Раздел 3
Приточная противодымная вентиляция для лестнично-лифтовых узлов
планировки В производственного здания категории В
3.1. Планировка ЛЛУ (рис. 1) В отличается от планировки Б наличием отдельного входа на лестничную клетку (дверь 5) и лифтовой холл (дверь 7).
В общественных, административных и производственных зданиях часто лифтовой холл сообщается с коридором открытым проемом и дверь 7 не устраивается.
В этом случае воздух из лифтовых шахт, через неплотности закрытых дверей лифтовых шахт поступает на лестничную клетку через коридор 4 и открытую дверь 5. При этих условиях планировка В, с открытым проемом в лифтовой холл, может рассчитываться как изложено выше в разделах 1 и 2.
Ниже приводиться расчет планировки В при наличии двери 7, которая при пожаре закрыта.
3.2. Согласно п. 2.39 СНиП 2.09.02-85* "Незадымляемые лестничные клетки 2-го типа должны разделяться на высоту двух маршей противопожарной перегородкой через каждые 20 м и в зданиях категории В с переходом из одной части лестничной клетки в другую вне объема лестничной клетки" - по схеме на рис. 2б; расчет давлений и расходов воздуха начинается с нижней зоны.
Давление воздуха в вестибюле определяется по формуле (4).
Разность давлений на уровне рассечки DРк. ш между давлением в лестничной клетке Рк и лифтовой шахты Рш принимается от 50 Па и более.
3.3. По формуле (23) определяется давление в лифтовой шахте на 1-ом этаже Рш. 1, причем, коэффициенты А, В и С принимаются по табл. 8:
Рш. 1 = А + В × Рв - С × DРк.ш. (23)
При числе этажей в нижнем отсеке лестничной клетки более 10 необходимо проверять давление на дверь 5 (рис. 1) на верхнем этаже нижнего отсека по формуле (14).
Таблица 8
|
Число этажей |
2 лифта |
3 лифта |
4 лифта |
||||||
|
в зоне |
А |
В |
с |
А |
В |
С |
А |
В |
С |
|
5 |
10.0 |
1.6 |
0.6 |
7.5 |
1.52 |
0.66 |
5 |
1.44 |
0.7 |
|
7 |
12.5 |
1.72 |
0.47 |
8.5 |
1.58 |
0.5 |
5 |
1.44 |
0.52 |
|
9 |
15.0 |
1.84 |
0.33 |
10.0 |
1.64 |
0.35 |
5 |
1.44 |
0.35 |
|
11 и более |
25.0 |
1.9 |
0.22 |
15.0 |
1.7 |
0.2 |
5 |
1.44 |
0.18 |
3.4. Общий расход воздуха для нижней часта здания (до рассечки) определяется по формуле (24) на основании среднего расхода на каждый этаж здания со 2-го по верхний этаж нижней зоны по таблице 9.
Gоб.нз = Gcp × (Nз - 1) + Gдв.1 + Gдм. (24)
где: Nз - число этажей в нижней зоне;
Gдв.1 и Gдм - по предыдущему.
Таблица 9
Средний расход воздуха на каждый этаж нижней зоны здания со второго по верхний Gоб.нз, кгс/ч, при планировке В
|
DРк.ш, Па на уровне рассечки |
Значение Gcp, кгс/ч, при Рш.1, Па |
|||||
|
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
|
|
150 |
1910 |
2165 |
2400 |
2640 |
2900 |
3140 |
|
45 |
1890 |
2100 |
2330 |
2580 |
2720 |
2920 |
|
25 |
1820 |
2070 |
2300 |
2560 |
2700 |
2900 |
|
-20 |
1560 |
1800 |
2070 |
2320 |
2570 |
1860 |
3.5. Часть общего расхода для нижней зоны Gоб.нз, которую нужно подать в нижнюю зону лестничной клетки Gк.нз определяется по табл. 10, а часть направляемого в лифтовую шахту, находится по разности:
Gш.нз = Gоб.нз - Gк.нз. (25)
Таблица 10
|
DРк.ш |
Часть общего расхода воздуха, которую нужно подать в нижнюю зону лестничной клетки Gк.нз, кгс/ч |
|||
|
5 этажей |
7 этажей |
9 этажей |
11 эт. и более |
|
|
100 |
- |
29000 |
27000 |
25500 |
|
|
- |
- |
- |
- |
|
90 |
- |
27500 |
26000 |
24500 |
|
|
- |
- |
- |
- |
|
80 |
26500 |
26000 |
24500 |
23500 |
|
|
- |
- |
- |
- |
|
70 |
23500 |
24500 |
23300 |
22000 |
|
|
- |
- |
- |
- |
|
60 |
24000 |
23200* |
22000 |
20500 |
|
|
- |
28000 |
26500 |
25500 |
|
50 |
23000 |
21600 |
20000 |
19000 |
|
|
|
27000 |
25500 |
24500 |
|
40 |
21000 |
20000 |
18000 |
17500 |
|
|
27500 |
26500 |
24500 |
23000 |
* Верхняя строка - при давлении Рш. 1 = 30 Па, нижняя створка - при давлении Рш. 1 = 110 Па; принимается с помощью линейной интерполяции.
3.6. Давление в верхней части нижней зоны лестничной клетки на уровне рассечки:
Рк.нз.в = Рш.1 + DРк.ш - Nэ × h × (gн - gк), (26)
где: Рш.1 - по формуле (23);
DРк.ш = Рк.нз.в - Рш.нз.в;
(gн - gк) - разность удельных весов воздуха по табл. 4.
3.7. Давление воздуха в верхней части верхней зоны лестничной клетки:
Рк.вз.в = Рк.нз.в - 0.03 × Рш.1 + (Nэ - 5). (27)
Nэ - число этажей в зоне.
3.8. Расход воздуха для верхней части лестничной клетки:
Gк.вэ = 11500 + 44 × Рк.вэ.в - 21 × (Рш.1 - 235) + 1060 × (Nэ - 5). (28)
3.9. Расход воздуха для верхней зоны лифтовой шахты, кгс/ч:
Gш.вз = Gср.вз × Nз + Gдм + Gк.вз. (29)
3.10. Общий расход воздуха, подаваемого в лифтовые шахты:
Gш = Gш.нз + Gш.вз. (30)
3.11. Общий расход воздуха, подаваемого в лестничную клетку:
Gк = Gк.нз + Gк.вз. (31)
3.12. При переходах из одной зоны лестничной клетки в другую по схеме на рис. 2б вне объема лестничной клетки, как это требуется по СНиП 2.09.02-85*, в верхней части нижнего отсека и в нижней части верхнего отсека лестничной клетки устраиваются двери, соединяющие лестничную клетку с коридором. Давление воздуха у двери нижнего отсека лестничной клетки определяется по формуле (27). Противодавление со стороны коридора определяется разностью удельных весов наружного и внутреннего воздуха на уровне двери этого отсека. При давлении со стороны лестничной клетки
Рдв = Рк.нз.в - hз × [3463/(273 + tн) - 11.8]. (31а)
где: hз - высота нижней зоны, м.
Расход воздуха через открытую дверь при этом давлении рассчитывается по формуле (2).
Рассматривая переход из одного отсека лестничной клетки в другой через коридор (рис. 2б) как тамбур-шлюз с одной открытой дверью, дополнительный расход воздуха на переходе допускается принять по п. 5.16 СНиП, исходя из указанной и там скорости воздуха в открытой двери 1.3 м/с.
Расход воздуха на дверь минимальных размеров 0.7 × 2 = 1.4 м2 составит:
Gдв = 1.4 × 1.3 × 1.423 × 3600 = 9323 кгс/ч.
3.13. Давление, которое должен обеспечить вентилятор:
а) для лифтовых шахт:
Рвен = DРс + Рш.вз + Nзд × h × (gн - gш). (32)
б) для верхней зоны лестничной клетки:
Рвен = DРс + Рк.вз + Nзд × h × 2 × (gн - gш). (33)
в) для нижней зоны лестничной клетки:
Рвен = DРс + Рк.нз + Nзд × h × 2 × (gн - gш). (34)
где: DРс - потери в сети воздуховодов обвязки вентилятора, Па;
Рш - давление воздуха в лифтовой шахте, Па;
Nзд, h - число этажей и высота этажа;
(gн - gш) - разность удельных весов, определяемая по табл. 4
Пример 3. Рассчитать подачу приточного воздуха в 10-ти этажное производственное здание с планировкой ЛЛУ В. По пожарной опасности здание относится к категории В, поэтому в соответствии с п. 2.39 СНиП 2.09.02-85* "Незадымляемые лестничные клетки 2-го типа должны разделяться на высоту двух маршей противопожарной перегородкой через каждые 20 м и в зданиях категории В с переходом из одной части лестничной клетки в другую вне объема лестничной клетки". Согласно этому требованию предусматриваем огнестойкую перегородку лестничной клетки - "рассечку" между 5-м и 6-м этажами по схеме на рис. 2б. Высота каждого "отсека" 4 × 5 = 20 м.
Число лифтов в здании - 2. Расчетная температура наружного воздуха -25°С, ветер 5 м/с.
Решение.
а) По формуле (4) рассчитываем давление воздуха в вестибюле:
Рв = 0.7 × 52 × 1.423 + 20 = 45 Па.
б) Определяем расход воздуха через наружные двери по формуле (3), при Z-образном тамбуре и площади двери 2.2 м2:
Gдв.1 = 2075 × 2.2 × 450.5 = 30600 кгс/ч.
в) Расход воздуха для удаления дыма системой вытяжной вентиляции принимаем по таблице 2:
Gдм = 9960 + 250 × 9 = 12210 кгс/ч.
г) Разность давлений между лестничной клеткой Рк и лифтовой шахтой Рш на уровне рассечки DРк.ш = рк - рш = 50 Па и по формуле (23) находим давление воздуха в лифтовой шахте на 1-м этаже:
Рш.1 = 10 + 1.6 × 45 - 0.6 × 50 = 52 Па.
д) Расход воздуха, подаваемого в нижнюю часть здания определяем по формуле (24) интерполируя значение Gоб по табл. 9:
Gоб.нз = 1966 × (5 - 1) + 30600 + 12210 = 50674 кгс/ч.
е) Часть общего расхода воздуха, которую необходимо подать в нижнюю зону лестничной клетки Gк.нз = 23000 кгс/ч определяем по табл. 10 при рк.ш = 50 Па, а часть, направляемую в лифтовую шахту, находим по формуле (25):
Gш.нз = 50674 - 23000 = 27674 кгс/ч.
ж) Давление воздуха в верхней части нижнего отсека лестничной клетки по формуле (26):
рк.нз.в = 52 + 50 - 5 × 4 × 1.1 = 80 Па.
и) Давление наружного воздуха на дверь лестничной клетки в верхней зоне нижнего отсека, по формуле (31а):
Рдв = 80 - h × (3463/248 - 11.8) = 37 Па.
Расход воздуха через эту дверь при полном открытии и площади двери 1.4 м2 будет равен:
Gдв.нз = 2875 × 1.4 × 370.5 = 24480 кгс/ч.
Согласно п. 5.16 СНиП "Расход воздуха, подаваемого в тамбур-шлюз, работающий при пожаре с одной открытой дверью в коридор... следует определять расчетом или по скорости 1.3 м/с в проем двери", (см. п. 3.12), что в данном случае составит:
G = 1.3 × 1.4 × 1.423 × 3600 = 9323 кгс/ч.
к) Учитывая непостоянное и неполное открывание двери 5 в расчет принимаем расход по п. 5.16 СНиП 9323 кгс/ч, составляющий 38% от полученного по п. "и" расчета. Общий приток воздуха в нижний отсек лестничной клетки составит:
Gк.нз = 23000 + 9323 = 32323 кгс/ч.
л) Давление в верхней части верхнего отсека по формуле (27):
рк.вз.в = 80 - 0.03 × 52 + (5 - 5) = 78.5 Па.
По формуле (28) определяем расход воздуха, подаваемого в верхний отсек лестничной клетки:
Gк.вз = 11500 + 44 × 78.5 - 21 × (52 - 235) + 1060 × (5 - 5) = 18797 кгс/ч.
Кроме того следует учесть расход через дверь в нижней части верхнего отсека, по предыдущему п. 5.16 СНиП 9323 кгс/ч.
м) Общий расход воздуха, подаваемого в лестничную клетку равен:
Gк.о = 32323 + 18797 + 9323 = 60423 кгс/ч.
н) Всего в ЛЛУ требуется подать:
Go = 60423 + 27674 = 88097 кгс/ч.
Раздел 4.
Приточная противодымная вентиляция для лестнично-лифтовых
узлов планировки Г. Подача приточного воздуха снизу.
4.1. Приточная противодымная вентиляция с нижней подачей воздуха по схеме на рис. 6 для ЛЛУ Г может применяться для производственных и жилых зданий. Лифтовые холлы и лифтовые шахты здесь отдалены от лестничных клеток. Из вестибюля имеются два выхода наружу, но при пожаре используется только выход из лестничной клетки - 8 по рис. 1.
4.2. Расход воздуха, подаваемого в лифтовые шахты, рассчитывается по балансу с удаляемым воздухом по формуле:
Gш = Gн.д + Gх.1 + Gср × Кш, (35)
где: Gн.д - расход воздуха, кгс/ч, через неплотности закрытой двери 9 (рис. 1) из лифтового холла, рассчитывается по формуле:
Gн.д = 171.4 × DРх.10.5 (36)
рх.1 @ Рк.1 - давление воздуха в лифтовом холле на 1-м этаже, приблизительно равное давлению в лестничной клетке на 1-м этаже, Па;
Gх.1 - расход воздуха, поступающего из лифтового холла 3, в коридор 10 на 1-м этаже равен 340 кгс/ч;
gcp - средний по зданию расход воздуха, поступающего из лестничной клетки и лифтовых шахт во все квартиры или помещения на 2-м этаже и выше и уходящий из здания через неплотности наружных ограждений:
Gcp = [1080 - 67.5 × (8 - nк)] × (N - 1) - для жилых домов, (37)
Gcp = [1700 - 17 × (36 - nп)] × (N - 1) - для других помещений (38)
nк, nп - среднее число квартир или помещений на каждом этаже кроме 1-го;
Кш = 0.57 - доля расхода воздуха, поступающего из лифтовых шахт.
4.3. Расход воздуха, который следует подать в лестничную клетку:
Gк = Gд.1 + Gдм + Gк + Gcp × (1 - Кш) (39)
где: Gд.1- расход воздуха, удаляемый через наружные двери 8, определяемый по формулам (2) или (3);
Gдм - расход воздуха, удаляемый системой дымоудаления, определяемый по таблице 2 или по приложению 7;
Gк - расход воздуха через вытяжной клапан "4" рис. 6 из верхней части лестничной клетки, принимается 3000 кгс/ч;
Gcp - по формулам (37) или (38);
Кш - как для формулы (35).
Рис.6. Лестнично-лифтовой узел планировки Г - схема распределения воздуха
1 - приток в лестничную клетку; 2 - приток в лифтовую шахту; 3 - воздух, поступающий в эвакуационный выход; 4 - вытяжка из лестничной клетки; 5 - удаление дыма из коридоров; 6 - воздух, уходящий через дверь лифтового холла; 7 - воздух из лестничной клетки в коридор; 8 - воздух из лифтовой шахты в коридор; разность расходов 8 и 9 уходит через неплотности наружных ограждений здания.
4.4. Давление воздуха, подаваемого в лестничную клетку и в лифтовую шахту, определяется по формуле:
Рк = DРс + Рв + 55 × (Vrн)2 × (N - 1)/rн, (40)
Рш = DРс + Рв + 15, (41)
где: DРс - потери давления от места приема наружного воздуха до присоединения воздуховодов к лестничной клетке или лифтовой шахте, Па;
Рв - давление воздуха в вестибюле, определяемое по формуле (4);
Vrн - массовая скорость воздуха при входе в лестничную клетку, кгс/с×м2;
рн - плотность наружного воздуха кг/м3;
N - число этажей в здании.
Приточный воздух рекомендуется подавать от общей вентиляционной системы для лестничной клетки и лифтовой шахты.
4.5. Площадь свободного сечения вытяжной решетки в лестничной клетке определяется по формуле (11), при DРкл - по таблице 11.
Таблица 11
|
Число этажей |
11 |
13 |
15 |
17 |
19 |
21 |
23 |
25 |
|
жилые здания DРкл |
53 |
58 |
65 |
70 |
74 |
78 |
82 |
87 |
|
другие здания DРкл |
46 |
48 |
50 |
56 |
49 |
46 |
42 |
38 |
Пример 4. Рассчитать расходы и давления воздуха для 17-ти этажного жилого дома в г. Брянске. Планировка ЛЛУ Г, в секции дома 2 лифта и 8 квартир на этаже. Высота этажа 2.8 м. Расчетная температура наружного воздуха в холодный период года -25°С, скорость ветра 6 м/с, в расчет принимается согласно СНиП 5 м/с. По схеме на рис. 6, на которой приведено распределение воздуха по зданию при испытаниях аналогичного дома в г. Москве, приточный воздух подается от общей вентиляционной установки в нижнюю часть лестничной клетки и лифтовой шахты.
Решение.
а) Определяем давление воздуха на 1-ом этаже в вестибюле, в лифтовом холле и лестничной клетке по формуле (4):
Рв = 0.7 × 52 × 1.423 + 20 = 44.9 Па.
б) Тогда расход воздуха через закрытую наружную дверь 9 рис. 1 по формуле (36) равен:
Gн.д = 171.4 × 44.90.5 = 1150 кгс/ч.
Расход воздуха из лифтового холла в коридорах Gх.1 = 340 кгс/ч
в) Средний по зданию расход воздуха, поступающего на все этажи и уходящий наружу определяется по формуле (37):
Gср = [1080 - 67.5 × (8 - 8)] × (17 - 1) = 17280 кгс/ч.
г) Расход воздуха для лифтовых шахт по формуле (35):
Gш = 340 + 1150 + 17280 × 0.57 = 11340 кгс/ч.
д) Расход воздуха, выходящего из лестничной клетки через наружные двери эвакуационного выхода площадью большей створки 2.2 м2 при Z-образном тамбуре, по формуле (3):
Gд.1 = 2075 × 2.2 × 44.90.5 = 30590 кгс/ч.
е) Расход воздуха для удаления дыма принимаем по примеру в приложении 7: 9210 кгс/ч.
ж) Расход воздуха через вытяжной клапан по данным испытаний 3000 кгс/ч.
и) Всего воздуха для лестничной клетки по формуле (39):
Gк = 30590 + 9210 + 3000 + 17280 × 0.43 = 50230 кгс/ч.
Из них по лестничной клетке проходит в среднем
G = 3000 + 0.43 × 17280 = 10430 кгс/ч.
Массовая скорость воздуха в основании лестничной клетки:
Vrн = 10430/(3600 × 12) = 0.241 кг/(с×м2).
к) Общий расход приточного воздуха по зданию:
Gоб = 11340 + 50230 = 61570 кгс/ч.
л) Давление воздуха, подаваемого в лестничную клетку, по формуле (40):
Рк = DРс + 44.9 + 55 × 0.2412 × (17 - 1)/1.423 = DРс + 81 Па.
подаваемого в лифтовую шахту, по формуле (41):
Рш = DРс + 45 + 15 = DРс + 60 Па.
Для предварительных решений по размещению установок приточной вентиляции и составлению эскизных проектов можно пользоваться таблицей 5.
Пример 5. Рассчитать расходы и давления воздуха в 9-ти этажном производственном здании категории В, высотой 9 × 3.3 = 29.7 м, в г. Брянске. Планировка ЛЛУ Г. Согласно п. 2.39 СНиП 2.09.02-85* "Незадымляемая лестничная клетка 2-го типа должна разделяться на высоту двух маршей глухой противопожарной перегородкой через 20 м с переходом из одной части лестничной клетки в другую ..." в данном случае по требованию пожнадзора - через наружную зону.
Размеры здания в плане 30-20 м с 12-тью помещениями на каждом этаже, имеющими выход в общий коридор. Объем помещений на этаже 30 × 18 × 4 = 2160 м3. Согласно табл. 2 СНиП 2.09.02-85* в зданиях 2-й степени огнестойкости расстояние от наиболее удаленного рабочего места до двери лестничной клетки, при плотности потока эвакуирующихся до трех человек на м2 допускается 60 м, что, в данном случае, обуславливает достаточность одной лестничной клетки. В здании три лифта.
Решение. Давление воздуха в вестибюле по предыдущему примеру принято 44.9 Па, расход воздуха через неплотности закрытой двери в вестибюле 1150 кгс/ч и расход через помещения 1-го этажа 340 кгс/ч.
Средний расход воздуха, уходящего через неплотности помещений наружу, по формуле (38):
Gcp = [1700 - 17 × (36 - 12)] × (9 - 1) = 10340 кгс/ч.
Расход воздуха, подаваемого в лифтовые шахты, по формуле (35):
Gш = 1150 + 340 + 10340 × 0.57 × 6/8 = 5910 кгс/ч.
Расход воздуха через двери эвакуационного выхода из здания, при площади дверей 1.2 × 2 = 2.4 м2 при прямом тамбуре по формуле (4):
Gдв = 2875 × 2.4 × 44.90.5 = 46235 кгс/ч.
Расход воздуха через дверь наружного перехода при ее площади 0.8 × 2 = 1.6 м2:
Gдв.6 = 2875 × 1.6 × 44,90.5 = 30820 кгс/ч.
Расход воздуха дли удаления дыма при ширине створок двери 0.9 м по табл. 2:
Gдм = 9960 + 8 × 250 = 11960 кгс/ч.
Общий расход воздуха в нижней части лестничной клетки:
Gоб = 46235 + 30820 + 10340 × 0.43 × 6/8 + 11960 = 92350 кгс/ч.
Расход воздуха через дверь наружного перехода на 7-м этаже:
Gдв.7 = 2875 × 44.90.5 × 1.6 = 30820 кгс/ч.
Расход воздуха через помещения 7, 8 и 9-го этажей и 3000 кгс/ч через решетку с клапаном в верхней части лестничной клетки с учетом расхода через дверь наружного перехода:
Gоб.в = 30820 +10340 × 0.43 × 3/8 + 3000 = 35490 кгс/ч.
Общий расход воздуха по зданию:
Gоб = 92350 + 35490 = 127840 кгс/ч.
Приточную систему следует рассчитать на производительность 127840/1.2 = 106500 м3/ч стандартного воздуха.
Вверх по лестничкой клетке, через ее основание площадью 12 м2 проходит расход воздуха, до рассечки:
30860 + 10340 × 0.43 × 6/8 = 34195 кгс/ч или 9.5 кгс/с,
при массовой скорости:
9.5/12 = 0.79 кгс/(с×м2).
Сопротивление движению воздуха по формуле (40) будет:
рк.н = DРс + 44.9 + 55 × 0.792 × (6 - 1)/1.423 = DРс + 166 Па.
Через основание верхней части лестничной клетки проходит:
30860 + 10340 × 3/8 + 3000* = 37740 кгс/ч или 10.5 кгс/с.
___________
* Освободить от случайно попавшего дыма в нижнюю часть лестничной клетки можно открыв двери наружного перехода в верхней части нижнего отсека.
Сопротивление движению воздуха в верхней части лестничной клетки по формуле (40), при массовой скорости воздуха 10.5/12 = 0.87 кгс/(с×м2) составит:
Р = DРс + 44.9 + 55 × 0.872 × (3 - 1)/1.423 = 105 Па.
Сопротивление движению воздуха по лифтовой шахте по формуле (41) будет:
Рш = DРс + 44.9 + 15 = DРс + 60 Па.