5.1 防烟系统设计计算
5.1.1 防烟楼梯间、独立前室、合用前室和消防电梯前室的机械加压送风的计算风量应按本标准第5.1.5~第5.1.8条的规定计算确定。当符合下表条件时，可按下列规定方法确定：
1 公共建筑中，当系统负担建筑高度大于24m时，加压送风量可按计算值与表5.1.1-1~表5.1.1-4中的较大值确定。
注：1 表5.1.1-1~表5.1.1-4的风量按每层开启1个2.00m×1.60m的双扇门确定。当采用单扇门时，其风量可乘以系数0.75；不符合时，应重新计算确定；
2 表中风量按开启着火层及其上下两层，共开启三层的风量计算；
3 表中风量的选取应按建筑高度或层数、风道材料、防火门漏风量等因素综合确定。
2 住宅建筑中，加压送风量可按计算值与表5.1.1-5中的较大值确定。
注：1 表5.1.1-5的风量按每层开启1个2.00m×1.00m单扇门确定；不符合时，应重新计算确定；
2 表中风量，楼梯间高度在50m及以下开启2层，50m以上开启3层；前室门均按开启1层的风量计算；
3 当住宅楼建筑高度与列表中不相符时，可按线性插入法取值。
5.1.2 采用机械加压送风的扩大前室、封闭避难层（间）和避难走道的加压送风量应满足下列要求：
1 封闭避难层（间）、避难走道的机械加压送风量应按避难层（间）、避难走道的净面积每平方米不小于30m³/h计算。避难走道前室的送风量应按直接开向前室的疏散门的总断面积乘以1.0m/s门洞断面风速计算。
2 首层扩大前室加压送风量应按前室疏散门的总断面积乘以0.6m/s门洞断面风速计算，但直接开向扩大前室的疏散门的总开启面积不应超过13m²。
5.1.3 机械加压送风系统的设计风量不应小于计算风量的1.2倍。
5.1.4 机械防烟系统的加压送风量应满足以下要求：
1 当疏散门未开启时，应满足走廊、前室、楼梯间的压力呈递增分布，余压值应符合下列要求：
1）疏散层前室、封闭避难层（间）、封闭楼梯间与走道之间的压差应为25Pa~30Pa；
2）防烟楼梯间与走道之间的压差应为40Pa~50Pa。
2 疏散门开启时，应保证抵御烟气进入的门洞断面风速。
5.1.5 楼梯间或前室的机械加压送风量应按下列公式计算：
L
j=L
1+L
2 （5.1.5-1）
L
s=L
1+L
3 （5.1.5-2）
式中：L
j——楼梯间的机械加压送风量（m³/s）；
L 2——门开启时，规定门洞风速值下其他门缝漏风总量（m³/s）；
L 3——未开启的常闭送风阀的漏风总量（m³/s）。
L
s——前室的机械加压送风量（m³/s）；
L
1——门开启时，达到规定风速值所需的送风量（m³/s）；
L 2——门开启时，规定门洞风速值下其他门缝漏风总量（m³/s）；
L 3——未开启的常闭送风阀的漏风总量（m³/s）。
5.1.6 门开启时，达到规定门洞断面风速值所需的送风量应按下式计算：
L
1=A
kvN
1 （5.1.6）
式中：A
k——一层内开启门的截面面积（㎡）；对于住宅楼梯的前室，按一个门的面积取值；
v——门洞断面风速（m/s）：
v——门洞断面风速（m/s）：
1）当楼梯间和独立前室、合用前室、共用前室均采用机械加压送风时，通向楼梯间和上述前室疏散门的门洞计算断面风速均不应小于0.7m/s；
2）当楼梯间采用机械加压送风、只有一个开启门的独立前室不送风，或封闭楼梯间机械加压送风时，通向楼梯间疏散门的门洞计算断面风速不应小于1.0m/s；
3）当消防电梯前室采用机械加压送风时，通向消防电梯前室门的门洞计算断面风速不应小于1.0m/s；
4）当独立前室、合用前室或共用前室机械加压送风且楼梯间采用可开启外窗的自然通风系统时，通向独立前室、合用前室或共用前室疏散门的门洞风速不应小于0.6（A
lA
g+1）m/s；A
l为一层楼梯间疏散门的总面积（㎡）；A
g为一层前室疏散门的总面积（㎡），住宅前室按一个门的面积取值。
N
1——设计疏散门开启的楼层数：
1）公共建筑：当地上楼梯间（包括前室）为24m及以下时，设计2层内的疏散门开启，取N
1=2；当地上楼梯间（包括前室）为24m以上时，设计3层内的疏散门开启，取N
1=3。地下楼梯间（包括前室）时，设计3层内的疏散门开启，取N
1=3；不足3层时取实际楼层数。当地下仅为汽车库、非机动车库和设备用房时，取N
1=1；
2）住宅建筑：楼梯间，高度在50m及以下N
1=2；50m以上N
1=3；前室，N
1=1。
5.1.7 门开启时，规定风速值下的其他门漏风总量应按下式计算：
式中：A——每个疏散门的有效漏风面积（㎡）；疏散门的门缝宽度取0.002m~0.004m；
△P——计算漏风量的平均压力差（Pa）；当开启门洞处风速为0.7m/s时，取△P=6.0Pa；当开启门洞处风速为1.0m/s时，取△P=12.0Pa；
n——指数，一般取n=2；
1.25——不严密处附加系数；
N 2——漏风疏散门的数量：楼梯间采用常开风口，取N 2=加压楼梯间的总门数-N 1楼层数上的总门数。
n——指数，一般取n=2；
1.25——不严密处附加系数；
N 2——漏风疏散门的数量：楼梯间采用常开风口，取N 2=加压楼梯间的总门数-N 1楼层数上的总门数。
5.1.8 未开启的常闭送风阀的漏风总量应按下式计算：
L
3=0.083×A
fN
3 （5.1.8）
式中：A
f——单个送风阀门的面积（㎡）；
0.083——阀门单位面积的漏风量（m³/（s·㎡））；
N
3 ——漏风阀门的数量：前室采用常闭风口取N
3=楼层数－开启风阀的楼层数。
5.1.9 疏散门的最大允许压力差应按下列公式计算：
P=2（F'- F
dc）（W
m- d
m）/（W
m×A
m） （5.1.9-1）
F
dc=M/（W
m- d
m） （5.1.9-2）
式中：P——疏散门的最大允许压力差（Pa）；
A
m——门的面积（㎡）；
d m——门的把手到门闩的距离（m）；
M——闭门器的开启力矩（N·m）；
d m——门的把手到门闩的距离（m）；
M——闭门器的开启力矩（N·m）；
F'——门的总推力（N），一般取110N；
F dc——门把手处克服闭门器所需的力（N）；
W m——单扇门的宽度（m）。
条文说明
F dc——门把手处克服闭门器所需的力（N）；
W m——单扇门的宽度（m）。
条文说明
5.1.1 表中给出的是公共建筑和住宅建筑加压送风风量的参考取值，应用时一定要注意根据表注的适用条件；这些设置条件除了表5.1.1注的内容外，还应满足：①楼梯间设置了一个疏散门，而独立前室、消防电梯前室或合用前室也都是只设置了一个疏散门；②楼梯间疏散门的开启面积和与之配套的前室的疏散门的开启面积应基本相当。一般情况下这两道疏散门宽度与人员疏散数量有关，建筑设计都会采用相同宽度的设计方法，故这二者的面积是基本相当的。因此，在应用这几个表的风量数据时，应符合这些条件要求；一旦不符合时，应通过计算确定。
对于剪刀楼梯间和共用前室的情况，往往其疏散门的配置数量与面积会比较复杂，不能用简单的表格风量选用解决设计问题，因此本条文不提供加压风量表，而应采用计算方法进行。
在工程选用中可采用线性插值法取值，进行风量的调整。在计算中，根据工程的实际和安全度分别选择了0.7m/s和1.0m/s计算用门洞风速。公共建筑的表中系统负担高度h（m）24＜h≤50，相当于7层~16层范围，50＜h≤100相当于17层~32层范围。住宅建筑表中系统负担高度h（m）
5.1.2 当发生火灾时，为了阻止烟气侵入，对首层扩大前室、封闭式避难层（间）和避难走道设置机械加压送风系统，不但可以保证上述区域内一定的正压值，也可为疏散与避难人员的呼吸提供必需的室外新鲜空气。
封闭式避难层（间）的机械加压送风量，是参考现行国家标准《人民防空工程设计防火规范》GB50098中人员掩蔽室内时清洁通风的通风量取值的，即每人每小时6m³~7m³。为了方便设计人员计算，以避难层净面积每平方米30m³/h计算（即按每平方米可容纳5人计算）；避难走道前室的机械加压送风量，是参考《人民防空工程设计防火规范》GB50098而作出的规定。
公共建筑首层扩大前室的疏散门有两类，第一类是由疏散楼梯间和首层走廊等空间直接开向扩大前室的疏散门，第二类是由首层扩大前室通向室外的疏散门。这两类疏散门在加压送风时都会有空气流出，因此计算加压送风量时这两类疏散门的总断面面积都要考虑。
第一类的门不宜过多、过大，否则很难保证烟气不侵入前室；本条限制开启的疏散门面积不超过13㎡。在计算第一类疏散门面积时，如果疏散楼梯间是采用机械加压送风方式，则该疏散楼梯间的门不计入面积；如疏散楼梯间是采用自然通风方式，则此门应计入。设置在扩大前室中的机房、卫生间、管道井等的门都不能作为疏散门。
当首层扩大前室的疏散门关闭时，内部压力会升高，建议设置压差旁通装置进行控制。
5.1.3 本条给出了机械加压送风系统风量计算的原则，充分考虑实际工程中由于风管（道）的漏风与风机制造标准中允许风量的偏差等各种风量损耗的影响，为保证机械加压送风系统效能，设计风量应至少为计算风量的1.2倍。
5.1.4 为了阻挡烟气进入楼梯间，要求在加压送风时，防烟楼梯间的空气压力大于前室的空气压力，而前室的空气压力大于走道的空气压力。根据公安部四川消防研究所的研究成果，本条规定了门关闭时的防烟楼梯间和前室、合用前室、消防电梯前室、避难层的正压值。本条规定的正压值为一个范围，是为了符合工程设计的实际情况，更易于掌握与检测。门开启时是无法维持这么大的压差，这时主要依靠具有一定风速的定向气流来阻挡烟气。
为了防止楼梯间和前室之间、前室和室内走道之间防火门两侧压差过大而导致防火门无法正常开启，影响人员疏散和消防人员施救，本条还对系统余压值作出了明确规定。
为了防止楼梯间和前室之间、前室和室内走道之间防火门两侧压差过大而导致防火门无法正常开启，影响人员疏散和消防人员施救，本条还对系统余压值作出了明确规定。
5.1.5~5.1.8 正压送风系统的设置目的是为了保证着火层疏散通道开启时门洞处具有一定风速的定向气流和其他楼层疏散通道内保持一定的正压值。通过工程实测得知，加压送风系统的风量仅按保持着火层疏散通道门洞处的风速进行计算是不够的。原因在于着火层疏散通道门洞开启时，其他楼层的加压送风区域（用于楼梯间加压）或管井中的加压送风管内（用于前室加压）仍具有一定的压力，存在通过门缝、常闭风阀的渗漏风。因此，机械加压送风系统的风量应按门开启时规定风速值所需的送风量和其他门漏风总量以及未开启常闭风阀漏风总量之和计算。需要说明的是，对于楼梯间其开启门是指前室通向楼梯间的门；对于前室，是指走廊或房间通向前室的门。
火灾时，公共建筑疏散门的开启楼层数N
1一般开火灾层及其上、下各1层，共3层；当地上楼梯间为24m以下时，开着火层及其上一层。对于住宅建筑，居民对住宅建筑内环境比较熟悉，而且人员较少，根据多年的经验，楼梯间按规定开启楼层数，前室可开启着火层一层的疏散门。
综上，在计算系统送风量时，对于采用常开风口的楼梯间，按照规定开启楼层的门洞达到规定风速值所需的送风量和其他楼层门漏风总量之和计算。对于采用常闭风口的前室，按照规定开启楼层的门洞达到规定风速值所需的送风量以及未开启的常闭送风阀漏风总量之和计算。一般情况下，经计算后楼梯间窗缝或合用前室电梯门缝的漏风量，对总送风量的影响很小，在工程的允许范围内可以忽略不计。消防电梯前室送风时，只有使用层消防电梯门存在漏风，其他楼层只有常闭阀漏风（见条文公式中的L
3 ）.这部分消防电梯门缝隙的漏风量已经在风量计算公式的门洞风速中予以考虑。
1 仅消防前室加压送风时采用1.0m/s风速，其中阻挡烟气进入前室所需的最低风速为0.5m/s，其余一半的风量用于送风层消防电梯门开启时缝隙的漏风，其门缝漏风风速远大于0.5m/s，足够阻挡电梯井烟气进入消防前室。
2 当楼梯间与前室都送风时，楼梯间有部分风量进入前室，其门洞风速要求0.5m/s，前室送风量按0.7m/s，合计为门洞风速1.2m/s的进风量，这个风量足够满足开启层前室疏散门与消防电梯门开启时的漏风量。
3 对于楼梯间机械加压送风，具有两个或以上开启门的独立前室时，楼梯间疏散门的门洞断面风速采用1.0m/s的计算风量是不能满足前室疏散门同时开启的最低门洞风速要求的，此时前室必须进行加压送风。
4 当楼梯间采用自然通风，合用前室采用加压送风时，计算前室送风量按前室门洞风速不应小于0.6（A
l/A
g+1）m/s的方法取值，保证该前室的每一个门的平均门洞风速为0.6m/s。除去通向楼梯间与走道两边门开启需要的风速0.5m/s的风量外，还剩风速不小于0.2m/s的风量也能满足消防电梯门开启时的缝隙漏风量。
据实测，电梯门开启时的门缝约0.24㎡。按前室门洞面积2.1㎡、风速0.2m/s时的风量进行折算，电梯门缝风速为1.75m/s，已远超0.5m/s的风速要求。如电梯门缝面积过大、漏风量很大时，计算中可加上此部分漏风量。
5 共用前室和消防电梯前室合用的前室的加压送风量，应根据剪刀楼梯加压送风情况，按照上述的门洞风速取值原则计算加压送风量。
5 共用前室和消防电梯前室合用的前室的加压送风量，应根据剪刀楼梯加压送风情况，按照上述的门洞风速取值原则计算加压送风量。
6 对于一些特别情况下的加压风量计算方法：
1）当有部分楼层的每层前室门的数量与标准层不一致时，计算前室加压送风量时应选用连续三层中门数量最多的三层；如果门尺寸不一致，数量也不一致时，需要将连续三层中前室门面积之和最大的面积进行计算。
2）当首层扩大前室另设独立防烟系统时，楼梯间加压送风量计算：
① 扩大前室采用加压送风系统时，楼梯间门洞风速按正常方法计算；
② 扩大前室采用自然防烟系统时，首层楼梯间门洞风速按1.0m/s计算。
② 扩大前室采用自然防烟系统时，首层楼梯间门洞风速按1.0m/s计算。
7 计算举例如下：
[例1]：楼梯间机械加压送风、前室不送风情况。
某商务大厦办公防烟楼梯间13层、高48.1米，每层楼梯间一个双扇门1.6m×2.0m，楼梯间的送风口均为常开风口；前室也是一个双扇门1.6m×2.0m。
1）此案例中前室属于一个门的独立前室，前室可不送风，楼梯间门洞风速取1.0m/s。
开启着火层疏散门时，为保持门洞处风速所需的送风量L
1计算：
开启门的截面面积A
k=1.6×2.0=3.2㎡；门洞断面风速取v=1.0m/s；常开风口，开启门的数量N
1=3
L
1=A
kvN
1=9.6m³/s
2）对于楼梯间，保持加压部位一定的正压值所需的送风量L
2计算：
取门缝宽度为0.004m，每层疏散门的有效漏风面积A=（2.0×3+1.6×2.0）×0.004=0.0368㎡；根据门洞风速1.0m/s，门开启时的压力差取△P=12Pa；漏风门的数量N
2=13-3=10；
则楼梯间的机械加压送风量：
L
j=L
1+L
2=10.92m³/s=39312m³/h
设计风量不应小于计算风量的1.2倍，因此设计风量不小于47174m³/h。
[例2]：楼梯间机械加压送风、合用前室机械加压送风情况。
某商务大厦办公防烟楼梯间16层、高48米，每层楼梯间至合用前室的门为双扇1.6m×2.0m，楼梯间的送风口均为常开风口；合用前室至走道的门为双扇1.6m×2.0m，合用前室的送风口为常闭风口，火灾时开启着火层合用前室的送风口。火灾时楼梯间压力为50Pa，合用前室为25Pa。
1）楼梯间机械加压送风量计算
① 对于楼梯间，开启着火层楼梯间疏散门时为保持门洞处风速所需的送风量L1计算：
每层开启门的总断面积A
k=1.6×2.0=3.2㎡；门洞断面风速v取0.7m/s；常开风口，开启门的数量N
1=3；L
1=A
kvN
1=6.72m³/s
② 保持加压部位一定的正压值所需的送风量L2计算：
取门缝宽度为0.004m，每层疏散门的有效漏风面积：
取门缝宽度为0.004m，每层疏散门的有效漏风面积：
A=（1.6+2.0）×2×0.004+0.004×2=0.0368㎡
门开启时的压力差△P=6Pa
漏风门的数量N
2=13
门开启时的压力差△P=6Pa
则楼梯间的机械加压送风量：
L
j=L
1+L
2=7.93m³/s=28548m³/h
设计风量不应小于计算风量的1.2倍，因此设计风量不小于34257.6m³/h。
设计风量不应小于计算风量的1.2倍，因此设计风量不小于34257.6m³/h。
2）合用前室机械加压送风量计算：
① 对于合用前室，开启着火层楼梯间疏散门时，为保持走廊开向前室门洞处风速所需的送风量L
1确定：
每层开启门的总断面积A
k =1.6×2.0=3.2㎡；门洞断面风速v取0.7m/s；常闭风口，开启门的数量N
1=3；
L
1=A
kvN
1=6.72m³/s
② 送风阀门的总漏风量L
3确定：
常闭风口，漏风阀门的数量N
3=13；每层送风阀门的面积为A
F=0.9㎡
则：L 3=0.083A FN 3=0.97m³/s
③ 当楼梯间至合用前室的门和合用前室至走道的门同时开启时，机械加压送风量为：
则：L 3=0.083A FN 3=0.97m³/s
③ 当楼梯间至合用前室的门和合用前室至走道的门同时开启时，机械加压送风量为：
L
s=L
1+L
3=7.69m³/s=27684m³/h
设计风量不应小于计算风量的1.2倍，因此设计风量是33221m³/h。
8 考虑楼梯间窗缝的漏风影响。
现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019对外窗气密性有要求，根据建筑类型（居住建筑和公共建筑）、地区类型（夏热冬冷地区、严寒地区、寒冷地区、夏热冬暖地区）以及建筑高度等，气密性的要求不同。以单位缝长的漏风量（以下为q
1）或单位面积的漏风量（以下为q
2）为指标。为方便计算，可以取值为
居住建筑：q 1≤2.5m³/（m▪h）；q 2≤7.5m³/（㎡▪h）
公共建筑：q1≤1.5m³/（m▪h）；q2≤4.5m³/（㎡▪h）
居住建筑：q 1≤2.5m³/（m▪h）；q 2≤7.5m³/（㎡▪h）
公共建筑：q1≤1.5m³/（m▪h）；q2≤4.5m³/（㎡▪h）
如果以15层居住建筑，每层外窗面积1.5m×1m计算：
以面积计算则：每层漏风7.5×1.5=11.25m³/h，共计11.25×15=168m³/h
以缝长计算则：每层漏风2.5×5=12.5m³/h，共计12.5×15=187.5m³/h
如果以15层公共建筑，每层外窗面积2m×lm计算：以面积计算则：每层漏风4.5×2=9m³/h，共计4.5×2×15=135m³/h
以缝长计算则：每层漏风1.5×6=9m³/h，共计9×15=135m³/h
上述漏风量是在压差10Pa时的数值，本标准中采用压差值的规定是“计算漏风量的平均压力差（Pa），当开启门洞处风速为0.7m/s时取6.0Pa；当开启门洞处风速为1.0m/s时取12.0Pa”，这个压差值与10Pa的差异对外窗漏风量的影响不大，因此可以参照选用。
以缝长计算则：每层漏风2.5×5=12.5m³/h，共计12.5×15=187.5m³/h
如果以15层公共建筑，每层外窗面积2m×lm计算：以面积计算则：每层漏风4.5×2=9m³/h，共计4.5×2×15=135m³/h
以缝长计算则：每层漏风1.5×6=9m³/h，共计9×15=135m³/h
上述漏风量是在压差10Pa时的数值，本标准中采用压差值的规定是“计算漏风量的平均压力差（Pa），当开启门洞处风速为0.7m/s时取6.0Pa；当开启门洞处风速为1.0m/s时取12.0Pa”，这个压差值与10Pa的差异对外窗漏风量的影响不大，因此可以参照选用。
根据上述计算，门开启时窗缝的漏风量相对于系统送风量而言，可以小到忽略不计。如果一定要计算在内，则可以按照上述单位缝长的漏风量或单位面积的漏风量指标计算。
5.1.9 对于楼梯间及前室等空间，由于加压送风作用力的方向与疏散门开启方向相反，如果压力过高，造成疏散门开启困难，影响人员安全疏散；另外，疏散门开启所克服的最大压力差应大于前室或楼梯间的设计压差值，否则不能满足防烟的需要。因此，本条规定了最大压力差，为设计和实际送风时的压力检测提供依据。公式参考美国国际规范委员会《International Building Code》规范的有关公式。根据现行行业标准《防火门闭门器》GA93，防火门闭门器规格见表3，防火门开启示意见图13。
举例：门宽1m，高2m，闭门器开启力矩60N-m，门把手到门闩的距离6cm。
门把手处克服闭门器所需的力：
F
d=60/（1-0.06）=64N
最大压力差：
最大压力差：
P=2×（110-64）（1-0.06）/（1×2）=43Pa
从上面的计算结果可见，在110N的力量下推门时，能克服门两侧的最大压力差为43Pa。当前室或楼梯间正压送风时，这样的开启力能够克服设计压力值，保证门在正压送风的情况下能够开启；如果最大压力差小于设计压力值，则应调整闭门器力矩重新计算。
从上面的计算结果可见，在110N的力量下推门时，能克服门两侧的最大压力差为43Pa。当前室或楼梯间正压送风时，这样的开启力能够克服设计压力值，保证门在正压送风的情况下能够开启；如果最大压力差小于设计压力值，则应调整闭门器力矩重新计算。
- 上一节：4.4 补风系统
- 下一节：5 防排烟系统设计计算