西安地區(qū)某高層建筑樓梯間自然通風(fēng)效果實(shí)測(cè)案例

西安地區(qū)某高層建筑樓梯間自然通風(fēng)效果實(shí)測(cè)案例1引言近些年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提高，在大中型城市中的高層建筑也如雨后春筍般出現(xiàn)。由于高層建筑其本身的特點(diǎn)，使其防火要求較一般建筑高出許多。自然通風(fēng)時(shí)高層建筑樓梯間內(nèi)的空氣流動(dòng)狀況主要受風(fēng)壓和熱壓的影響。本文主要研究在自然通風(fēng)狀況下高層建筑樓梯間內(nèi)的空氣流動(dòng)狀況，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)樓梯間內(nèi)風(fēng)速的測(cè)量來(lái)對(duì)樓梯間內(nèi)空氣流動(dòng)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。2測(cè)試方案2.1測(cè)試儀器熱球式電風(fēng)速計(jì)QDF-2A型(兩臺(tái))，通風(fēng)干濕球溫度計(jì)DHM2型(一臺(tái))，玻璃棒溫度計(jì)(0～50℃)(兩支)，激光測(cè)距儀(一臺(tái))，大氣壓力表(一個(gè))，卷尺(一個(gè))。2.2測(cè)試環(huán)境圖1高層建筑及其周?chē)矫娌季謭D本次實(shí)驗(yàn)對(duì)象為西安XXXX大學(xué)本部南院的一座高層家屬樓，鋼混結(jié)構(gòu)，建于2000年。建筑為南北方向，出口在北邊，共有二十四層，層高2.5m。大樓設(shè)兩部電梯，兩個(gè)單跑式樓梯。每層有住戶(hù)六戶(hù)，南部四戶(hù)、北部?jī)蓱?hù)，一樓設(shè)有傳達(dá)室。在此建筑周?chē)o(wú)別的高層建筑，在建筑的東邊是西安XXXX大學(xué)單元樓，高均為七層，北邊是六層高的臨街樓，西邊是三層高的學(xué)校教務(wù)處辦公大樓，南邊是一條路。建筑平面圖如圖1所示。此高層建筑的樓梯為單跑剪刀樓梯，如圖2所示。圖2單個(gè)樓梯結(jié)構(gòu)圖2.3測(cè)點(diǎn)布置由于要測(cè)量的是樓梯間門(mén)洞處的空氣流速，且門(mén)洞面積為2m×0.9m=1.8m2<4m2，所以在門(mén)洞處布置九個(gè)測(cè)點(diǎn)，如圖3所示：圖3測(cè)點(diǎn)的布置因?yàn)闃翘蓍g為單跑式剪刀樓梯間，兩個(gè)樓梯間完全隔離，因此只需選擇一個(gè)樓梯間進(jìn)行測(cè)量即可。2.4測(cè)試方法伙本方法需津要甲乙兩個(gè)人穴同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)潤(rùn)測(cè)試。需要測(cè)帥出室外溫度和醒樓梯間門(mén)洞處麗的空氣流速，馬溫度以及大氣悲壓力。在所有誼測(cè)得的數(shù)據(jù)中來(lái)，空氣流入樓評(píng)梯間時(shí)風(fēng)速為水正，流出為負(fù)其。方法一：竄先將二樓穿到二十四層樓亭梯間門(mén)全部關(guān)怒閉，打開(kāi)一層謙樓梯間門(mén)。甲罪在一樓，乙在考二十四樓。乙識(shí)從二十四樓向需下測(cè)量，測(cè)量熱時(shí)打開(kāi)被測(cè)層迫的樓梯間門(mén)，越測(cè)量完畢就將忽該層樓梯間門(mén)得關(guān)閉，保證測(cè)立試時(shí)樓梯間只優(yōu)有兩層的樓梯怠門(mén)開(kāi)著。為?？蛔C工況一致，反兩人同時(shí)開(kāi)始趙測(cè)量，乙誘每疏5mi景n賓測(cè)量一層樓，免甲在一樓測(cè)量滅，測(cè)量時(shí)間間趁隔也稀為籌5mi扁n陳。方法二：橋?qū)⒍娜f(wàn)層樓梯間門(mén)全告部打開(kāi)，甲乙吐同時(shí)從一樓和第第二十四樓向杠中間樓層測(cè)量像，測(cè)量時(shí)間間黃隔逗為航5mi象n廈，每人測(cè)十二煮層。最理想的笨方法應(yīng)該是在辣每一層都有一衡個(gè)人篩，堵2值4深人同時(shí)進(jìn)行測(cè)蒼量。由于參與萍實(shí)驗(yàn)的人員和甚設(shè)備有限，無(wú)連法按最理想的調(diào)方案進(jìn)行測(cè)試碰。考慮到在下估午的這段時(shí)間翅內(nèi)室外狀況不巾會(huì)有太大的變雷化，狀態(tài)參數(shù)盜可以看作沒(méi)有扭變化，可以近籮似地認(rèn)為是在挪同一時(shí)刻得到德的數(shù)據(jù)。用宏釋3次刑測(cè)試結(jié)果及分蹲析板唱溪3.1百在方法一拴用該方法瞧在室外溫度較閣高歲的廳6堂月揀1冷日進(jìn)行測(cè)試，司現(xiàn)象較為明顯倆，且該方案只邪打開(kāi)兩扇樓梯絹間門(mén)受到的干串?dāng)_較少，故只疊測(cè)量了一組數(shù)蠶據(jù)。測(cè)試結(jié)果晨如跪圖花4有、韻圖罷5削所示：鋸施圖藍(lán)4型愛(ài)樓梯間門(mén)洞處李風(fēng)速隨測(cè)量時(shí)必間的變化解從扣圖映4委可以看出在第穴一層空氣一直獨(dú)向外流，而二曲十四層往下基謊本向內(nèi)流。這兼是由于室外溫歌度握(奇28.9診℃叮)綱高于樓梯間內(nèi)開(kāi)部的平均溫撤度閥(社27.2踏℃寧)予，樓梯間內(nèi)冷鋤空氣下沉，導(dǎo)調(diào)致室外熱空氣它從教建筑充上部進(jìn)入，從飛而形成了倒煙暫囪效應(yīng)。還可逃以看出在一層宵附近的第二、便四、五層也出太現(xiàn)了向外流的齒現(xiàn)象，這可能污是由于惕建筑讓物上部的樓梯組間門(mén)密封不嚴(yán)葬有空氣漏入，夕向下運(yùn)動(dòng)從第銅二、四、五層授的樓梯間門(mén)洞燃排出。隨著測(cè)攏試樓層的不斷杯降低，測(cè)得風(fēng)冬速逐漸減小，著這是進(jìn)排風(fēng)口趙之間垂直距離窗減小所致。該丈圖說(shuō)明當(dāng)室外謎溫度高于樓梯喇間內(nèi)溫度時(shí)，鞠樓梯間內(nèi)自然舌通風(fēng)氣流方向忽向下，且隨著舊進(jìn)排風(fēng)口高度睡差的減小自然惡通風(fēng)的強(qiáng)度也喘逐漸減小。漸從船圖掀5火可以看出，樓寧梯間門(mén)洞處的撓溫度隨樓層的叼升高而升高。哪因?yàn)楦娼ㄖ锸艿教?yáng)輻屠射的作用，上恭部熱、下部冷愿，且室外溫度狠較高的空氣從誰(shuí)樓梯間上部開(kāi)鷹口流入也使大建筑伶物上部的溫度脾較壩高串;夸而一層樓梯間卸門(mén)洞處的溫度芒基本上沒(méi)有變什化。訪(fǎng)章圖恭5劇鄙樓梯間溫度隨貝測(cè)量時(shí)間的變蓬化映用此方法每在降5辱月橡2次0魚(yú)、備2越3拾、螺2硬4掩、昏2催5肆、量2兔6爭(zhēng)、象2淺7它日分別進(jìn)行測(cè)虎試，測(cè)得的實(shí)窮驗(yàn)數(shù)據(jù)舒共鈔6銹組，測(cè)試結(jié)果聾如朋圖銳6普～末1眾1掏所示：雷碧圖魄6餅惕風(fēng)速、溫度隨童樓層數(shù)的變化苗繩圖判7暴床風(fēng)速、溫度隨惠樓層數(shù)的變化響圖獻(xiàn)8西枕風(fēng)速、溫度隨值樓層數(shù)的變化爸下圖鑄9編夠風(fēng)速、溫度隨跟樓層數(shù)的變化頌紗圖瓣10化膚風(fēng)速、溫度隨帥樓層數(shù)的變化恥狼圖令11碗杠風(fēng)速、溫度隨洋樓層數(shù)的變化立戴表鼠1厚賓樓梯間內(nèi)外溫磨度比較劃骨從以上犯圖蛙6令～多1坊1僻和您表漠1喝可以看出，在朝已經(jīng)快要進(jìn)入莫夏季的五月份書(shū)，腦2醫(yī)0鐘日的情況比較煎特殊。這是因斤為佛2反0貧日天氣狀況比敗較差，室外溫辱度很低，右為遭20.50餅℃廣，比樓梯間內(nèi)發(fā)溫度低?？諝庀墢哪辖ㄖj底部流入，從挖建筑枝上部流出，形隸成了煙囪效應(yīng)蛛。在其他測(cè)量化時(shí)間內(nèi)，因?yàn)樗褪彝鉁囟容^高獨(dú)，所以空氣基粒本在樓梯間內(nèi)盜為向下流動(dòng)，舌而且從所有的品圖可以看出：冶風(fēng)向的變化一圍般發(fā)生鄙在勸4隊(duì)～挨7深層，就是通常惱所說(shuō)的中和面抽的位置。理論寄上講在室外溫虜度高于室內(nèi)溫早度時(shí)，中和面駱以上空氣流入弟樓梯間，中和劃面以下空氣流垃出樓梯圓間蔑;蹤室外溫度低于母室內(nèi)溫度時(shí)則如相反。而實(shí)際次測(cè)量的每組數(shù)父據(jù)中均有一些涉樓層與理論不涼一致，考如形2繳3木日的壩第晶1值2宇、撐1遞5豬層廢，聞2參4慰日的材第托1槳8薄、外2贊2冠層巾，扎2眉5腳日濟(jì)和虎2碼6降日的豪第贈(zèng)1岔5橋?qū)有?，誤2凝7賓日題的船1帶2動(dòng)、寧1究6偽、跳1茂9巷層，其風(fēng)速均純?yōu)樨?fù)，即空氣咸向外流。這是航因?yàn)樵谀峤ㄖ嫔喜渴彝怙L(fēng)速嗽比較大，空氣聲通過(guò)陽(yáng)臺(tái)進(jìn)入造樓梯間，沿樓禍梯間向下流動(dòng)箱，在流動(dòng)過(guò)程控中當(dāng)某一層室兆內(nèi)靜壓大于室庭外的靜壓力時(shí)撲，一部分氣流驅(qū)就會(huì)從該層樓丹梯間的門(mén)洞流翠出，此后樓梯痰間內(nèi)的氣流靜角壓力有所下降塌。這一現(xiàn)象可罩以在氣流沿樓狀梯間向下運(yùn)動(dòng)萍的過(guò)程中反復(fù)滲出現(xiàn)。中和面漁以下的風(fēng)速不驟太穩(wěn)定是因?yàn)榱?xí)在高層?jì)D建筑先四周分布著許繩多多層霞建筑辰，而且距離高糧層六建筑視很近，這些酒建筑胃的高度剛好與暖高層住宅樓的碗第六層平齊，突前面提到過(guò)綜玻合樓就在高層牧住宅的正北方魯，而西安地區(qū)展夏季的主導(dǎo)風(fēng)沿向是東北風(fēng)，戚因此在中和面梨以下，風(fēng)速受臨到周?chē)航ㄖw的影響變化比方較大，不穩(wěn)定嶼性較高。由此奶可以看出風(fēng)壓報(bào)的作用也是影盾響自然通風(fēng)的臉一個(gè)非常重要出的因素。4結(jié)論握通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)品實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在怕高層紗建筑輛中樓梯間內(nèi)隨殲著高度的變化為空氣流動(dòng)變化辜比較大，而且攏在高層災(zāi)建筑續(xù)中隨著樓層的雖升高，樓梯間蟻內(nèi)的空氣溫度慘也隨之升塌高艦;燃在夏季的高層早建筑燃中，室外氣溫貫高于室內(nèi)空氣跡溫度，空氣沿打樓梯間從上部圓向下流，從鑒建筑車(chē)底部流出，在抓流動(dòng)的過(guò)程中固使樓梯間內(nèi)空更氣溫度逐漸降曠低置;適從樓梯間流出島的低溫空氣進(jìn)臘入畫(huà)電梯紫前室，增加了則通風(fēng)換氣