門斗、防護門斗與樓梯間前室的暖通設計

張 遲

（神華工程技術有限公司安徽分公司，安徽合肥 230009）

1 門斗、防護門斗與樓梯間前室

門斗是指建筑物入口處兩道門之間的空間，通常以墻支撐頂蓋，起分隔、擋風、御寒等作用的過渡性建筑空間。

GB 50016—2014《建筑設計防火規范（2018 年版）》中寫道：有爆炸危險區域內的樓梯間、室外樓梯或有爆炸危險的區域與相鄰區域相連通處，應設置門斗等防護措施。這個門斗不是通常意義上說的那種擋風御寒的門斗，而是防護門斗。防護門斗在GB 51283—2020《精細化工企業工程設計防火標準》中的定義為：設有正壓送風，用防火隔墻分隔，能防止火災蔓延、緩沖爆炸沖擊波及限制爆炸性物質擴散的使用空間。

樓梯間前室是設置在人流進入消防電梯、防煙樓梯間或者沒有自然通風的封閉樓梯間之前的過渡空間，設于消防電梯出口處供人員通行、疏散用的小房間，或設于防煙樓梯間進口處防止火災煙氣進入防煙樓梯間的小房間。

由以上定義可以看出，門斗、防護門斗與樓梯間前室的作用是不同的：①門斗指的是北方建筑物大門外設置的小房間，防止在打開外門時冷、熱空氣直接侵入室內，有利于空調和采暖節能；②防護門斗用來阻隔爆炸性氣體及隔離爆炸危險；③前室用來阻隔火災時的煙氣。簡單來說就是，門斗防寒，防護門斗防爆，前室防煙。于是在暖通設計當中，門斗、防護門斗、前室的設計也各有不同。

2 暖通設計

2.1 門斗的暖通設計

門斗原是東北地區的居民在房門前安設的一種防寒設施，每到嚴冬就將門斗安裝在正房門前，與外門連接用來擋住寒風，這是一種保暖的方式。但是在南方地區，門斗這種防寒保暖的小房間就很少見。不論是南方還是北方，夏季空調制冷，冬季由空調或采暖設備供暖，設置門斗是一種非常好的節能環保措施。由于商場等公共建筑人流量非常大，人流出入開關門會對建筑內空調或采暖冷、熱量造成較大損失，南方的建筑一般會采用風幕來減少空調負荷的損失。相對于門斗，風幕（包括冷、熱空氣風幕）使用于寸土寸金的大城市里，雖然增加了耗電量，但是提高了土地的利用率?，F在節能環保的要求越來越高、越來越嚴，很多新建的大型公共建筑紛紛開始設置門斗，同時也采取了風幕，這樣可以大大減少室內冷氣、暖氣的損失，降低空調、采暖等措施的能量使用，達到節能減排的目的。

2.2 防護門斗的暖通設計

防護門斗通常用在有爆炸危險的工業建筑中，設在爆炸危險區域與非爆炸危險區域之間，阻隔爆炸性氣體或爆炸危險，在暖通設計上要給防護門斗設計正壓通風。在HG/T 20698—2009《化工采暖通風與空氣調節設計規范》中對正壓通風做了較為詳細的規定：采風口應設在爆炸危險區以外，且應保證進風清潔；正壓送風系統應設置備用風機，但不屬于消防負荷，應設計門斗或門廊。供隔離爆炸危險區域的門斗、門廊或小室，應設計維持不低于30 Pa 的正壓送風。

圖1 為典型的設在屋頂的正壓送風機房的暖通設計。由于整個建筑物都是爆炸危險區域，爆炸區域是廠房四周15 m，若從四周低處取風，需設外管架從建筑物外15 m 取風。當周邊都是甲乙類建筑物時，取風口還需要設置在很遠的地方。某項目周圍都是爆炸危險區域，風管沿著外管廊鋪設了150 m 才在非爆炸危險區域設置了取風口。此項目考慮到釋放源重于空氣，正壓送風系統的采風可從高處引風。釋放源點按屋面考慮，正壓送風的取風點至少高于屋面7.5 m，此項目的取風點設在樓頂以上8 m處，但是需要結構專業考慮風管的支撐、電氣專業考慮風管的防雷接地。本項目的防護門斗正壓控制在30～50 Pa，門斗的兩道門不能同時開啟。門斗設置正壓指示儀表及失壓報警裝置，且與風機聯鎖。當室內壓力＜25 Pa 持續1 min 后應發出報警信號，并使備用風機自動運行。

圖1 正壓送風機房暖通設計

某非典型的正壓送風機房的暖通設計：采用防爆多效空氣凈化機替代正壓送風機。由于是在爆炸危險區域取風，取來的空氣不能滿足清潔要求，于是設計了多效空氣凈化機，凈化機中含有初效過濾器、中效過濾器、吸附劑、防爆風機、風量調節閥等部件。通過這個空氣凈化機后，非清潔空氣就可以達到送風的要求。但是由于凈化機中的過濾器、吸附劑在一定時間后就會失效，所以在正壓室內需設空氣檢測儀，時刻監測送進來的空氣是否滿足要求。當送進來的空氣達不到要求后就要更換空氣凈化機中的過濾器及吸附劑。

這兩個方案比較以后，可以發現圖1 設計的方案更經濟合理，而且更符合規范的要求。防護門斗的正壓送風沒有規定需設機房，但一般考慮到風機的檢修、保護及噪聲等問題，在有條件的情況下還是會給正壓送風風機設置機房。

2.3 樓梯間前室的暖通設計

近年來建筑火災越來越多，發生建筑火災時空氣中會存在煙粒子，而帶有煙粒子的氣體被稱為煙氣。煙氣中通常含有一定的有毒氣體，如一氧化碳、二氧化硫等，建筑裝修中使用的高分子材料也會因燃燒產生大量的有害物質。大量火災調查研究表明，煙氣是導致建筑火災人員傷亡的主要原因，建筑內防排煙設施為安全疏散、消防撲救創造條件，還可以控制火勢蔓延。防煙系統通過采用自然通風方式，防止火災煙氣在樓梯間、前室、避難層（間）等空間內積聚，或通過采用機械加壓送風方式阻止火災煙氣侵入樓梯間、前室、避難層（間）等空間的系統，防煙系統分為自然通風系統和機械加壓送風系統。于是樓梯間前室也有兩種設計：自然通風防煙設計和機械加壓送風防煙設計。

根據GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統技術標準》中防煙系統設計的規定：建筑高度＞50 m 的公共建筑、工業建筑和建筑高度＞100 m 的住宅建筑，其防煙樓梯間、獨立前室、共用前室、合用前室及消防電梯前室應采用機械加壓送風系統；建筑高度≤50 m 的公共建筑、工業建筑和建筑高度≤100 m 的住宅建筑，其防煙樓梯間、獨立前室、共用前室、合用前室（除共用前室與消防電梯前室合用外）及消防電梯前室應采用自然通風系統，當不能設置自然通風系統時，應采用機械加壓送風系統；建筑地下部分的防煙樓梯間前室及消防電梯前室，當無自然通風條件或自然通風不符合要求時，應采用機械加壓送風系統。

加壓送風機應設置在專用機房內，送風機房應符合現行國家標準GB 50016—2014《建筑設計防火規范》的規定。機械加壓系統的用電需采用消防負荷，應與火災自動報警系統聯動，其聯動控制應符合現行國家標準GB 50116—2013《火災自動報警系統設計規范》的有關規定。發生火災時，應能在15 s 內聯動開啟常閉加壓送風口和加壓送風機。

當前室采取自然通風時，獨立前室、消防電梯前室可開啟外窗或開口面積應≥2.0 m2，共用前室、合用前室應≥3.0 m2。

案例1：某項目的前室是防煙樓梯間前室與消防電梯前室合用的，此建筑為建筑高度64.5 m 的倒班宿舍樓，滿足GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統技術標準》中3.1.3 條款的建筑高度≤100 m 的住宅建筑，其防煙樓梯間及合用前室采用自然通風系統，且前室自然通風時，可開啟外窗面積≥3.0 m2。

案例2：圖2 為某辦公樓地下負一層的獨立前室（消防電梯此層不停），由于沒有外窗、無法自然通風，所以采用了機械加壓送風。在通風機房的西側做了一個排煙窗井，窗井由負一層直接與室外地坪連接，可以使負一層達到自然排煙的目的，同時也可以作為前室加壓送風的進風口。新鮮空氣經加壓送風機送入前室，在前室高處設置常閉多葉加壓送風口，火災時由消防控制中心聯動開啟著火層及其上下兩層的加壓送風口（本防煙系統里，此防煙風機只負責本層的消防防煙，故只開啟本層的加壓送風口）。并在獨立前室設置壓差計，使前室與走道之前的壓差保持為25～30 Pa，若壓力超出則由本防煙系統的旁路泄出。

圖2 建筑地下部分的防煙樓梯間前室防煙設計

本項目前室的機械加壓送風量計算如下。

開啟著火層樓梯間疏散門時，為保持走廊開向前室門洞處風速所需的送風量L1確定：每層開啟門的總斷面積Ak=1.5×2.1=3.15 m2；門洞斷面風速υ=0.6（A1/Ag+1）=0.6×[（1.0×2.1）÷（1.5×2.1）+1]=1 m/s；設計疏散門開啟的樓層數量，由于本系統只負責本層，N1=1；L1=Ak×υ×N1=3.15×1×1=3.15 m3/s。

送風閥門的總漏風量L3確定：單個送風閥門的面積Af=0.4 m2；漏風閥門的數量，由于本系統只負責本層，所以N3=0；L3=0.083×Af×N3=0.083×0.4×0=0 m3/s。

當樓梯間至獨立前室的門和獨立前室至走道的門同時開啟時，機械加壓送風量為：Ls=L1+L3=3.15+0=3.15 m3/s=11 340 m3/h。設計風量不應小于計算風量的1.2 倍，因此設計風量是11 340×1.2=136 08 m3/h。

故本系統選擇的排風風機風量為14 200 m3/h、全壓為490 Pa的軸流式消防排煙風機；風管為鍍鋅鋼板，風速≤20 m/s，風管尺寸為800 mm×320 mm；送風口的風速不宜＞7 m/s，常閉多葉加壓送風口的尺寸為1200 mm×600 mm。風管穿越送風機房處設70 ℃防火閥，火災時，防火閥70 ℃熔斷關閉，由消防控制室遠程控制關閉對應的加壓送風機。在加壓送風機出口設250 mm×160 mm 的旁通管，旁通管處設電動調節閥，在前室安裝壓差探測器，當前室與走道的相對壓差超過設定值，發出信號至電動調節閥控制器，開大電動調節閥；反之，則關小電動調節閥。

案例3：某建筑高度為120 m 的工業建筑正壓送風系統的項目。其防煙樓梯間與合用前室分別獨立設置機械加壓送風系統。地上17 層，地下1 層，地下一層僅有防煙樓梯間，無前室。為滿足GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統技術標準》中3.3.4 條款的要求，設置機械加壓送風系統的樓梯間的地上部分與地下部分，其加壓送風系統應分別獨立設置。3.3.6 條款關于加壓送風口設置要求：除直灌式加壓送風方式外，樓梯間宜每隔2～3層設1 個常開式百葉送風口；前室應每層設1 個常閉式加壓送風口，并應設手動開啟裝置。本建筑共設計了6 套加壓送風系統：地下一層防煙樓梯間設1 套加壓送風系統；地上防煙樓梯間共設了3 套機械加壓送風系統（1～7 層為一個系統，在第2 層與第5 層各設置了常開式百葉送風口；8～12 層為一個系統，在第8 層與第11 層各設置了1 個常開式百葉送風口；13～17 層為一個系統，在第13 層與第16 層各設置了1 個常開式百葉送風口）；地上合用前室共設了2 套機械加壓送風系統（1～7 層為一個系統，8～17 層為一個系統，每層均設置1 個常閉多葉加壓送風口）。加壓送風機設置于送風機房內，其中F0001/樓梯間加壓送風機、F0005/前室加壓送風機設置于1#送風機房（EL±0.000層），F0002/樓梯間加壓送風機設置于2#送風機房（EL17.500層），F0003/樓梯間加壓送風機、F0006/前室加壓送風機設置于3#送風機房（EL42.000 層），F0004/樓梯間加壓送風機設置于4#送風機房（EL87.000 層）。

樓梯間防排煙控制：當發生火災時，由火災自動報警系統開啟所有樓梯間的全部樓梯間加壓送風機（F0001-F0004），并在現場設置手動開啟、復位裝置。樓梯間與走道之間的壓差為40～50 Pa，在加壓送風機出口旁通管處設電動調節閥，每層樓梯間安裝壓差探測器，當樓梯間與走道的相對壓差超過設定值，發出信號至電動調節閥，開大閥門；反之，則關小閥門。

前室防排煙控制：當發生火災時，由火災自動報警系統開啟著火層及其上、下層多葉加壓送風口（常閉），并聯動開啟相對應的樓梯間加壓送風機（F0005、F0006）。前室加壓送風防煙系統的余壓值為25～30 Pa。在加壓送風機出口旁通管處設電動調節閥，在每層前室安裝壓差探測器，當前室與走道的相對壓差超過設定值，發出信號至電動調節閥控制器，開大電動調節閥，反之則關小電動調節閥。

3 結束語

根據已有項目結合規范講解以上內容，可以大概了解門斗、防護門斗、樓梯間前室的暖通設計。根據門斗與前室的要求不同，不論是建筑、電氣還是暖通的設計都是不同的。