Расчет подпора воздуха в лестничные клетки типа Н2 определяет расход воздуха для подачи в незадымляемые лестничные клетки типа Н2 (по п. 7.14в СП 7.13130). Учитываются утечки через неплотности дверей на всех этажах, инфильтрация через оконные проемы, расход через открытый проем на этаже пожара и истечение через наружный выход. Методика — по МД.137-13.
Расчет выполняется по МД.137-13. Внутри расчета шесть типовых схем лестничных клеток: у наружных стен с обособленным выходом, через вестибюль, в центральном ядре, подземная и комбинированная. Каждый тип определяет набор активных полей и используемые формулы.
Граница с расчетом тамбур-шлюзов. Для лестничных клеток типа Н3 (со входом через тамбур-шлюз) используется расчет подпора воздуха в тамбур-шлюзы, а не этот расчет.
Что рассчитывается#
- Основной результат — расход воздуха \(G_{sn}\), кг/с, подача вентилятора \(L_v\), м³/ч, и приведенное статическое давление \(P_{sv}\), Па.
- Поэтажный расчет — для каждого этажа рассчитываются давление в лестничной клетке, скорость воздуха, утечки через двери и окна, а также итоговый расход на этаже.
- Характеристики вентилятора — подача и статическое давление, необходимые для обеспечения подпора с учетом высоты лестничной клетки, потерь в обвязке и гравитационного напора.
Исходные данные#
Тип лестничной клетки#
- Тип 1: примыкающие к наружным ограждающим конструкциям с устройством обособленного наружного выхода, с отсутствием внутренней связи на уровне нижнего надземного этажа.
- Тип 2: примыкающие к наружным ограждающим конструкциям с обособленным наружным выходом, при дополнительном сообщении с холлами нижнего этажа через тамбур-шлюзы с автономным подпором.
- Тип 3: примыкающие к наружным ограждающим конструкциям с обособленным наружным выходом, с устройством поэтажных выходов через тамбур-шлюзы с автономным подпором.
- Тип 4: примыкающие к наружным ограждающим конструкциям с обособленным наружным выходом, при дополнительном выходе в лестничную клетку из вестибюля через одинарную дверь.
- Тип 5: расположенные в центральном ядре, имеющие изолированные наружные выходы.
- Тип 6 (подземные): расположенные в центральном ядре, не имеющие непосредственного выхода наружу, с устройством тамбур-шлюза с автономным подпором.
Город и климат#
- Город: выбирается из справочника.
- Температура наружного воздуха \(t_a\), °C: автоматически по городу.
- Плотность наружного воздуха \(\rho_a\), кг/м³: рассчитывается автоматически.
- Скорость ветра \(v_a\), м/с: автоматически по городу. Скрыто для типов 4–5.
- \(K_{aw}\), \(K_{aw0}\): коэффициенты ветрового напора по МД.137-13, по умолчанию 0,8 и −0,6. Скрыто для типов 4–5.
Параметры надземной части#
- Температура воздуха в помещениях здания \(t_r\), °C: по заданию на проектирование.
- \(T_r\), \(\rho_r\), \(T_s\), \(\rho_s\): температуры и плотности воздуха в помещениях и в защищаемых лестничных узлах. Рассчитываются автоматически.
Параметры здания#
- Количество этажей \(N\): по проекту.
- Высота 1-го этажа \(h_2\), м: от уровня планировочной отметки до отметки пола 2-го этажа.
- Глубина подземной части \(h_n\), м: отметка пола нижнего подземного этажа.
- Отметка пола −1 этажа \(h_{−1}\), м: относительно уровня пола нижнего надземного этажа.
- Высота типового этажа \(h_{эт}\), м: по архитектурным чертежам.
Двери лестничной клетки для наружного выхода#
- Высота двери (створки) наружного выхода \(h_{da}\), м: по архитектурным чертежам.
- Ширина двери (створки) наружного выхода \(b_{da}\), м: по архитектурным чертежам.
- Площадь двери (створки) наружного выхода \(F_{da}\), м²: рассчитывается автоматически.
- Количество последовательно расположенных дверей \(n\), шт: по проекту.
- Коэффициент местного сопротивления дверного проема \(\xi_d\): по умолчанию 2,44.
- Коэффициент местного сопротивления тамбура \(\xi_r\): 0 — прямой тамбур; 0,99 — прямоугольный тамбур; 2,9–4,0 — Z-образный угол.
Двери лестничной клетки внутренние#
- Тип двери: противопожарная (\(S_{d20} = 4417\)) или дымогазонепроницаемая (\(S_{d20} = 50\,000\)).
- \(S_d\), м³/кг: рассчитывается автоматически с учетом температуры.
- Высота двери типового этажа \(h_{di}\), м: по архитектурным чертежам.
- Ширина двери типового этажа \(b_{di}\), м: по архитектурным чертежам.
- Площадь двери типового этажа \(F_{di}\), м²: рассчитывается автоматически.
Двери тамбур-шлюзов на этажах#
- Высота двери тамбур-шлюза \(h_{d1}\), м: поле появляется только для типа 3 (поэтажные тамбур-шлюзы).
Параметры лестничной клетки#
- Коэффициент сопротивления лестничной клетки \(\xi_s\): по МД.137-13, по умолчанию 60.
- Площадь горизонтальной проекции маршей и площадок \(F_s\), м²: по архитектурным чертежам.
- Коэффициент сопротивления маршей \(z\): по умолчанию 1. Скрыт для типов 4–5.
Параметры оконных проемов#
- Площадь оконного проема на этаже \(F_w\), м²: по архитектурным чертежам.
- Сопротивление воздухопроницанию заполнений оконных проемов \(R_n\), м²ч/кг: класс A (1,299), Б (0,433), В (0,229), Г (0,144), Д (0,078).
Определение массового расхода воздуха через открытые дверные проемы при пожаре#
- Массовый расход удаляемых продуктов горения \(G_{sm}\), кг/с: из расчета вытяжной ПДВ.
- Фактическое количество лестничных клеток \(p\): имеющих выходы в тот же коридор (помещение) того же этажа и защищаемых приточной ПДВ.
- \(q\): 1 при \(p = 1\), иначе \(p - 1\).
- Массовый расход воздуха, поступающий через открытый дверной проем \(G_{s_n}\), кг/с: \(G_{sm} / q\).
Расчетная часть#
- Внутреннее давление на уровне геометрического центра двери ЛК \(P_s\), Па: рассчитывается автоматически.
- Расчетный массовый расход воздуха \(G_s\), кг/с: \(max(G_{sa}, G_{s_n})\) для типов 1, 3, 4, 6.
- Массовый расход воздуха, истекающий через наружный выход \(G_{sa}\), кг/с: рассчитывается автоматически.
Обвязка и вентилятор#
- Суммарные потери давления в обвязке вентилятора \(P_{ds}\), Па: по аэродинамическому расчету.
- Массовый расход воздуха, подаваемый в лестничную клетку \(G_{sN}\), кг/с: итоговое поле.
- Давление в оголовке лестничной клетки \(P_{sN}\), Па: итоговое поле.
- Высота лестничной клетки \(h_{sN}\), м: между уровнями нижнего и верхнего этажей.
- Разность отметок \(h_{0s}\), м: между приемным устройством наружного воздуха и оголовком ЛК.
Как выглядит расчет#
Экран расчета с выбором типа лестничной клетки (1–6), вводом климатических параметров, геометрии здания, параметров дверей и окон, поэтажной таблицей утечек и характеристиками вентилятора.
Рабочий порядок#
Выберите режим и тип лестничной клетки#
Надземная или подземная. Тип определяет набор активных полей: у наружных стен с выходом наружу — тип 1–3, через вестибюль — тип 4, центральное ядро — тип 5, подземная — тип 6.
Заполните климатические параметры#
Город определяет температуру, плотность и скорость ветра. Для типов 4–5 ветровые параметры скрыты.
Введите параметры здания#
Количество этажей, высоту 1-го этажа, глубину подземной части, высоту типового этажа.
Задайте параметры дверей наружного выхода#
Высоту, ширину, количество последовательно расположенных дверей, коэффициенты сопротивления.
Задайте параметры внутренних дверей лестничной клетки#
Тип двери (противопожарная или дымогазонепроницаемая), размеры дверей типового этажа.
Укажите параметры оконных проемов, если применимо#
Площадь оконного проема на этаже и класс сопротивления воздухопроницанию.
Введите расход дыма и количество лестничных клеток#
Расход дыма берется из расчета вытяжной ПДВ. Программа определит расход через открытый проем \(G_{s_n}\).
Проверьте результаты#
Программа рассчитает давление \(P_s\), расход через наружный выход \(G_{sa}\), поэтажные утечки и итоговый расход \(G_{sn}\).
Сформируйте отчет#
Если расчет подтвержден, нажмите кнопку «Сформировать отчет», а затем при необходимости переходите к подбору оборудования.
Расчетные зависимости (справочно)#
Давление в лестничной клетке \(P_s\)#
| Типы | Формула | Пояснение |
|---|---|---|
| 1–3 | \(P_s = 20 - g(h_2 + 0{,}5 h_{di})(\rho_s - \rho_r) + 0{,}25(K_{aw} - K_{aw0})\rho_a v_a^2\) | С ветровым напором. |
| 4–5 | \(P_s = 20 - g(h_2 + 0{,}5 h_{di})(\rho_s - \rho_r)\) | Без ветра. |
| 6 | \(P_s = 20 + g(-0{,}5 h_{di})(\rho_s - \rho_r)\) | Подземная, без \(h_2\). |
Расход через наружный выход \(G_{sa}\)#
| Типы | Формула | Пояснение |
|---|---|---|
| 1, 2, 4 | \(G_{sa} = \sqrt{\frac{2\rho_s}{\frac{n\xi_d + \xi_r + 1}{F_{da}^2} + \frac{\xi_s z}{F_s^2}} \cdot \bigl(P_s + 0{,}25(K_{aw}-K_{aw0})\rho_a v_a^2 + 0{,}5 g h_{da}(\rho_a - \rho_s)\bigr)}\) | Для типа 4 ветровая часть = 0. |
| 3 | \(G_{sa} = \sqrt{\frac{2\rho_s}{\frac{n\xi_d + \xi_r + 1}{F_{da}^2}} \cdot \bigl(P_s + 0{,}25(K_{aw}-K_{aw0})\rho_a v_a^2 + 0{,}5 g h_{da}(\rho_a - \rho_s)\bigr)}\) | Без члена \(\xi_s z / F_s^2\). |
| 5, 6 | \(G_{sa} = 0\) | Нет наружного выхода. |
Расчетный расход \(G_s\)#
| Типы | Правило |
|---|---|
| 1, 3, 4, 6 | \(G_s = \max(G_{sa},\, G_{s_n})\) |
| 2 | \(G_s = G_{sa}\) |
| 5 | \(G_s = G_{s_n}\) |
Поэтажные утечки#
| Типы | Утечки через двери \(\Delta G_{sd}\) | Утечки через окна \(\Delta G_{sw}\) |
|---|---|---|
| 1–3 | \(\Delta G_{sd,i} = \frac{F_{di}}{\sqrt{S_d}} \sqrt{P_{s,i} + g(h_i + 0{,}5 h_{di})(\rho_s - \rho_r) - 0{,}25(K_{aw}-K_{aw0})\rho_a v_a^2}\) | \(\Delta G_{sw,i} = \frac{6 \cdot 10^{-5} F_w}{R_n} \bigl(P_{s,i} + g(h_i + 0{,}5 h_{di})(\rho_s - \rho_r)\bigr)^{0{,}67}\) |
| 4–5 | Та же формула, но без ветрового члена | Нет. |
| 6 | \(\Delta G_{sd,i} = \frac{F_{di}}{\sqrt{S_d}} \sqrt{P_{s,i} + g(h_n - (h_i + 0{,}5 h_{di}))(\rho_{s,\text{п}} - \rho_{r,\text{п}})}\) | Нет. |
Итерационный пересчет давления. \(P_{s,i+1} = P_{s,i} + dP_{d,i}\), где \(dP_d\) — потери давления от движения воздуха по лестничной клетке. Таблица строится снизу вверх.
Характеристика вентилятора#
| Зависимость | Что определяет |
|---|---|
| \(L_v = \left\lceil \frac{3600 \cdot G_{sn}}{\rho_a} \right\rceil_{50}\) | Подача вентилятора (м³/ч), округление вверх до кратного 50. |
| \(P_{sv} = \frac{1{,}2}{\rho_a} \cdot \bigl(P_{sN} + g \cdot h_{sN}(\rho_a - \rho_s) + g \cdot h_{0s}(\rho_a - \rho_r) + P_{ds}\bigr)\) | Приведенное статическое давление (Па), округление вверх до кратного 10. |
Литература#
[1] МД.137-13 «Расчетное определение основных параметров противодымной вентиляции зданий: методические рекомендации».
ВНИИПО МЧС России.
[2] СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности».
с изменениями.
[3] СП 131.13330 «Строительная климатология».
Расчетные параметры наружного воздуха.