排烟风机的计算
排烟风机的计算涉及风量、风压、功率等关键参数，需根据规范（如《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251）和实际需求进行。以下是详细步骤和要点：
1. 计算排烟风量
排烟风量通常由防烟分区面积或空间体积决定，具体依据规范要求：
（1）按面积计算
- 适用场景：公共建筑、工业建筑等。
- 公式：
( Q = 60 \times A \times v )- ( Q )：排烟风量（m³/h）
- ( A )：防烟分区面积（㎡）
- ( v )：排烟口风速（通常取 1.0 m/s，机械排烟时不宜＞10 m/s）
示例：
某防烟分区面积500㎡，则最小风量：
( Q = 60 \times 500 \times 1.0 = 30,000 \, \text{m}³/\text{h} )
（2）按空间换气次数计算
- 适用场景：中庭、车库、仓库等。
- 换气次数（依据GB51251）：
- 车库：6次/h
- 中庭：4~6次/h
- 其他场所参考规范。
- 公式：
( Q = n \times V )- ( V )：空间体积（m³）
- ( n )：换气次数（次/h）
示例：
车库体积10,000m³，则风量：
( Q = 6 \times 10,000 = 60,000 \, \text{m}³/\text{h} )
（3）最小风量限制
- 排烟风机风量不应小于 7,200 m³/h（GB51251规定）。
2. 计算系统风压（全压）
风压需克服管道阻力（沿程阻力+局部阻力）和排烟口所需压力。
（1）沿程阻力（摩擦阻力）
- 公式：
( \Delta P_1 = \lambda \times \frac{L}{D} \times \frac{\rho v^2}{2} )- ( \lambda )：摩擦系数（与管道材质有关）
- ( L )：管道长度（m）
- ( D )：管道直径（m）
- ( \rho )：空气密度（通常取1.2 kg/m³）
- ( v )：管道内风速（m/s）
（2）局部阻力（弯头、阀门等）
- 公式：
( \Delta P_2 = \xi \times \frac{\rho v^2}{2} )- ( \xi )：局部阻力系数（查表）
（3）总风压
( P = \Delta P_1 + \Delta P_2 + \text{排烟口压力} )
- 排烟口一般需 20~50 Pa 余压。
- 估算参考：
- 简单系统：300~500 Pa
- 复杂系统（长管道、多弯头）：600~1000 Pa
3. 风机功率估算
- 公式：
( N = \frac{Q \times P}{3600 \times \eta \times K} )- ( N )：功率（kW）
- ( Q )：风量（m³/h）
- ( P )：全压（Pa）
- ( \eta )：风机效率（通常取0.5~0.8）
- ( K )：电机安全系数（1.1~1.3）
示例：
风量30,000 m³/h，风压500 Pa，效率0.7：
( N = \frac{30,000 \times 500}{3600 \times 0.7 \times 1.2} \approx 9.92 \, \text{kW} )
（可选11 kW电机）
4. 关键规范要求
-
风速限制：
- 金属管道：≤20 m/s
- 非金属管道：≤15 m/s
- 排烟口风速：≤10 m/s
-
耐高温性能：
- 风机需在280℃下连续运行≥30分钟（GB51251）。
-
联动控制：
- 火灾时自动启动，并与报警系统联动。
5. 计算示例
场景：某商场防烟分区面积800㎡，管道长度50m，3个90°弯头（( \xi = 0.3 )），管道直径0.5m，风速10 m/s。
- 风量：
( Q = 60 \times 800 \times 1.0 = 48,000 \, \text{m}³/\text{h} ) - 沿程阻力（假设( \lambda = 0.02 )）：
( \Delta P_1 = 0.02 \times \frac{50}{0.5} \times \frac{1.2 \times 10^2}{2} = 120 \, \text{Pa} ) - 局部阻力：
( \Delta P_2 = 3 \times 0.3 \times \frac{1.2 \times 10^2}{2} = 54 \, \text{Pa} ) - 总风压：
( P = 120 + 54 + 30 \, \text{（余压）} = 204 \, \text{Pa} )（实际需增加安全系数，取300 Pa）
总结
- 风量：按面积或换气次数计算，取较大值。
- 风压：根据管道阻力+余压确定，复杂系统需详细计算。
- 选型：选择耐高温风机，功率需留有余量。
- 验证：最终需符合GB51251等规范要求，必要时由专业工程师审核。
建议使用专业软件（如CFD模拟）或咨询消防设计单位进行详细设计。
