梯間排煙設備評估 *

梯間排煙室所面臨的防排煙問題不外乎兩種情況發生，一為完全 沒有梯間排煙；另一為梯間排煙室風量無法滿足現行法規之要求。針 對第一種情況就是增加新的排煙設備，包括自然排煙或機械排煙。如 果無法增加排煙設備則須以其他消防設備進行替代性能設計，如遮煙 幕。第二種情況就梯間排煙室風量無法滿足現行法規之要求，則需考 慮增加風機風量或減少管道壓損來進行，本節說明排煙風管管道壓損 計算的基本原理及計算方法。

一、等摩擦法 1.原理

等摩擦法（Equal Fricition Method）的設計原理，是假設系統中 所有管段的單位長度全壓損失 F（又稱單位摩擦率，unut fricition rate）R

都相同。此處所指的長度是管段本身的長度 L 再加上屬於該管段配件 的等效長度

∑

∑

+

= Δ

e

R L L

F P （3.1）

由於摩擦率的單位長度定義是包含了配件的等效長度，因此應用 等摩擦法時，配件的動態損失應以等效長度計算。若欲使用局部損失 係數則應先將其轉換成等效長度。

＊本節為 94 年“建築火災煙控性能提升之研究(I)原有合法建築物防火避難空間防煙改善技術與 驗證之研究”已完成之內容。

一般情況下，單位摩擦率的選擇方式除了可憑設計者的經驗選定

第三章 梯間排煙改善策略

由於系統的全壓損失ΔP_t包括了摩擦損失ΔP_f與動態損失ΔP_d， 可得到 Darcy-Weisbachz 方程式：

鍵路徑」（critical path），找出關鍵路徑後，風機全壓可依照（3.9）式 決定

∑ ∑

第三章 梯間排煙改善策略

對於管路系統中各管段長度變化相當大時，由（4.8）式可知所設計 出的系統必然有嚴重的壓力不平衡性。管段尺寸尚未決定前，就必須 先已估計的方式決定配件損失係數，所得結果的精確性因而降低。等 摩擦法適用的場合為對稱型的系統，也就是各路徑總長度或總等效長 度相當接近系統，在對稱系統中使用等摩擦法設計將可以得到良好的 壓力平衡。

二、管路系統之守恆定律 1.質量守恆

對於系統中的某節點 a 而言，流入的總體積流率必定等於流出的 總體積流率，即

∑

∑

以圖 3.1 所示的五管路系統為例，以下各式恆成立 節點 a：Q₁ =Q₂ +Q₄

節點 b：Q₂ =Q₃+Q₅

圖 3.1 五管路系統簡圖

（資料來源：參考書目 10）

2.能量守恆

管路系統中流體的全壓降代表具有的總機械能，且最佳管路系統 其各路徑的總全壓降須相等，其可用能量守恆來表示。對於系統中的 某節點 a 而言，流體在 a 點所具有的全壓必定等於以 a 點為起點的子 路徑上之總全壓降，即

⁼

∑

subpath t a

t, P

P （4.11）

如圖 3.1 所示的五管路系統為例，以下各式恆成立：

節點 a：P_t,a =P_t,2 +P_t,3 =P_t,2 +P_t,5 =P_t,4 節點 b：P_t,b =P_t,3 =P_t,5

3.排煙梯間之壓力損失

將排煙梯間以控制體積質量守恆的觀念來看，如圖 3.2 所示：

( )

2 V -P V

2 out 2 in e

= ρ Δ

圖 3.2 排煙梯間之壓力損失

（資料來源：參考書目 10）

圖中ΔP_e為排煙梯間的壓力損失，其為進入及排出之速度所造 成，當排出風速大於進入風速時才有負壓產生，進氣口處才有可能進

Vin 排煙梯間 Vout

第三章 梯間排煙改善策略

氣；反之，若進入風速大於或等於排出風速時穎正壓產生，進氣口處 不可能進氣。