3层设置一个；合用一个风道的剪刀楼梯应每层设置一个；地下楼层通常比较少，为了防止疏散时楼梯间超压，防火门不宜打开，宜每层设置一个加压送风口，并在楼梯间内设置余压阀，保证系统运行时，楼梯间余压维持在40-50Pa 的范围内。
4.现行规范对公用楼梯间的加压送风量无明确的规定。当地下部分属于人防工程时，送风量应满足《人防规》第6.2.1条的规定。当地下部分不属于人防工程时，建议按照《实用供热空调设计手册》第二版13.4.7-5参考设计。
5.在设计的各个阶段，一定要与建筑等其他专业积极沟通协作，帮助建筑专业完善各个功能的设计。
结束语
1.本文通过工程实例分析了共用楼梯间防烟设计的问题，总结现有地下地上共有楼梯间的加压送风系统设计方案。
2.设计中，具体情况具体分析，综合考虑不同方案的应用条件、控制措施，选用经济有效可靠的方案。
3.设计师应不断学习新技术、新方法，将新理念运用到设计中去。
4.对设计应认真负责，实事求是，灵活运用，保证火灾时共用防烟楼间安全疏散功能的有效、可靠是关键。
参考文献：
1 中华人民共和国公安部，建筑设计防火规范（GB50016-2006），北京：中国计划出版社，2006
2 中华人民共和国公安部，高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95），北京：中国计划出版社，2005
3 国家人民防空办公室，中华人民共和国公安部，人民防空工程设计防火规范（GB50098-2009），北京：中国计划出版社，2009
4 陆耀庆，实用供热空调设计手册（第二版），北京：中国建筑工业出版社，2008
5 住房和成效建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设计研究院，全国名用建筑工程设计技术措施（2009），北京：中国计划出版社，2009