空调风道平方米怎么算_实用通风空调风道计算法
1.不能大意!空调通风管道必须要做的5个安装要点
2.某空调风系统的单位风量耗功率Ws超过了限值。为满足Ws限值要求可以用的措施是( )。
3.某双层地下车库通风及防排烟设计?
4.防烟排烟系统设计与验收中常见问题探讨?
不论厂房还是其他的通风排风量都是按照体积和换气次数计算的。
这个在通风设计的时候,不论是送风还是排风都是根据建筑物的容积换气次数计算的,厂房的排风还需要根据厂房的排放气体的性质、风速不超过0.5m/s,当厂房高度超过6m是时,按照6m3/h.m2,具体见GB 50019-2003规范的5.3机械通风章节
不能大意!空调通风管道必须要做的5个安装要点
空调风管尺寸规格有哪些,下面让小编带大家了解一下吧:
一、空调风管尺寸规格有哪些
空调风管的尺寸有多种,一般空调风管可分为矩形风管和圆形风管两种,它们的尺寸规格有所不同:
1、矩形风管尺寸
矩形空调风管的尺寸一般是用长*宽表示的,主要有120*120、160*120、200*120、200*160、250*160、250*200、320*200、400*200、400*250、500*250、630*250、800*250、800*320、1000*320、1250*320、1250*400、1600*400、1600*500、2000*500、2000*630、2500*630、2500*800、3000*800、3000*1000、3500*1000、4000*1000等多种。(单位:mm)
2、圆形风管尺寸
圆形空调风管的尺寸一般以直径表示,有120、137、150、178、195、222、246、267、308、333、358、381、457、485、510、606、640、762、800、958、1006、1212、1263、1500、1556、1600等多种。(单位:mm)
二、空调风管是什么
空调风管一般是指风管机空调或中央空调系统的通风管道,它是空调系统的重要组成部分,一般由薄钢板、铝板、硬聚氯乙烯板、玻璃钢以及其它复合材料等制成,用于输送空气和空气混合物。
三、空调风管尺寸选型公式
空调风管的尺寸众多,在选择的时候需要根据实际需要来选合适尺寸的风管,一般主要考虑的是空调送风量,通过定风速法和比阻法计算出风道面积,然后确定风道的管径。
空调风管尺寸选型的计算公式为:F=L/(v×3600),其中F是风道面积,L是风量,v是空调系统主风道风速;通过风道面积再计算风管的尺寸即可。
例如,一台空调用圆形风管,其送风量L=7200m_/h,空调系统主风道风速推荐值为6~9m/s,取8m/s,其风道面积计算即:F=L/(v×3600)=7200/(8×3600)=0.25_,根据F=Πr_可得风管半径约为0.28m,即直径为560mm。
某空调风系统的单位风量耗功率Ws超过了限值。为满足Ws限值要求可以用的措施是( )。
1.确定空调系统风道形式,合理布置风道,并绘制风轴系统轴向图作为水力计算草图。
2.计算计算草图上的管道编号,并标记管段的长度和风量。管段的长度通常根据两个管件中心线的长度计算,而不减去管件的长度(如三通,弯头)本身。
3.所选系统中最不利的循环,通常意味着最远或局部阻力最大的循环。
4.根据成本和运营成本的综合和最经济的原则,选择合理的空气流量为。根据经验,风管的空气流量可根据P111表6.3确定。
5.根据给定的风量和选定的流量,逐块计算管段尺寸,使其符合表6.1中列出的矩形风管均匀规格,并根据风管计算实际流速为。选定的截面尺寸和风量。
某双层地下车库通风及防排烟设计?
答案:B
根据《公共建筑节能设计标准》(GB 50189—2015)第4.3.22条规定,空调风系统和通风系统的风量大于10000m3/h时,风道系统单位风量耗功率(Ws)不宜大于相关规定的数值。风道系统单位风量耗功率(Ws)应按下式计算:Ws=P/(3600×ηCD×ηF)。式中,Ws为风道系统单位风量耗功率[W/(m3/h)];P为空调机组的余压或通风系统风机的风压(Pa);ηCD为电机及传动效率(%),ηCD取0.855;ηF为风机效率(%),按设计图中标注的效率选择。因此,当机组风量不变,增大送风管道断面可以提高风机效率,从而降低Ws值。
防烟排烟系统设计与验收中常见问题探讨?
下面是中达咨询给大家带来关于地下车库通风及防排烟设计的相关内容,以供参考。
一、地下停车场有害物的种类及危害
地下停车场内汽车排放的有害物主要是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOX)等有害物。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(HC),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15%~20%;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CO、HC、(NOX)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(NOX)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2%~16%。当人们吸入汽油蒸气后,会引起人的特殊的刺激(以如)。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。汽油发爆极限为下限2.5%,上限为4.8%。当空气内一氧化碳的含量为15%~75%时,一氧化碳也会发生爆炸。
怠速状态下,CO、HC、NOX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TT36-79《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CO浓度稀释到《标准》规定的范围以下,HC、NOX均能满足《标准》的要求。
二、车库面积的计算
负一层:左半
车库面积(81800-8100)x(43200+4000)+3900x8100x2=3541.82m2
总建筑面积81800x(43200+4000)+(8100+8100+6900)x4200-8100x5100
=3916.67m2
右半
车库面积(6600x2+8100+4800)x(700-8100)+(6000x2+8100)x6000-8100x4800=1950.48m2
总建筑面积(43200+8100)x(8100x5+6800)+(8100x4)x(4800+6600x2+51000+8100+6000)+(1500+5100)x(6600x2+8100+4800)
=3804.03m2
负一层总建筑面积3916.67+3804.03=7720.7m2
负二层:左半
总建筑面积81800x43200-(5100+4200+3900)x5100-(6900+8100)x5100
=3389.94m2
车库面积(43200-8100-3000)x(81800-5100-4200-3900)+8100x3900
=2233.65m2
右半
总建筑面积同负一层
车库面积(6600+8100+6600+4800)x700+5100x(8100+6800)+(6000x2+8100)x(8100x3)-(4000x43200+4000x5100)
=2451.39m2
负二层总建筑面积与负一层同。
三、送风量和排风量的确定
地下车库按全面通风设计考虑,所需通风量可根据公式计算。全面通风所需通风量为:
L0=LM(m3/h)L=Q/C-CO(m3/h)
式中:L0-车库排风量(m3/h);L-车库单位地面面积排风量(m3/h);M-车库存面积(m2);Q-单位地面面积汽车CO排放量(mg/h-m2);C-在下停车场内CO允许浓度,C=100mg/m3;CO-室外大气中CO含量,CO=3.0mg/m3;
单位在地面面积汽车CO排放量(mg/h-m2):Q=ABCD/E
式中:A-车库单位在面面积停车数;B-汽车出入频度(每小时出入台数与设计容量之比),可取50~100%;C-每辆汽车在车库内发动机运行时间取3min;D-汽车单位时间CO排放量,g/s。国产的桑塔汽车CO排放量为0.577g/s,进口福特汽车CO排放量0.319g/s;E----CO排放量占总排放量的百分比,取0.89。
1、地下停车场内汽车尾气排放量
地下停车场停放的汽车尾部总排放量不仅与车型、停车车位数、车位利用系数、单位时间排量和汽车发动机在车库内工作时间有关,而且与排气温度有关。表1中数据是在排气温度为550℃(国产车)、500℃(进口车)条件下的数据,而检测汽车排放有害气体浓度时尾部气温为常温20℃左右。为此应进行温度修正。其计算公式为
Qi=T2WSBiDit10-3/T1,m3/hQ=ΣQi,m3/hi=1
式中Q---地下停车场内汽车排气总量,m3/h
Qi---停车场内i类汽车的排气总量,通常按表1中的4类选取(国产小轿车和面包车,进口小轿车和面包车),m3/h;
S---车库的停车车位利用系数,即单位时间内停车辆数与停车车位数的比值,其值由
W---地一停车场的停车总车位数,台;
Bi---i类汽车单位时间的排气量,每台1/min,可由表1查取;
Di---i类占停车量总数的百分比;
t---每辆车在地下停车场内发动工作时间,一般取平均值t=6min;
T1---汽车的排气温度,K,
国产车T1=825K
进口车T1=773K;
T2---地下停车场内空气温度,一般取T2=293K。
2、地下停车场内的CO排放量可用下式计算
G=ΣQiCi,m3/hi=1
式中G---地下停车场CO的产生量,mg/h;
Gi---i类汽车排放CO平均浓度,mg/m3,由表1查取。
3、地下停车场地面上大气中CO浓度
计算地下停车场的排风量时,地下停车场在面上大气中的CO浓度,实测值为2.71~3.23mg/m3,设计中可取2.5~3.5mg/m3。
4、送风量的计算
为了防止地下停车场有害气体的溢出,要求停车场内保持一定的负压。由此,地下停车场的送风量要小于排风量。根据经验,一般送风量取排风量的85%~95%。另外的5%~15%补风由门窗缝隙和车道等处渗入补充。
根据排气量计算公式,按地下停车场停车位,计算出每个车位的排气量,列入表2中。由此只要知道地下停车场的停车车位数、车种类,再确定一个S,就可根据表2方便而简单地计算出地下停车场的排风量。注:计算条件C-CO=100-3=(mg/m3)
负一层排风量和送风量计算:
设国产小轿车为总车位的40%,国产面包车为20%,进口小轿车为20%,进口面包车为20%取S=1.00
国产小轿车排风量L1=741.62x191x40%=56660m3/h
国产面包车排风量L2=666.12x191x20%=25445.78m3/h
进口小轿排风量L3=448.16x191x20%=17119.7m3/h
进口面包车排风量L4=534.51x191x20%=20418.3m3/h
则总的排风量L=L1+L2+L3+L4=119643.78m3/h
送风量取排风量的85%~95%所以送风量L=119643.78x90%=107679.4m3/h
负二层排风量和送风量计算:
国产小轿车排风量L1=741.62x176x40%=52210.05m3/h
国产面包车排风量L2=666.12x176x20%=23447.42m3/h
进口小轿排风量L3=448.16x176x20%=15775.22m3/h
进口面包车排风量L4=534.51x176x20%=18814.77m3/h
则总的排风量L=L1+L2+L3+L4=17.68m3/h
送风量L=17.68x90%=99222.9m3/h
四、地下车库的气流分布
在考虑地下汽车库的气流分布时,防止场内局部产生滞流是最重要的问题。因CO较空气轻,再加上发动机发热,该气流易滞流在汽车库上部,因此在顶棚处排风有利,而汽
车的排气位置是在汽车库下部,如能在其尚未扩散时就直接从下部排走则更好。另外,汽油蒸汽比空气重,亦希望从下部排风,所以排风宜上下同排。一般技术手册要求上部排1/3,下部排2/3。排风口的布置应均匀,并尽量靠近车体。新风如能从汽车库下部送,对降低CO浓度是十分有利的,但结构上很难做到,因此,送风口可集中布置在上部,用中间送,两侧回,或者两侧送两侧回。
五、通风系统设计
地下车库通风系统设计不仅要考虑通风,还要考虑其防火排烟的问题。如果将车库的通风和防火防烟分开布置,由于其各自功能单一,系统设计很简单。如果结合布置,则系统设计变的复杂,但这种复杂系统在技术上是可行的,在经济上是合理的,因而用普遍。
通风排烟系统形式有两种:
(1)多支管系统汽车库上部设系统总管,由总管均匀地接出向下的立管,总管上与立管的下部均设有排风口,总管上的排风口兼做排烟口,设置普通排风口,支管上的排风口仅作为排风口之用,设置防烟防火阀,布置如图。平时,上下排风口同时排风;火灾时,下部排风口的防烟防火阀自动关闭,上部排风口作为排烟口排除烟气。总管接出多个立管,则每个立管尺寸小,因而占有空间小。但每个立管上均设置防烟防火阀,不仅初投资大,且由于阀门多,易出现失控和误控情况,影响系统运行的有效性。
1.单速排风/排烟风机2.排烟防火阀3.防烟防火阀4.排风/排烟口5.排风口
(2)单支管系统
汽车库上部设系统总管,由总管接出一根支管,该支管在下部形成水平管,总管与立管都均匀设有普通排风口,在支管靠近总管处设置防火防烟阀。布置如下图。平时,上下排风口同时排风;火灾时,支管上的防烟防火阀自动关闭,上部排风口作为排烟口。总管只接出一个立管,则只设一个防烟防火阀就可满足火灾时的排烟需要,控制上较上一个方案简单,且初投资省,但占用空间大。
1.单速排风/排烟风机2.排烟防火阀3.防烟防火阀4.排风/排烟口5.排风口
通过比较,选择第二种方案更合理。因为车库面积大,选该方案经济,方便。
六、排风风管水力计算
(1)负一层左半管段布置及管道编号、长度标注如图所示,确定最不利环路为:
因为AB两部分基本对称,可以用相同的布置,所以计算时,仅计算A风机及其管路。
A部分:最不利环路为1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11。
(2)据各管段的风量及选定的流速,确定最不利环路各管段的断面尺寸及沿程阻力和局部阻力如下:
取管内流速V1-2=4.0m/s,设计总排风量P=119643.78m3/h所以风口面积S=P/V=119643.78/(4X3600)=8.31m2设计风口数量为n=49个,每个风口风量P1=119643.78/49=2441.7m3/h=0.678m3/sS1=S/n=8.31/49=0.17m2
矩形风口尺寸取400X400mm2
管段1-2:末端风管选用400X400mm2.实际面积S1=0.16m2
故实际流速V=4.24m/s
当量直径D=2x400x400/(400+400)=400mm实际流速为4.24m/s
查《民用建筑空调设计》P208图7-1得Rm1-2=0.5Pa/m
ΔPm1-2=0.5x8.1=4.05Pa
局部阻力计算:(查用《实用通风空调风道计算法》P279)
①活动百叶风口取平均风速为3.0m/s,则风口面积f=2441.7/(3600x3)=0.226m2而实际风道尺寸500X450mm2,所以实际流速为3.014m/s,查《通风工程》附录5得局部阻力系数ξ=2.0时V=3.0m/s,对应管内流速V=3.014/0.8=3.768m/s(定有效面积80%)
②渐扩管F1/F0=500X450/400X400=1.41取渐扩角30°插值查《通风工程》附录5
得ξ=0.108对应流速V=3.014m/s
③多叶对开风量调节阀按0°时查得ξ=0.52
④矩形风道圆弯头:b/h=1R/b=1得ξ=0.29
⑤矩形风管合流四通(θ=90°)合流后管段流量2441.7X3=7325.1m3/h
初选流速V=6m/sS=0.34m2管道尺寸取630x500mm2实际流速为6.46m/s
由A3/A1=400x400/630x500=0.51查表得ξ=0.2对应流速V=6.46m/s
(3)其他管段计算方法同上
(4)计算结果
(5)系统总阻力计算及风机选型
系统总阻力为最不利环路1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11阻力之和即24.85+16.95+19.54+18.02+17.572+17.085+29.18+33.52+34.54+3.2=214.46Pa
风机风量:Lf=1.15L=1.15x2441.7x17=47735.235m3/h
风机风压:Pf=1.15xP=1.15x214.46=246.63Pa
可选XPZ-I型消防排烟风机型号11叶轮直径11100MM推荐工况风量48500m3/h
推荐工况全压690Pa转速960r/min装机容量15KW
A声级<=92dB重量380KG
每层左侧部分布置两台,对称布置,共需四台。
(6)负一层右半管段布置及管道编号、长度标注如图所示,确定最不利环路为:
C部分:最不利环路为1-2-3-4-5-6-7-8-9-10。
(7)根据各管段的风量及选定的流速,确定最不利环路各管段的断面尺寸及沿程阻力和局部阻力如下:
取管内流速V1-2=4.0m/s
管段1-2:末端风管选用400X400mm2.实际面积S1=0.16m2
故实际流速V=4.24m/s
当量直径D=2x400x400/(400+400)=400mm实际流速为4.24m/s
查《民用建筑空调设计》P208图7-1得Rm1-2=0.47Pa/m
ΔPm1-2=0.47x12.15=5.71Pa
局部阻力计算:(查用《实用通风空调风道计算法》P279)
①活动百叶风口取平均风速为3.0m/s,则风口面积f=2441.7/(3600x3)=0.226m2而实际风道尺寸500X400mm2,所以实际流速为3.39m/s,查《通风工程》附录5得局部阻力系数ξ=2.0时V=3.39m/s,对应管内流速V=3.39/0.8=4.24m/s(定有效面积80%)
②渐扩管F1/F0=500X400/400X400=1.25取渐扩角30°插值查《通风工程》附录5
得ξ=0.07对应流速V=4.24m/s
③多叶对开风量调节阀按0°时查得ξ=0.52
④矩形风道圆弯头:b/h=1R/b=1得ξ=0.21
⑤矩形风管合流四通(θ=90°)合流后管段流量2441.7X3=7325.1m3/h
初选流速V=6m/sS=0.34m2管道尺寸取630x500mm2实际流速为6.46m/s
由A3/A1=400x400/630x500=0.51查表得ξ=0.05对应流速V=6.46m/s
(8)他管段计算方法同上
(9)计算结果
(10)系统总阻力计算及风机选型
系统总阻力为最不利环路1-2-3-4-5-6-7-8-9-10阻力之和,即221.12Pa风机风量:Lf=1.15L=1.15x2441.7x16=44927.28m3/h
风机风压:Pf=1.15xP=1.15x221.12=254.3Pa
可选XPZ-I型消防排烟风机型号10叶轮直径10000MM推荐工况风量45679m3/h
推荐工况全压630Pa转速1450r/min装机容量11KW
A声级<=90dB重量300KG
每层左侧部分布置一台,共需两台。
七、车库送风及车库外其他房间送排风
1、车库诱导风机选型
射流诱导通风系统就是利用射流的诱导特性,在送风口处导入新鲜空气,用超薄型射流器以高速喷出的空气主流,诱导及搅拌周围大量空气,一方面稀释车库空间有害气体,另一方面带动空气沿着预设的流程至设定方向,从而得以在进风口处引入新风,在排风口处顺利排出废气的目的,保证了车库空间良好的换气效果。车库部分选用该形式,选型结果如下:
型号:TOPVENT(JET/JDY)风量(m3/h):600~750
喷嘴形式:ⅠⅡⅢ射程(m):151210
边界层宽度(m):6812诱导比:1:20
功率(W):60电压(V):220
噪声dB(A):≤45重量(kg):30
射流诱导通风系统与传统通风系统比较,系统简单无风管,系统造价低,运行成本低。废气被大量新鲜空气稀释,废气平均浓度降低。能有效控制气流方向,空气流畅,无停滞死角,环境空气品质好。即使主送排风机停止运转,射流器运行,亦能使空气流动。利用楼板与梁之间的空间,易与其它管路配合,节省空间,施工简单,美观大方。可降低楼层高度及土建成本。射流器风量小,主送排风机静压低,噪音大降低。每层15台,均匀布置。
2、车库外的其他房间诱导风机选型:
YDF系列诱导风机
这种系列的风机运用空气动力学原理,以少量高速喷流气体来扰动的特性,有效地诱导周围静止的空气,从而带动空气流动;达到高效节能、提高换气质量、节省空间、安装维护方便。
该系列风机分YDF-A型管道式和YDF-B型多叶式两种。用途:应用于电力、化工、电子、汽车、造纸、飞机场、宾馆、饭店、医院、办公楼、商场、影剧院、礼堂、超市、仓库、工业车间、体育馆、展览馆、会议室、办公楼、高级民用建筑等场合。
型号:YDF-A型
机号:2.5#、2.8#
风量:3600、6000m3/h
全压:1736、1760Pa
噪声:87dB(A)
电源:380V/50Hz
型号:YDF-B型
机号:2.5#、3#
风量:680/850~985/1350m3/h
射程:12~18Pa
噪声:58~60dB(A)
电源:220V/50Hz
变配电室送风是15次/H排风是17.5次/H,风量较大,所以配置YDF-A型,负一层一台。
水泵房送、排风5次/H;空调机房及风机房间送排风量3~5次/H;制冷机房送风5次/H,排风6次/H;无空调房间4~6次
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1 机械加压送风系统常见问题
1.1 建筑构件凸入土建竖井,增大风道阻力
在设计审查中发现,部分防烟系统的建筑风道竖井内,有梁、柱子等局部凸入土建竖井内,形成较大的局部阻力,设计人员未考虑此因素,所选加压送风机风压不足,造成加压送风系统风量不满足消防验收的要求。
例如某28层的办公楼,层高3.0 m,前室或合用前室加压送风量22 000 m3/h,竖井尺寸为800 mm×800 mm。图1为风井内无凸入物,图2为风井内有凸入125 mm的楼层梁,图3为图2的剖面图。以下分别计算3种情况下的风井阻力。为简化计算步骤,仅计算26层主风井阻力,不包括热压,加压送风机进风段、正压送风口及其接送风口后部分风井的阻力。计算公式及方法依据《实用供热空调设计手册》(以下简称《手册》)。
风道沿程阻力损失Δp1计算公式:
式中 K为绝对粗糙度修正系数;Δpm为单位管长沿程摩擦阻力,Pa/m;l为风管长度,m。
风道的局部阻力损失Δpj计算式:
式中 ζ为局部阻力系数;v为竖井内局部阻力发生处的空气流速,m/s;ρ为空气密度,kg/m3。
1.1.1 光滑竖井阻力计算
计算图1加压送风井26层竖井的沿程阻力损失Δp1。将已知数据代入式(1),得Δp1=173.2 Pa。图1中加压送风竖井局部阻力为0,故26层竖井的总阻力损失Δpz1为173.2 Pa。
1.1.2 有建筑构件凸入竖井阻力计算
图2中加压送风竖井凸入梁宽125 mm,梁高600 mm,竖井尺寸为800 mm×800 mm,每层高度3 m。
1)计算竖井每层沿程阻力损失。按以上计算方法得出:管段1沿程阻力Δp11为5.55 Pa;管段2截面尺寸为675 mm×800 mm,每层高度0.6 m,沿程阻力Δp12为1.72 Pa。
2)计算加压送风竖井每层局部阻力损失。梁凸入竖井局部阻力系数《手册》中无完全对应的管件,按矩形风管变径查表,突变按渐变角为180°。
风管段1:面积比为0.84,按插入法查得ζ1=0.08;局部阻力Δpj1为4.38 Pa。
风管段2:面积比为1.19,按插入法查得ζ2=0.26;局部阻力Δpj2为19.99 Pa。
图2中加压送风竖井每层凸入梁,26层竖井的总阻力损失Δpz1为822.64 Pa。
1.1.3 缩小截面内壁光滑竖井阻力计算
图4中竖井截面积缩小,但竖井内壁平整光滑,局部阻力为0;加压送风竖井尺寸为800 mm×675 mm时,Δp14=268.4 Pa。26层截面积缩小、内壁光滑风井的总阻力损失Δpz4为268.4 Pa。
图4 竖井截面积缩小示意图
经计算,得出图1,2,4加压送风竖井的总压力损失分别为173.2,822.6,268.4 Pa。
可以看出,竖井设计不同,阻力损失差别很大;障碍物凸入风井,局部阻力明显增大,若送风系统阻力未经详细计算,就会造成选用的送风机风压不够,运行时加压送风量不足,影响防烟效果。
设计时需与建筑、结构等专业密切配合,优先选择内壁平整、光滑的风井,可适当减小面积和提高风速,按图4示意的方式处理。还应注意建筑的转换梁、剪力墙上下段厚度的变化对风井阻力的影响。
1.2 多叶送风口凸入土建竖井,增大风道阻力
一些风井墙厚仅为100 mm,而多叶送风口长度均为275 mm,在薄墙上安装多叶送风口就会凸入风井内175 mm,因此形成较大的局部阻力。
如图5所示,多叶送风口凸入竖井175 mm,形成突缩和突扩两个局部阻力部件,参照上述条件及计算方法,计算竖井压力损失为580.3 Pa,比内表面光滑竖井增加阻力407.1 Pa。
可用以下方法处理:1)选用风机时加大风机风压400 Pa,克服该局部阻力;2)安装多叶送风口的墙加厚到250 mm;3)如图6,7所示,远控多叶送风口安装到吊顶内,风管连接,但该段风管宜用2.0 mm厚钢板防火风管。
1.3 重视土建竖井的施工与验收
笔者验收中发现很多土建风井内表面没有抹灰,风井阻力会增加,甚至还有风井隔墙上的脚手架孔洞也未封堵,漏风、窜风现象严重,系统风量得不到保证。
如果加压送风口风量不能满足消防验收要求,又无其他故障原因时,宜检查密封性能,从土建竖井的密封方面进行整改。
土建风道施工空间狭小,给施工、验收及整改带来较大的困难,各管理部门必须重视。风井围护结构应密实,特别是在梁、板下填充应密实,抹灰应连续;内壁抹面宜随砌随抹光,最薄处不应小于10 mm;内壁应平整、光滑,密不漏风。
1.4 建议
1)在公共建筑中各种水井、风井较多,布置应考虑其相互影响,如送风竖井不宜与排烟竖井一墙之隔,以免窜风、漏风;水管井与送风竖井或排烟井相邻时,宜用厚200 mm以上的实墙分隔。
2)高度超过100 m的公共建筑,应设置避难层(间),封闭避难层(间)的加压送风防烟系统一般设置在该避难层,加压送风取风口直接设置在避难层外墙上,若避难层上部的楼层失火,可认为不受影响;若避难层下部的楼层失火,随着烟气的蔓延,取风口受火、烟威胁较大。若取风口设在不同的方向,能适应不同方向火灾和室外风向的影响,但该方法较复杂,控制困难。设计中尽量将加压送风系统的取风口设在该系统服务区域的下部,以免室外取风口受火、烟威胁。
2 机械排烟系统常见问题
2.1 排烟系统风量不足
因排烟系统平时不使用,设计时为节约空间,排烟风管风速通常取值较大,在未进行详细计算的情况下,排烟风机风压会选得较低,造成排烟量不足。如图8所示的排烟系统1层为最不利环路,最远排烟口距竖井水平管道长度按60 m长、2个弯头、1个排烟防火阀等局部阻力考虑,排烟口风速取9 m/s,分A,B,C,D 4种工况计算排烟系统阻力(局部阻力系数按《手册》选取,计算过程略)。
图8 排烟系统原理图
1)A工况:排烟水平主管风速取17 m/s,竖井用土建竖井,竖井风速13 m/s。计算得出:1层水平主管段阻力为802 Pa,局部阻力占80%,主要为排烟防火阀、排烟口三通、弯头及主风管进入竖井三通(按90°合流三通计算)的局部阻力;土建竖井段阻力为145 Pa,局部阻力占75%,主要为竖井引入风机风管段处的局部阻力;排烟风机段阻力为217 Pa,主要为排烟防火阀、风机入口及出口处的局部阻力。A工况排烟系统总阻力为1 164 Pa。
2)B工况:竖井改为内衬镀锌钢板风管(主风管进入竖井内风管处按45°合流三通计算),主风管风速17 m/s,水平主管段、竖井段及风机段阻力分别为701,35,217 Pa。B工况排烟系统总阻力为953 Pa。
3)C工况:排烟水平主管风速12 m/s,土建竖井及风机段同A工况,水平主管段、竖井段及风机段阻力分别为449,145,217 Pa。C工况排烟系统总阻力为811 Pa。
4)D工况:排烟水平主管风速12 m/s,竖井内衬镀锌钢板风管,水平主管段、竖井段及风机段阻力分别为399,35,217 Pa。D工况排烟系统总阻力为651 Pa。
从以上计算可看出:
1)降低排烟管道风速是减小排烟系统阻力的有效措施。为节省建筑空间,一般缩小风管截面积,但风速增大。当排烟系统风速接近限定风速(金属风管20 m/s,非金属风管15 m/s)时,较大的排烟系统阻力已接近常用排烟风机达到的最大压头。主风管风速15 m/s左右时,阻力较高,各排烟系统差异较大,必须详细计算风管阻力,才能选择合适的排烟风机。
2)局部阻力约为风道阻力的80%,因此应尽量在排烟竖井进、出口处用导流装置,尽量在防火阀、风机进出口设置较长的均流缓冲段等,选用局部阻力系数较小的管件。如有些工程项目层高空间有限,必须缩小风管截面时,可进行降低局部阻力的优化设计。如在A工况下水平风管进入竖井处,占用吊顶局部空间,风管高度局部从400 mm变为630 mm,局部降低风速,通过渐扩管,风速由17 m/s降低到10.8 m/s;风井顶端接风机风管加弯头。两项优化设计后计算局部阻力可降低299 Pa。排烟系统减小局部阻力措施见图9,计算过程略。
图9 排烟系统减小局部阻力措施
3)对于排烟水平风管较长的大型排烟系统,排烟竖井负压较高,漏风量也较大,为减少竖井的漏风量及其阻力,可用竖井内内衬钢板风管的做法。
2.2 排烟系统排烟阀(口)数量过多,常闭的排烟阀(口)漏风量大
根据GB 15930—2007《建筑通风和排烟系统用防火阀门》第6.12.3条:在规定的耐火时间内,使防火阀或排烟阀叶片两侧保持(300±15) Pa的静压差,排烟口单位面积上的漏烟量(标准状态)应不大于700 m3/(m2·h)。
按上述漏风量标准计算图8所示单个排烟阀的漏风量及漏风率。
最大防烟分区按400 m2计算,防烟分区的计算排烟量为24 000 m3/h,排烟口的排烟风速取9 m/s,排烟口的计算面积为0.74 m2,一个排烟口的计算漏风量=518 m3/h。排烟系统的计算排烟量为48 000 m3/h;排烟口漏风率为1.08%,约为1%。
为计算方便,简化了系统,每个防烟分区用了相同尺寸的排烟口,最大防烟分区排烟口风速为9 m/s,常闭排烟口内外压差300 Pa,一个满足允许漏风量标准的常闭的排烟口,其漏风量约为排烟系统总排烟量的1%。
从以上计算方法和验算得知,排烟系统风量、排烟口排烟量及其尺寸与最大防烟分区面积成正比,但排烟口漏风率基本不变;排烟口排烟风速小,排烟口尺寸就会变大,漏风量也会增加;排烟系统服务半径越大,排烟系统内的负压也会增大,漏风量自然会增加。
大型商业建筑一般用图8所示的复杂排烟系统,在防排烟验收时,开启末端排烟口,有时检测排烟口风速仅为3~4 m/s,排烟量明显不足。设计中应避免单个排烟系统排烟口数量过多。对于排烟口较多的排烟系统,应通过计算确定排烟口漏风量。
验收时也看到一层一个的简单排烟系统,排烟口的排烟量一般能够满足设计要求。
2.3 消防验收中排烟系统安装及施工不规范的问题
消防工程验收时,一些工程的防烟排烟风管用了薄钢板法兰,07K133《薄钢板法兰风管制作与安装》图集中明确指出薄钢板法兰不适用于圆形风管和消防排烟风管,施工说明中宜明确,排烟风管用角钢法兰连接。
验收检查发现,施工单位最不重视的是排烟系统软管材质,应按规范要求执行,排烟系统的软管应用耐火温度280 ℃以上、持续工作超过30 min的不燃材料。
3 防排烟系统阀门的名称、功能、控制应在设计说明中明确
防排烟系统的阀门(风口)有防火阀、防烟防火阀、排烟阀、排烟防火阀、多叶送风口、多叶排烟口等多种。阀门功能有常开、常闭,手动、电动,风量调节,70 ℃,280 ℃熔断关闭,信号反馈,联锁控制等。在图纸审查中发现部分图纸阀门标注不规范,缺少对各种阀门(风口)具体的功能、控制说明。
GB 50016—2014《建筑设计防火规范》第9.3.13条第4款规定,防火阀、排烟阀应符合GB 15930—2007《建筑通风和排烟系统用防火阀门》要求,名称及功能应在GB 50016—2014《建筑设计防火规范》第9.3.11条条文说明表18的基础上细化分类,明确防排烟系统各种阀门(风口)的名称、功能、显示、控制及联锁要求,便于防排烟联动设计、安装施工、检测及验收。
防排烟系统的电气专业联动设计,缺少防排烟控制原理,特别是平时排风与排烟合用时,应明确控制原理,如图8中1层排烟末端设置了平时排风的排风口及防烟防火阀,应明确排烟时电信号关闭其防烟防火阀,方可转换为排烟系统。完善的防排烟系统联动控制是防排烟系统正常运行的基础,消防联动是消防验收的最重要部分之一。
4 结语
机械加压送风竖井内壁应平整光滑,井内不应有梁、多叶送风口阀体等凸入物,竖井有凸入物时,风道阻力明显增加,应进行风道阻力计算。各种管道井应合理布置,风道竖井围护结构应密实不漏风、内表面应平整光滑,洞口应严密防火封堵,以减少漏风量。加压送风取风口的位置应合理,不受火、烟威胁。
为节省空间,机械排烟系统风速取值较大时,系统阻力会增大,应取减小局部阻力的措施,并进行阻力验算。系统服务半径较大、负担层数多,选取风速较高时,竖井内可用内衬钢板风管等方法,以减少系统漏风及阻力。
对于排烟口较多的排烟系统,应通过计算确定排烟口漏风量。排烟风管应用角钢法兰连接,不得用薄钢板法兰风管。
在图纸说明中应明确防排烟系统控制原理及各种阀门(风口)的名称、功能、显示、控制及联锁要求,使排烟系统的联动控制正常运行。
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