樓梯間加壓煙控系統模擬結果分析

利用上一節的簡算步驟，約略算出本模擬建築物中的樓梯間加壓 煙控系統所需的最少總風量為4200 cfm。此處將先用樓梯間內每層樓 皆有出風口的加壓煙控系統做模擬，故每層樓的風量為420 cfm，代入 煙控程式中確定其是否滿足最小壓力差的要求。

其夏季模擬結果與冬季模擬結果於表6-4所示。從結果中得知簡算 法所得風量造成的壓力差皆小於所要求的25 Pa。因此必須增加風量，

使樓梯間與前室壓力差大於最小壓力差。

經計算結果，發現當每層樓的風量為470 cfm，或者總風量為4700 cfm時，樓梯間與前室的壓力差皆超過所要求的25 Pa，且其最大壓力 造成的開門力量亦不超過150 N。模擬結果如圖5-9及圖5-10所示。而 當總風量為6200 cfm時，則為系統的最大風量。模擬結果如圖5-11及 圖5-12所示。

以下將模擬幾種樓梯間加壓煙控的狀況與策略，以作為設計時的 依據。

（一）季節的影響

由前一節樓梯間簡算法的結果中得知，冬、夏季所需的最小風量 並不同。故季節不同，外氣溫度隨之變化，便會影響到煙控系統的設 計。又從表6-5得知，當每層樓風量為470 cfm時，於夏季中樓梯間與 前室的壓力差，隨著樓層的增加而減少，可由圖5-13看出其趨勢。而 冬季時，樓梯間與前室的壓力差，隨著樓層的增加而增加，如圖5-14 所示。

表5-4 夏、冬兩季樓梯間與前室的壓力差，每樓層風量420 cfm

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圖5-13 夏季樓梯間與前室的壓力差，隨著樓層的增加而減少

圖5-14 冬季樓梯間與前室的壓力差，隨著樓層的增加而增加

造成此現象的原因，乃為煙囪效應。當室內溫度與外氣溫度相差 越多時，煙囪效應就越顯著。但本論文所用的外氣設計溫度分別為夏 天 30 ^oC、冬天 15 ^oC，與居室設計溫度 25 ^oC相差不多。故表5-5中的 最大壓力差與最小壓力差相差不大。

（二）出風口位置

樓梯間加壓煙控系統可分為無風管式及有風管式兩種。其出風口 的位置，會影響樓梯間內壓力分布。

無風管式的樓梯間加壓系統，其出風口即風機擺設位置，通常位 於樓頂與底層。表5-6列出模擬夏天總風量為4700 cfm時，每層樓皆有 出風口、出風口在底部及出風口在頂部三種出風口擺設方式每層樓的 壓力差。。三者比較的結果，出風口在頂部的壓力差分布最為均勻。

夏季因煙囪效應之故，最小壓力差發生在為頂部。故於頂部的出風口 剛好補不足，而出風口在底部的狀況，卻拉大最小與最大壓力差的差 距。

表5-7列出模擬冬天總風量為4700 cfm時，三種出風口擺設方式每 層樓的壓力差。其情形與夏季剛好相反，因冬季煙囪效應的影響，最 小壓力差發生在底部，故出風口在底部比出風口在頂部的壓力差分布 均勻。

表5-8則列出出風口設置於2、5、8樓的每層樓壓力差與每層樓皆 有出風口的比較。從表中發現兩者出風口的位置雖不同，但其壓力分 布極相似。在施工成本上，出風口設置於2、5、8樓的樓梯間加壓會比 每層樓皆有出風口的系統更少、更容易。為常見的設計方式。

（三）最差的狀況

所謂最差的狀況（the Worst Case）為指樓梯間加壓煙控系統運作 時，其壓力差不容易建立而言。通常是指樓梯間與前室的門因人逃生 而被打開，於是樓梯間有極大的洩漏面積。

由於煙囪效應的關係，樓梯間加壓煙控系統實際運作時存在兩種 最差的狀況。一為夏季時火災發生在頂樓且底層附近樓梯間的門被打 開。二為冬季時火災發生在底層且頂層附近樓梯間的門被打開。本論 文中將模擬夏季1、2、3樓的樓梯間的門被打開，以及冬季8、9、10 樓的樓梯間的門被打開兩種最差的狀況。

從表5-9中可看出當總風量為5500 cfm時，在沒有被打開門的樓層 能維持25 Pa以上。

表5-6 夏季樓梯間與前室的壓力差，總風量4700 cfm

表5-8 出風口在258樓與每層樓皆有出風口之比較