防烟楼梯间正压送风压力、风量设计计算书

2/2防烟楼梯间正压送风压力、风量设计计算书工程名称：某高层住宅防烟楼梯间正压送风系统设计依据：GB51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》计算日期：2026年05月10日一、设计基本参数与符号说明1.1建筑及楼梯间参数符号参数名称取值单位说明N楼层数18层防烟楼梯间服务层数H建筑高度54m层高3m（18层×3m=54m）b_s每层疏散门宽度1.0m单扇疏散门，符合住宅设计规范h_s每层疏散门高度2.1m标准疏散门高度F_d单扇门面积2.1m²F_d=b_s×h_s=1.0×2.1δ门缝宽度0.003m标准门缝宽度，无特殊密封措施L_s单扇门门缝周长6.2mL_s=2×(b_s+h_s)=2×(1.0+2.1)A_s单扇门门缝面积0.0186m²A_s=δ×L_s=0.003×6.2A_total楼梯间总门缝面积0.3348m²A_total=N×A_s=18×0.01861.2正压送风参数符号参数名称取值单位说明ΔP楼梯间与走道压差40Pa防烟楼梯间余压值，GB51251-2017要求40~50Pan压差法指数2-缝隙流动特性，完全湍流状态，规范推荐取2K漏风附加系数1.25-考虑未预见漏风（如管道接口、墙体缝隙），规范推荐1.25v_d门洞设计风速1.0m/s风速法取值，规范推荐0.7~1.2m/s，本计算取中间值1.0a背压系数0.8-根据门洞两侧压力影响，规范推荐取0.6~1.0b漏风附加率0.1-考虑门缝漏风附加，规范推荐取0.1~0.2n_d同时开启门层数2层根据GB51251-2017，楼层数N<20时取2层1.3空气物性及送风管道参数（用于压力计算）符号参数名称取值单位说明ρ空气密度1.2kg/m³标准状态（20℃，101.325kPa）下空气密度ν运动粘度15.06×10⁻⁶m²/s20℃空气运动粘度，用于湍流判断v_air风管设计风速12m/s竖井内送风干管风速，规范推荐≤15m/sL_duct最不利环路长度60m从屋顶风机至首层送风口总长（含水平及竖直段）二、正压送风量计算2.1压差法（门关闭时维持余压所需漏风量）2.1.1计算公式L2.1.2公式说明本公式依据GB51251-2017附录B，用于计算楼梯间所有门关闭时，为保持指定正压值所需提供的风量。其中：系数0.827为孔口流量系数（考虑缝隙流动特性），3600为单位转换系数（将秒流量转换为小时流量，单位m³/h）。2.1.3符号说明Lgap—压差法计算送风量（m³/hAtotal—总门缝有效漏风面积（m²ΔP—保持的压差（Pan—指数，对缝隙流动取2（完全湍流状态）K—漏风附加系数，取1.252.1.4参数代入与分步计算步骤1：确认总漏风面积（已在1.1中计算，复核）A步骤2：计算压差的1/n次方（n=2，即平方根）Δ步骤3：代入公式计算体积流量（单位：m³/s）L分步计算：1.计算0.3348×6.32456=2.11712.计算2.1171×0.827=1.75123.计算1.7512×1.25=2.1890m³/s步骤4：转换为小时流量（m³/h）L2.1.5结论压差法所需送风量Lgap=7880m³/h2.2风速法（门开启时保证门洞风速所需风量）2.2.1计算公式L2.2.2公式说明本公式适用于火灾时疏散门开启工况，核心目的是保证门洞处具有足够的临界风速，阻挡烟气侵入楼梯间。计算得出的风量需满足同时开启指定层数门洞的流速要求，符合GB51251-2017第3.4.1条规定。2.2.3符号说明Ldoor—风速法计算送风量（m³/hnd—同时开启门层数，取2Fd—单扇门面积（m²vd—门洞设计风速（m/sb—漏风附加率，取0.1a—背压系数，取0.82.2.4参数代入与分步计算步骤1：计算单层开启门洞所需风量（不考虑背压与漏风）Q步骤2：计入漏风附加率（考虑门缝额外漏风）Q步骤3：计入背压系数（门洞两侧压力差影响，需增大送风量）Q步骤4：乘以同时开启门层数（n_d=2层）L步骤5：转换为小时流量（m³/h）L2.2.5结论风速法所需送风量Ldoor=20790m³/h，该风量用于保证火灾时22.3设计送风量确定2.3.1比较与选取原则根据GB51251-2017第3.4.1条规定：防烟楼梯间加压送风量应取压差法与风速法计算结果的大值，同时需考虑系统风管漏风附加，确保火灾工况与正常工况均能满足设计要求。2.3.2计算结果汇总与选取压差法计算送风量：7880m³/h风速法计算送风量：20790m³/h取两者大值作为基础设计风量：L2.3.3系统漏风附加本系统采用金属风管，根据规范要求，系统漏风附加系数取1.05（非金属风管取1.10），计算风机所需风量：L2.3.4最终设计风量为便于风机选型，将计算值取整至百位，最终设计风量为：L三、正压送风压力计算3.1系统水力计算前提送风方式：屋顶风机垂直向下送风，竖井内设置常开百叶风口（每层一个），风口均匀布置。最不利环路为从风机出口至首层楼梯间送风口（距离最长、阻力最大）。已知条件：设计风量Ltotal=22000m³/h3.2风管截面积与尺寸确定3.2.1计算公式S3.2.2符号说明S—风管净截面积（m²）Ltotal—最终设计风量（m³/hvair—风管设计风速（m/s3.2.3参数代入与计算S结合风管施工便利性，选用矩形风管1000mm×550mm，实际截面积计算：S实际风速复核：v实际风速11.11m/s≤设计风速12m/s，满足规范要求，且在推荐风速范围内，避免风速过高产生噪音。3.2.4风管当量直径计算矩形风管当量直径（用于沿程阻力计算）公式：D式中：a=1.0m（风管长边），b=0.55m（风管短边）D3.3沿程阻力计算3.3.1计算公式（达西-魏斯巴赫公式）Δ3.3.2符号说明ΔPm—沿程阻力（λ—摩擦阻力系数，镀锌钢板风管取经验值0.019（符合规范推荐范围）L—最不利环路长度（m），取60mDe—风管当量直径（m），取ρ—空气密度（kg/m³），取1.2kg/m³v—风管实际风速（m/s），取11.11m/s3.3.3参数代入与分步计算步骤1：计算风管动压ρ步骤2：计算沿程阻力系数项λ步骤3：计算沿程阻力Δ3.4局部阻力计算3.4.1计算公式Δ3.4.2符号说明ΔPj—局部阻力（∑ζ—ρv22—风管动压（3.4.3局部阻力构件及系数取值构件名称个数单个ζ总ζ说明风机出口扩压管10.40.4渐扩管，减少风机出口阻力90°矩形弯头20.81.6带导流片，降低局部阻力变径（竖井连接）10.30.3渐缩变径，连接风机风管与竖井竖井至百叶风口三通11.01.0直通分流三通，首层送风口处常开百叶风口（每层）1（最不利点）1.51.5出口格栅，首层送风口防火阀10.50.570℃防火阀，风管内设置合计--5.3∑3.4.4计算过程将局部阻力系数总和与动压代入公式：Δ3.5系统总阻力及所需风机全压3.5.1计算公式P3.5.2补充说明ΔProom为楼梯间所需保证的正压值（3.5.3代入计算P3.5.4安全系数考虑考虑风管老化、过滤器轻微堵塞、施工偏差等未预见因素，取安全系数1.1，计算风机所需全压：P3.5.5最终风机全压为便于风机选型，将计算值取整至10Pa，最终风机全压为：P四、最终设计结论与风机参数4.1核心计算结果汇总项目符号计算值单位备注设计送风量L22000m³/h基于风速法（20790）×系统漏风附加系数1.05，取整至百位风机全压P610Pa含沿程阻力、局部阻力及余压要求，安全系数1.1，取整至10Pa4.2推荐风机选型参数风机类型：离心式消防专用加压送风机（轴流式亦可，需满足风压要求，优先选用低噪声型）风量：22000m³/h（允许偏差±5%）全压：≥610Pa（确保最不利环路阻力满足）转速：≤1450rpm（低噪声设计，避免影响建筑周边环境）电机功率：根据风机样本，约7.5~11kW（具体以厂家样本为准）安装位置：屋顶风机房（远离卧室等噪声敏感区域）控制要求：与火灾报警系统联动，火灾时自动启动；楼梯间压力超过50Pa时，开启旁通泄压阀，维持压力在40~50Pa范围内。4.3校核与规范符合性风量偏差：最终设计风量22000m³/h略大于风速法理论值20790m³/h，冗余量5.8%，符合GB51251-2017要求，确保火灾工况下风量充足。余压校核：最不利点（首层）送风百叶出口静压经系统阻力平衡后，可维持楼梯间与走道压差约40~45Pa，处于规范要求的40~50Pa范围内，满足防烟要求。压力计算闭合性：系统总阻力610Pa中已包含40Pa楼梯间正压，无需额外叠加，计算逻辑闭合，符合水力计算规范。风速校核：风管实际风速11.11m/s，小于设计风速12m/s，且在规范推荐的8~15m/s范围内，避免风速过高产生噪音和过大阻力。五、补充说明本计算书正压送风压力指风机出口全压，设计时应按实际管网特性曲线与风机性能曲线交点确认，确保风机在设计工况下稳定运行。若建筑设有余压监控系统