西安地区某高层建筑楼梯间自然通风效果实测案例

西安地区某高层建筑楼梯间自然通风效果实测案例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XXXX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XXXX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=1.8m2<4m2，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测试方法伙本方法需津要甲乙两个人穴同时进行实验润测试。需要测帅出室外温度和醒楼梯间门洞处丽的空气流速，马温度以及大气悲压力。在所有谊测得的数据中来，空气流入楼评梯间时风速为水正，流出为负其。方法一：窜先将二楼穿到二十四层楼亭梯间门全部关怒闭，打开一层谦楼梯间门。甲罪在一楼，乙在考二十四楼。乙识从二十四楼向需下测量，测量热时打开被测层迫的楼梯间门，越测量完毕就将忽该层楼梯间门得关闭，保证测立试时楼梯间只优有两层的楼梯怠门开着。为保炕证工况一致，反两人同时开始赵测量，乙诱每疏5mi景n宾测量一层楼，免甲在一楼测量灭，测量时间间趁隔也稀为筹5mi扁n陈。方法二：桥将二十四万层楼梯间门全告部打开，甲乙吐同时从一楼和第第二十四楼向杠中间楼层测量像，测量时间间黄隔逗为航5mi象n厦，每人测十二煮层。最理想的笨方法应该是在辣每一层都有一衡个人筛，堵2值4深人同时进行测苍量。由于参与萍实验的人员和甚设备有限，无连法按最理想的调方案进行测试碰。考虑到在下估午的这段时间翅内室外状况不巾会有太大的变雷化，状态参数盗可以看作没有扭变化，可以近箩似地认为是在挪同一时刻得到德的数据。用宏释3次刑测试结果及分蹲析板唱溪3.1百在方法一拴用该方法瞧在室外温度较阁高岁的厅6堂月拣1冷日进行测试，司现象较为明显俩，且该方案只邪打开两扇楼梯绢间门受到的干串扰较少，故只叠测量了一组数蚕据。测试结果晨如跪图花4有、韵图罢5削所示：锯施图蓝4型爱楼梯间门洞处李风速随测量时必间的变化解从扣图映4委可以看出在第穴一层空气一直独向外流，而二曲十四层往下基谎本向内流。这兼是由于室外温歌度握(奇28.9诊℃叮)纲高于楼梯间内开部的平均温撤度阀(社27.2踏℃宁)予，楼梯间内冷锄空气下沉，导调致室外热空气它从教建筑充上部进入，从飞而形成了倒烟暂囱效应。还可逃以看出在一层宵附近的第二、便四、五层也出太现了向外流的齿现象，这可能污是由于惕建筑让物上部的楼梯组间门密封不严葬有空气漏入，夕向下运动从第铜二、四、五层授的楼梯间门洞燃排出。随着测拢试楼层的不断杯降低，测得风冬速逐渐减小，著这是进排风口赵之间垂直距离窗减小所致。该丈图说明当室外谜温度高于楼梯喇间内温度时，鞠楼梯间内自然舌通风气流方向忽向下，且随着旧进排风口高度睡差的减小自然恶通风的强度也喘逐渐减小。渐从船图掀5火可以看出，楼宁梯间门洞处的挠温度随楼层的叼升高而升高。哪因为告建筑符物受到太阳辐屠射的作用，上恭部热、下部冷愿，且室外温度狠较高的空气从谁楼梯间上部开鹰口流入也使大建筑伶物上部的温度脾较坝高串;夸而一层楼梯间卸门洞处的温度芒基本上没有变什化。访章图恭5剧鄙楼梯间温度随贝测量时间的变蓬化映用此方法每在降5辱月橡2次0鱼、备2越3拾、螺2硬4掩、昏2催5肆、量2兔6争、象2浅7它日分别进行测虎试，测得的实穷验数据舒共钞6锈组，测试结果聋如朋图锐6普～末1众1掏所示：雷碧图魄6饼惕风速、温度随童楼层数的变化苗绳图判7暴床风速、温度随惠楼层数的变化响图献8西枕风速、温度随值楼层数的变化爸下图铸9编够风速、温度随跟楼层数的变化颂纱图瓣10化肤风速、温度随帅楼层数的变化耻狼图令11碗杠风速、温度随洋楼层数的变化立戴表鼠1厚宾楼梯间内外温磨度比较划骨从以上犯图蛙6令～多1坊1僻和您表漠1喝可以看出，在朝已经快要进入莫夏季的五月份书，脑2医0钟日的情况比较煎特殊。这是因斤为佛2反0贫日天气状况比败较差，室外温辱度很低，右为遭20.50饼℃广，比楼梯间内发温度低。空气蝇从南建筑箩底部流入，从挖建筑枝上部流出，形隶成了烟囱效应蛛。在其他测量化时间内，因为送室外温度较高独，所以空气基粒本在楼梯间内盗为向下流动，舌而且从所有的品图可以看出：冶风向的变化一围般发生鄙在劝4队～挨7深层，就是通常恼所说的中和面抽的位置。理论寄上讲在室外温虏度高于室内温早度时，中和面骆以上空气流入弟楼梯间，中和划面以下空气流垃出楼梯圆间蔑;踪室外温度低于母室内温度时则如相反。而实际次测量的每组数父据中均有一些涉楼层与理论不凉一致，考如形2缴3木日的坝第晶1值2宇、撑1递5猪层废，闻2参4慰日的材第托1桨8薄、外2赞2冠层巾，扎2眉5脚日济和虎2码6降日的豪第赠1岔5桥层卸，误2凝7宾日题的船1带2动、宁1究6伪、跳1茂9巷层，其风速均纯为负，即空气咸向外流。这是航因为在尼建筑叉上部室外风速嗽比较大，空气声通过阳台进入造楼梯间，沿楼祸梯间向下流动箱，在流动过程控中当某一层室兆内静压大于室庭外的静压力时扑，一部分气流驱就会从该层楼丹梯间的门洞流翠出，此后楼梯痰间内的气流静角压力有所下降塌。这一现象可罩以在气流沿楼状梯间向下运动萍的过程中反复渗出现。中和面渔以下的风速不骤太稳定是因为习在高层妇建筑先四周分布着许绳多多层霞建筑辰，而且距离高粮层六建筑视很近，这些酒建筑胃的高度刚好与暖高层住宅楼的碗第六层平齐，突前面提到过综玻合楼就在高层牧住宅的正北方鲁，而西安地区展夏季的主导风沿向是东北风，戚因此在中和面梨以下，风速受临到周围押建筑体的影响变化比方较大，不稳定屿性较高。由此奶可以看出风压报的作用也是影盾响自然通风的脸一个非常重要出的因素。4结论握通过现场品实验发现：在怕高层纱建筑辆中楼梯间内随歼着高度的变化为空气流动变化辜比较大，而且拢在高层灾建筑续中随着楼层的虽升高，楼梯间蚁内的空气温度惨也随之升塌高舰;燃在夏季的高层早建筑燃中，室外气温贯高于室内空气迹温度，空气沿打楼梯间从上部圆向下流，从鉴建筑车底部流出，在抓流动的过程中固使楼梯间内空更气温度逐渐降旷低置;适从楼梯间流出岛的低温空气进腊入画电梯紫前室，增加了则通风换气