西安地区某高层建筑楼梯间自然通风效果实测分析.doc

西安地区某高层建筑楼梯间自然通风效果实测分析 (1) 2009-07-17 10:50:18??作者：李安桂 冯慧 范哲 高鸿??来源：互联网??浏览次数：58?? 　　以西安地区一实际高层建筑为例，通过现场实测，研究了在热压和风压共同作用下高层建筑楼梯间中和面的位置和空气流动状况，以及在热压单独作用下楼梯间的烟囱效应。基于对楼梯间门洞风速和温度的实测，分析了高层建筑楼梯间形成的烟囱效应现象，获得了室外气象条件影响楼梯间内自然通风效果的数据资料。 关键字：自然通风 [12篇] 楼梯间 [2篇] 烟囱效应 [1篇] 高层建筑 [4篇] 　　1 引言 　　近些年来随着国内经济实力的不断提高，在大中型城市中的高层建筑也如雨后春笋般出现。由于高层建筑其本身的特点，使其防火要求较一般建筑高出许多。自然通风时高层建筑楼梯间内的空气流动状况主要受风压和热压的影响。本文主要研究在自然通风状况下高层建筑楼梯间内的空气流动状况，通过实验对楼梯间内风速的测量来对楼梯间内空气流动状况进行评价。 　　2 测试方案 　　2.1 测试仪器 　　热球式电风速计QDF-2A型(两台)，通风干湿球温度计DHM2型(一台)，玻璃棒温度计(0～50)(两支)，激光测距仪(一台)，大气压力表(一个)，卷尺(一个)。 　　2.2 测试环境 　　图1 高层建筑及其周围平面布局图 　　本次实验对象为西安建筑科技大学本部南院的一座高层家属楼，钢混结构，建于2000年。建筑为南北方向，出口在北边，共有二十四层，层高2.5m。大楼设两部电梯，两个单跑式楼梯。每层有住户六户，南部四户、北部两户，一楼设有传达室。在此建筑周围并无别的高层建筑，在建筑的东边是西安建筑科技大学单元楼，高均为七层，北边是六层高的临街楼，西边是三层高的学校教务处办公大楼，南边是一条路。建筑平面图如图1所示。此高层建筑的楼梯为单跑剪刀楼梯，如图2所示。 　　图2 单个楼梯结构图 2.3 测点布置 　　由于要测量的是楼梯间门洞处的空气流速，且门洞面积为2m×0.9m=1.8m24m2，所以在门洞处布置九个测点，如图3所示： 　　图3 测点的布置 　　因为楼梯间为单跑式剪刀楼梯间，两个楼梯间完全隔离，因此只需选择一个楼梯间进行测量即可。 　　2.4 测试方法 　　本方法需要甲乙两个人同时进行实验测试。需要测出室外温度和楼梯间门洞处的空气流速，温度以及大气压力。在所有测得的数据中，空气流入楼梯间时风速为正，流出为负。 　　方法一： 　　先将二楼到二十四层楼梯间门全部关闭，打开一层楼梯间门。甲在一楼，乙在二十四楼。乙从二十四楼向下测量，测量时打开被测层的楼梯间门，测量完毕就将该层楼梯间门关闭，保证测试时楼梯间只有两层的楼梯门开着。为保证工况一致，两人同时开始测量，乙每5min测量一层楼，甲在一楼测量，测量时间间隔也为5min。 　　方法二： 　　将二十四层楼梯间门全部打开，甲乙同时从一楼和第二十四楼向中间楼层测量，测量时间间隔为5min，每人测十二层。最理想的方法应该是在每一层都有一个人，24人同时进行测量。由于参与实验的人员和设备有限，无法按最理想的方案进行测试。考虑到在下午的这段时间内室外状况不会有太大的变化，状态参数可以看作没有变化，可以近似地认为是在同一时刻得到的数据。 　　3 测试结果及分析 　　3.1 方法一 　　用该方法在室外温度较高的6月1日进行测试，现象较为明显，且该方案只打开两扇楼梯间门受到的干扰较少，故只测量了一组数据。测试结果如图4、图5所示： 　　图4 楼梯间门洞处风速随测量时间的变化 从图4可以看出在第一层空气一直向外流，而二十四层往下基本向内流。这是由于室外温度(28.9)高于楼梯间内部的平均温度(27.2)，楼梯间内冷空气下沉，导致室外热空气从建筑上部进入，从而形成了倒烟囱效应。还可以看出在一层附近的第二、四、五层也出现了向外流的现象，这可能是由于建筑物上部的楼梯间门密封不严有空气漏入，向下运动从第二、四、五层的楼梯间门洞排出。随着测试楼层的不断降低，测得风速逐渐减小，这是进排风口之间垂直距离减小所致。该图说明当室外温度高于楼梯间内温度时，楼梯间内自然通风气流方向向下，且随着进排风口高度差的减小自然通风的强度也逐渐减小。 　　从图5可以看出，楼梯间门洞处的温度随楼层的升高而升高。因为建筑物受到太阳辐射的作用，上部热、下部冷，且室外温度较高的空气从楼梯间上部开口流入也使建筑物上部的温度较高;而一层楼梯间门洞处的温度基本上没有变化。 　　图5 楼梯间温度随测量时间的变化 　　用此方法在5月20、23、24、25、26、27日分别进行测试，测得的实验数据共6组，测试结果如图6～11所示： 　　图6 风速、温度随楼层数的变化 　　图7 风速、温度随楼层数的变化