Подача воздуха в лестничные клетки

4.1.1. Для лестничных клеток надземной части, примыкающих к наружным ограждающим конструкциям с устройством обособленного наружного выхода, ввиду отсутствия внутренней связи на уровне нижнего (первого) этажа, избыточное давление воздуха на уровне вышележащего этажа должно составлять:

Р_{st 2} = Р_{r 2} + 20, (22)

где Р_{r 2} - давление воздуха, определяемое по зависимости (21), на уровне рассматриваемого этажа, Па.

При этом массовый расход воздуха, истекающего через наружный выход лестничной клетки, определяется зависимостью вида:

G_{st 1} = (μF)_экв1[2ρ _r (P_{st l} - Р_{wo 1})]^0,5,(23)

где (μF)_экв1 - эквивалентная площадь проемов в тамбуре наружного выхода, м²; P_{st 1} - давление в лестничной клетке на уровне наружного выхода, Па; P_{wo 1} - давление по зависимости (20) на уровне наружного выхода, Па.

Эквивалентная площадь проемов наружного выхода лестничной клетки соответствует выражению

(μF _экв1) = F (n x _d + x _r + 1)^-0,5,(24)

где F - площадь дверного проема, м²; п - количество проемов (дверей) наружного выхода; x _d, x _r - коэффициент местного сопротивления соответственно проема и тамбура наружного выхода.

Числовые значения коэффициентов местного сопротивления составляют:

x _d = 2,44;

x _r = 0 (для прямого тамбура);

x _r = 0,99 (для прямоугольного тамбура);

x _r = 2,9... 4,0 (для z -образного тамбура).

Массовый расход воздуха через открытый проем лестничной клетки на уровне второго этажа здания определяется по соотношению

G_{st 2} = G_sm / n,(25)

где G_sm - массовый расход удаляемых продуктов горения, определяемый по зависимостям (7) - (9), (17), (18) с учетом соотношений (10), (11); n - расчетное количество лестничных клеток, имеющих выходы в тот же коридор (помещение) того же этажа и защищаемых приточной противодымной вентиляцией (при одной лестничной клетке - n = 1, при двух и более лестничных клетках - n = m - 1, где m - фактическое количество лестничных клеток).

Если G_{st 2} > G_{st 1}, то на последующих этапах расчета принимается значение G_{st 2}, в противном случае дальнейший расчет осуществляется по значению G_{st 1}.

Последовательно определяемые для каждого вышележащего этажа давление и массовый расход воздуха соответствуют зависимостям:

P_{st (i +1)} = P_sti + x _st ρ _rV ² _sti /2; (26)

G_{st (i +1)} = G_sti + ΔG_{st (i +1)}, (27)

где P_sti, P_{st (i +1)} - давление в лестничной клетке на уровне ее i -го этажа и (i + 1)-го этажа, Па; x _st - коэффициент местного сопротивления лестничной клетки; V_sti - скорость воздуха на уровне i -го этажа лестничной клетки, м/с; G_sti, G_{st ( i + 1)} - массовый расход воздуха на уровне i -го и (i + 1)-го этажа лестничной клетки, кг/с; ΔG_{st ( i +1}) - утечки воздуха через неплотности проемов на уровне (i + 1)-го этажа лестничной клетки, кг/с.

Значение коэффициента сопротивления лестничной клетки может быть принято x _st = 60 (при отсутствии дополнительных данных в составе проектной документации).

Скорость воздуха на уровне i -го этажа лестничной клетки определяется соотношением вида:

V_sti = [ G_sti /(ρ _rF_st)],

где F_st - площадь сечения лестничной клетки, м².

Утечки воздуха через неплотности дверных проемов на уровне (i + 1)-го этажа лестничной клетки определяются зависимостью

ΔG_{std (i +1)} = F_{d (i +1)}[(P_{st (i +1)} - P_{r (i +1)}/ S_da ]^0,5,(28)

где S_da - удельное сопротивление воздухопроницанию закрытой двери, кг^-1 · м³; F_{d ( i +1)} - площадь дверей на (i + 1)-м этаже лестничной клетки, м².

При устройстве дымогазонепроницаемых дверей лестничной клетки утечки воздуха через них определяются зависимостью

ΔG_{std (i +1)} = F_{d (i +1)}[(P_{st (u +1)} - P_{r (i +1)}/ S_dsm ]^0,5, (29)

где S_dsm - удельное сопротивление дымогазопроницанию, кг^-1 · м³.

Значения характеристик удельного сопротивления воздухо- и дымогазопроницанию должны определяться в соответствии с техническими данными изделий (конструкций дверей, предусмотренных проектной документацией). Для расчетов меньшей точности могут быть приняты значения:

S_dsm = 50000 кг^-1 · м³.

где x _d ¹ - коэффициент сопротивления щели притвора дверей; l_d - длина щели, м; d _d - ширина щели, м.

Для указанных расчетов могут быть приняты значения: x _d ¹ = 4 (для одностворчатой двери), x _d ¹ = 8,76 (для двустворчатой двери), d _d = 1,5 · 10^-3 м, l_d определяется по периметру дверного полотна.

Утечки воздуха через оконный проем лестничной клетки на уровне (i + 1)-го этажа определяются зависимостью

0126S10-05189

(30)

где Р_{w ( i +1)} - давление на фасаде, принимается либо по зависимости (19), либо по формуле (20) в соответствии с проектным расположением лестничной клетки, Па; R_n - сопротивление воздухопроницанию заполнений оконных проемов, определяемое в соответствии с [10], м² · ч · Па/кг.

Суммарные утечки воздуха составляют:

ΔG_{st (i +1)} = ΔG_{std ( i +1)} + ΔG_{stw ( i +1)}.(31)

Расчет по зависимостям (22) - (31) должен проводиться до достижения верхнего этажа лестничной клетки: i = N, где N - порядковый номер верхнего этажа лестничной клетки. При этом избыточное давление воздуха в лестничной клетке не должно превышать максимально допустимое значение, равное 150 Па.

Если в ходе расчета величина Р_sti > 150 Па, то не выше уровня данного этажа лестничная клетка подлежит разделению рассечками на зоны. Для вышележащей зоны лестничной клетки должен быть проведен расчет в аналогичной последовательности без учета выброса воздуха через наружный выход нижнего этажа. Взамен конструктивного разделения лестничной клетки рассечками может быть предусмотрена распределенная подача воздуха в эту лестничную клетку на различных уровнях (этажах). Возможные для реализации варианты приведены на рис. 4.

а 0126S10-05189

б 0126S10-05189

Рис. 4. Схема распределенной подачи воздуха в лестничную клетку:

а - через канал - спутник и регулируемые решетки (клапаны); б - отдельными системами приточной противодымной вентиляции

4.1.2. Для лестничных клеток по п. 4.1.1 при дополнительном их сообщении с холлами, вестибюлями нижнего этажа, например, через тамбур-шлюзы, защищаемые автономными системами приточной противодымной вентиляции, рекомендованные выше последовательность и содержание расчетов остаются неизменными.

В случае устройства поэтажных выходов в подобные лестничные клетки через тамбур-шлюзы с аналогичной защитой последних приточной противодымной вентиляцией из изложенной выше последовательности расчета исключаются зависимости (28), (29).

Если взамен тамбур-шлюза при дополнительном выходе в такую же лестничную клетку из вестибюля, холла нижнего этажа предусмотрена одинарная дверь, то в последовательность и содержание расчета должны быть внесены следующие изменения:

зависимость (22) преобразуется посредством замены P_{st 2} на P_{st 1} и P_{r 2} на P_{r 1};

зависимость (23) дополняется слагаемым, учитывающим дополнительный выброс воздуха из лестничной клетки в холл, вестибюль.

4.1.3. Для лестничных клеток надземной части, расположенных в центральном ядре, изначально необходимо определить количество воздуха, выбрасываемого в холл, вестибюль нижнего этажа. В случае устройства тамбур-шлюзов, автономно защищаемых приточной противодымной вентиляцией и отделяющих указанные холл, вестибюль от таких лестничных клеток, расход воздуха в этих лестничных клетках на уровне нижнего этажа принимается равным нулю. В таком случае значение расхода воздуха на уровне второго этажа лестничной клетки рассчитывается по зависимости (25), и его величина, определенная таким образом, используется на последующих этапах расчета согласно зависимостям (26) - (31).

Если эти лестничные клетки сообщаются с холлом, вестибюлем нижнего этажа через одинарные дверные проемы, то расход воздуха определяется зависимостями (22) - (25). При этом значение F _экв1 определяется по зависимости (26) как для дверей тамбуров наружных выходов холла, вестибюля, так и для дополнительной двери лестничной клетки. С учетом отмеченных особенностей дальнейший расчет проводится согласно зависимостям (26) - (31).

4.1.4. Лестничные клетки подземной части выполняются, как правило, с непосредственным выходом наружу на уровне нижнего этажа надземной части здания.

Давление на уровне верхнего подземного этажа в данной лестничной клетке определяется зависимостью

P_{st -1} = 20 + qh _-1(ρ _a - ρ _ro), (32)

где h _-1 - глубина от уровня нулевой отметки (поверхности земли) до уровня центра дверного проема на данном этаже, м; ρ _a, ρ _ro - плотность воздуха при температуре соответственно T_a, T_ro, К.

Расход воздуха через наружный выход лестничной клетки определяется с использованием зависимостей (23), (24). Давление и расход воздуха на нижележащих этажах определяются последовательно согласно зависимостям (26) - (31) при исключении величин утечек воздуха по зависимости (30). При этом распределение давления по глубине подземной части (помещениям этой части) рассчитывается по зависимости

P_ri = qh_i (ρ _a - ρ _ro),(33)

где P_ri - давление на i -м этаже подземной части, Па; h_i -глубина от нулевого уровня (поверхности земли) до центра дверного проема лестничной клетки i -го этажа, м.

Массовый расход воздуха через открытый дверной проем лестничной клетки определяется на уровне нижнего этажа подземной части с использованием соотношения (25). Величина G_sm при этом рассчитывается по зависимостям (7), (17). Схема подачи воздуха в указанную лестничную клетку приведена на рис. 5, а.

При устройстве выхода из этой лестничной клетки в холл, вестибюль нижнего этажа надземной части здания требуется применять защищенный автономной противодымной вентиляцией тамбур-шлюз. В этом случае величина массового расхода воздуха по зависимости (23) приравнивается к нулю, а все остальные параметры определяются по зависимостям (7), (17), (26) - (29), (31).

а

0126S10-05189

б

0126S10-05189

Рис. 5. Схемы подачи воздуха в лестничные клетки (а) и в лифтовые шахты (б) подземной части здания