專利名稱：具有樓道和空氣吸入通道的高層建筑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有樓道、空氣供給通道、將空氣供給通道連接至樓道的入口開口、以及用于保持樓道無煙的壓力系統(tǒng)，樓道由至少一個隔板沿垂向分成至少兩個局部空間，且每個隔板包括能夠從樓道的一個局部空間通入相鄰局部空間的門。
背景技術：
在高達約197英尺，即約60米、具有15至20層的高層建筑中，如果例如在樓道的最低區(qū)域處吹入供給空氣，并同時通過入口開口經(jīng)空氣供給通道吹入樓道，則可以通過相對均勻的過壓可靠地保持樓道無煙。這種技術是現(xiàn)有技術，而本發(fā)明正基于這種技術。然而，當建筑更高時，基本上更難在樓道的整個高度上形成相對均勻的壓力柱。原因在于樓道的幾何形狀。樓道的迂回(winding)和樓道扶手以及樓道的多個部分形成流動阻力。這導致每層平均損失為0.04磅/平方英尺，即2Pa (帕斯卡)的壓力。根據(jù)09/2005版本的歐洲標準EN12101的第6部分，對于建筑中無煙的疏散路徑作以下規(guī)定-開門力最大100N(即22.5磅力)，-當門關閉時，樓道中相對于各樓層的過壓為50 士10% (即1.04磅/平方英尺)，以及-在由消防部門進行滅火的情況下，樓道與使用單元之間開著的入口門內(nèi)的平均空氣速度彡2m/s (彡6. 56英尺/秒)。由于所允許的壓力范圍在0.94至1. 15磅/平方英尺之間，即451 至551 之間， 在上述例子中15-20層中只有5層受到正確的壓力。在該層上面的所有樓層均具有低于 0. 94磅/平方英尺，即低于45Pa的壓力。根據(jù)現(xiàn)有技術，此問題通過從約第九層起設置上述入口開口來解決；例如在每三層處設置這些入口開口。通過這些入口開口，使空氣從通常與樓道相鄰的空氣供給通道進入樓道。因此，可以獲得在建筑的整個高度上穩(wěn)定的壓力均勻性。然而，這僅對達到一定高度的建筑有效。由于要造越來越高的高層建筑(例如超過393英尺，即120米)，不能再不考慮諸如煙囪效應的物理效應。尤其是，由內(nèi)部和外部溫度之間的溫差引起的煙囪效應(例如夏天和冬天時)對開門的力有負面作用，并且在建筑正常運作中也是這樣，而不僅是在極端情況下才如此。下表示出對于具有42層的高層建筑的計算例；表格示出樓道和使用單元之間的壓力如何在正常運作時、在夏天和冬天進行調(diào)節(jié)。通常，在壓力高于1. 04磅/平方英尺，即 50 壓力的情況下，即使不是不可能，對于正常體重和力量的人也較難將門打開。超過根據(jù) EN12101-6、限制為最大22. 5磅力，即100N的上述開門力。下述符號用于表示樓層樓層0表示底樓。樓層1表示底樓上面的第一層樓。樓層η表示樓層0上面的第η層樓。此系統(tǒng)不同于美國使用的、樓層1表示底樓的標記。表格
3
在保持最小10 的過壓和不同的溫度條件的同時，緊急和正常通風運作情況下樓道相對于樓層的過壓
樓層海拔高度內(nèi)部和外部溫度相同內(nèi)部溫度高于外部外部溫度高于內(nèi)部溫度mΔρ ，狀態(tài) PaΔρ正常狀s PaΔρ 急狀態(tài) PaΔρ正常狀態(tài) PaΔρ緊急狀態(tài) PaΔρ正常狀《 Pa0(底)層0.0094.810.710.010.0149.965.8第1層4,46592.410.713.916.3145.864.0第2層8.9389.910.617.822.7141.662.3第3層12.3088.110.620.827.4138.561.0第4層15.6786.310.623.732.2135.359.7第5層19.0484.410.626.737.0132.258.4第6層22.4182.610.629.641.8129.157.1第7層25.7880.710.632.646.5125.955.8第8層29.1578.910.535.551.3122.854.5第9層32.5277.010.53&556.1119.753.1第10層35.8975.210.541.460.9116.551.8第11層39.2673.410.544.365.6113.450.5第12層42.6371.510.547.370.4110.349.2第13層46.0069.710550.275.2107.147.9第14層49.3767,810.553.280.0104.046.6第15層52.7466.010.456.184.7100.945.3第16層56.1164.110.459.189.597.744.0第17層59.4862.310.462.094.394.642.7第18層62.8560.510.465.099.191.441.4第19層66.2258.610.467.9103.888.340.1第20層69.5956.810.470.9108.685.238.8第21層72.9654.910.373.8113.482.037.5第22層76.3353.110.376.8118.27S.936.1第23層79.7051.210.379.7122.975.834.8第M層83.0749.410.382.7127.772.633.5第25層86.4447.610.385.6132.569.532.2第26層89.8145,710.388.6137.366.430.9第27層93.1843.910.291.5142.063.229.6第28層96.5542.010.294.5146.860.128.3第29層99.9240.210.297.4151.657.027.0第30層103.2938.310.2100.4156.453.825.7第31層106.6636.510.2103.3161.150.724.4第32層110.0334.710.2106.3165.947.623.1第33層113.4032.810.1109.2170.744.421.8第34層116.7731.010.1112.2175.541.320.5第35層120.1429.110.1115.1180.238.219.2第36層123.5127.310.1118.1185.035.017.8第37層126.8825.410.1121.0189.831.916.5第38層130.2523.610.1124.0194.628.815.2第^ 層133.6221.810.0126.9199.325.613.9第40層136.9919.910.0129.9204.122.512.6第41層140.3618.110.0132.8208.919.411.3第42層143.7316.210.0135.8213.716.210.0 IPa約是0. 021磅/平方英尺，Im約是3. 28英尺。

發(fā)明內(nèi)容
這就是本發(fā)明的由來。本發(fā)明的目標是，即對于相對較高的高層建筑，例如總高高于393英尺，即120米，無論如何高于約197英尺，即60米的高層建筑，實現(xiàn)在火災情況下保持均勻的壓力，及由此使開門的力限于標準值，其中確保受火災影響的樓層上面的使用單元與樓道之間的流速符合標準，例如>6. 56英尺/秒，即>an/s，且對于建筑中火災的情況或正常運作不須考慮煙囪效應。
此目標通過一種具有樓道、空氣供給通道、將空氣供給通道連接至樓道的入口開口和用于保持樓道無煙的壓力系統(tǒng)的高層建筑來實現(xiàn)，其中該樓道由至少一個隔板沿垂向分成至少兩個局部空間，且每個隔板包括適于讓人能夠從樓道的一個局部空間進入相鄰的局部空間的門。樓道形成類似電梯通道的通道。根據(jù)本發(fā)明，樓道沿垂向方向上被分成各局部空間。因此，形成各段。各個局部空間分別通過隔板彼此分開。分隔不必密封；但其僅有較低的泄漏率。低泄漏率表示相對于空氣供給是低的；泄漏率尤其小于所供給的空氣的5%，較佳地小于1%，或小于0. 33英尺 /秒，即0. lm/s。推測每秒鐘通過泄漏而損失少于每秒35立方英尺，即lm3。如在現(xiàn)有技術中那樣，氣體供給通道保持連續(xù)?？諝夤┙o通道形成像樓道的通道， 然而，其橫截面小得多，至少小20倍。保留入口開口。對于現(xiàn)有技術的改變基本上是針對樓道的。還改變控制空氣弓I入空氣供給通道并從空氣供給通道弓I入樓道的類型。較佳地在各樓梯(stairs)外，例如平行于各個樓道(staircase)，并例如在樓道平臺上或樓道轉彎處對樓道進行分隔。也可能在還設置有用于過渡到使用單元中的入口門的位置處進行分隔。然而，也可以偏離半層樓進行分隔。通道狀樓道的空氣空間通過隔板每10至30層，尤其是每15至20層分別進行分隔。換言之，形成30至70米之間的各段。隔板既是壓力隔板也是流動隔板。如果例如高層建筑有48層，其適宜通過兩個隔板分成三個局部空間或壓力區(qū)域。下部壓力區(qū)域從第一層(底層)延伸至樓層16，中間壓力區(qū)覆蓋樓層17-32，上部壓力區(qū)包括樓層32-48。將樓道分成單獨的局部空間或壓力區(qū)域具有以下優(yōu)點一旦監(jiān)測到火災煙，火警系統(tǒng)觸發(fā)過壓單元。過壓單元具有控制已供給空氣流的控制單元，控制以只對火災所在的局部空間供給空氣及由此供給過壓的方式進行。因此，用于供給空氣的風機數(shù)基本上保持相同，這是因為只有在各壓力段中所需的空氣必須經(jīng)空氣供給通道來供給。備妥足夠數(shù)目的風機以確保在相關的局部空間中形成安全壓力。如在現(xiàn)有技術中那樣，裝置是多余的。在發(fā)生火災的情況下，在樓道與使用單元之間總有由標準規(guī)定的、預定過壓以阻止煙進入樓道。樓道仍可用作火災區(qū)域外的那些局部空間中的應急通道；在那些局部空間中沒有過壓。如果高于火災平面的樓層必須被疏散，那些人員就能夠穿過樓梯的加壓區(qū)域；為此， 隔板中的門必須在任何情況下都能打開。隔板較佳地是或多或少緊密地分隔樓道的輕質構造壁。隔板的目的是使樓道的空氣空間隔開或分開。由于隔板位于火災段“樓道”內(nèi)，對建筑材料、門或調(diào)節(jié)裝置沒有火災規(guī)章要求。較佳地，擱板使用本身不可燃或具有足夠防火等級的材料。隔板的門以逃生方向，即沿從上向下的路徑裝入。較佳地，為門配備自動關門單元。因此，確保門可正常關閉。隔板的門還可構造成彈簧門(swinging door)，這種彈簧門適當?shù)匮仃P閉方向偏置。較佳地，在隔板壁上設有氣壓閥瓣(flap)，這些氣壓閥瓣立即確保受火災影響的局部空間與其上或其下的相鄰局部空間之間的壓力平衡，尤其是無須任何輔助動力。氣壓閥瓣可構造成機械調(diào)節(jié)單元。根據(jù)建筑的類型，藉由例如重量或彈簧加載，可將氣壓閥瓣調(diào)節(jié)至所需的預定壓力。較佳地，在擱板壁內(nèi)插入兩個氣壓閥瓣；這些氣壓閥瓣使空氣能夠流進兩個方向。氣壓閥瓣較佳地設置在門旁和門上面。它們也可以形成在門上；它們可以或多或少由門(例如彈簧門)來形成。氣壓閥瓣關于尺寸和壓差的設計取決于防火設計。尤其相關的是，樓道與使用單元之間需要怎樣的壓差。氣壓閥瓣可以根據(jù)現(xiàn)有技術進行設計。例如，如果火災從高層建筑的第M層開始，則火災被監(jiān)測到，且空氣從空氣供給通道供給至樓道對應的局部空間，該局部空間例如由第16層和第32層限定。較佳地，分別設置在空間供給通道和樓道之間的連接結構中的對應閥專為此目的而打開。只有那些位于相關的局部空間中的閥才打開。為達到樓道的觀察到的局部空間與使用單元之間例如1.04 磅/平方英寸，即50 的壓差，或為產(chǎn)生進入受火災影響的層的> 6. 56英尺/秒，即》2m/ s的空氣流，需要670xl03立方英尺/小時，即20，OOOmVh的空氣體積。為有足夠的安全裕度，例如針對未計劃在內(nèi)的泄漏，實際上約IxlO6立方英尺/小時，即30，000立方米/小時供給至樓道的觀察到的局部空間。如果由于關門，壓力超過1. 04磅/平方英寸，即50 的最大值，氣壓閥瓣起到卸壓閥瓣的作用，且卸壓在兩個方向上進行局部空間的上隔板上向上打開的氣壓閥瓣引起向外的氣流向上進入位于閥瓣上方未加壓的局部空間。局部空間的下隔板上向上打開的氣壓閥瓣引起向外的氣流向上進入位于閥瓣下方的未加壓的局部空間。因此總是確保在局部空間的整個高度上保持局部空間內(nèi)的最大壓差。隔板的優(yōu)點不僅在火災的情況下，而且已經(jīng)在正常運作狀態(tài)下也是明顯的。在這種情況下，靜態(tài)氣壓設置在樓道內(nèi)。通常，不將空氣附加地供給至樓道內(nèi)。煙@效應發(fā)生在具有連續(xù)的樓道的非常高的建筑物內(nèi)，這些樓道總有已定義或未知的泄漏量。煙囪效應由內(nèi)部和外部之間的溫差引起。發(fā)生的壓差可以相當大(見上表)， 這樣作用在門上的力防止門能夠在任何時候由任何人打開。隔板中斷煙囪效應，這樣就不會到達臨界閾值。據(jù)經(jīng)驗，在沿垂向197英尺，即60米以上段的高度之上不發(fā)生有效的煙囪效應。因此，通過本發(fā)明還抵消煙囪效應。這與火災的狀態(tài)無關。煙囪效應在正常狀態(tài)下被中斷。在火災的情況下，空氣借助風機以已知方式吹入空氣供給通道。這會在任何位置發(fā)生。火災可能發(fā)生例如在層0(底層)上，可能發(fā)生在最上層，但也可能發(fā)生在中間位置， 例如在維修層上。空氣壓力隨高度增加而減少，這可借助氣壓方程進行計算。因此，建筑最上層的空氣比層0(底層)上的空氣稀薄。對于相同的轉速，風機將在更薄的空氣中輸送更小的空氣體積。氣壓效應可通過計算機進行修正。由于受火災影響的層的高度已知，風機可以適當?shù)霓D速運轉以根據(jù)氣壓方程補償容積的減少量。


從本發(fā)明的示例性實施例的下述說明和其它權利要求中，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得更加明顯，本發(fā)明的示例性實施例應被理解為非限制性的并且下面將借助附圖進行解釋。附圖中圖1示出用根據(jù)圖2中的I-I的切線穿過高層建筑樓道的一部分的剖視圖，
圖2示出對應于圖1中的切線II-II并約為圖1的兩倍比例的、隔板所在樓層的高層建筑的樓層平面圖的一部分，以及圖3示出如圖1的剖視圖，但沒有各個細節(jié)，而只有上端和下端。
具體實施例方式圖1示出高層建筑中具有垂向通道的樓道38。該樓道在樓層14-33上延伸(帶有 19和四之間畫出的間隔)。樓道的通道由壁40、42、44和46形成。樓道包括樓梯間48。 樓梯間48包括各單個樓層樓梯間，這些樓梯間如例子中所示分別構造成具有半平臺50的 U形樓梯間。每個樓層樓梯間包括平臺52，樓梯的通入半平臺50的下段M與該平臺52毗連。樓梯的上段56從半平臺延伸至在下一個樓層樓梯間的在該平臺上方的下一個平臺。通常開著的井道位于樓梯的兩段討、56之間。然而，在所示實施例中，井道在樓層15和16之間及樓層31和32之間的區(qū)域內(nèi)是關閉的。這在任何情況下借助隔板58完成。該隔板58包括隔板壁60。關于其形狀，隔板壁包括細長矩形和附連于此矩形長邊的三角形。隔板壁60垂向定向。三角形的不連接至矩形的邊進入樓梯的下段M以及相關聯(lián)的樓梯的上段56的井道內(nèi)。所述矩形連接彼此相疊的樓層的半平臺50。總體上，完成或多或少的緊密分隔。圖1中示出兩個這種隔板58， 一個隔板在16和17層之間，另一個在31層和32層之間。門62裝入隔板壁60。適宜的是，為門配備頂上的閉門器(未示出)。此外，兩個氣壓閥瓣64和66裝入隔板壁60。它們沿不同方向起作用。壓力閥瓣64從底部向上打開， 壓力閥瓣66沿相反方向作用。較佳地，兩者構造相同。它們根據(jù)現(xiàn)有技術構造并設置成對于給定壓力值，例如1.04磅/平方英尺，即50 會自動打開。可以在單個壓力閥瓣內(nèi)實現(xiàn)兩個通過方向。以已知方式從平臺52經(jīng)過樓道門68到達鎖間70 (lock)，且從那里經(jīng)過入口門72 到達關聯(lián)的樓層。在所示示例性實施例中，樓道門68與隔板58的門62偏離半層。這不是必需的，其它構造也是可以的。高層建筑以已知方式具有空氣供給通道74。如同樓道38，該通道在相關建筑，至少是相關段的整個高度上延伸?？諝夤┙o通道74以一定間隔(例如每三至八層)，尤其在維修層上，經(jīng)入口開口或管路76與樓道38連接?？煽亻y78被配備到每個管路76。通常， 閥78是關閉的。各單個閥78均連接至控制單元80。空氣供給通道74以已知方式供給有空氣。這通常通過可設置在不同位置處的幾個風機來完成。例如，在圖1中示出風機82，如有需要，該風機將空氣經(jīng)管子84供給至空氣供給通道74。風機82由控制單元80控制。此外，設置有火警系統(tǒng)86，其監(jiān)測火情并對控制單元80發(fā)出火警信號；為此，該系統(tǒng)與控制單元電氣連接。火警系統(tǒng)86包括多個火警探測器88，每層設置這些探測器，且僅示例地示出這些探測器中的一些。它們例如通過總線彼此連接，并連接至火警系統(tǒng)86。如果這些火警探測器88之一被觸發(fā)，火警系統(tǒng)86則提供有火災和受影響的樓層的信息。這些信息被傳送至控制單元80?，F(xiàn)該控制單元確定哪個局部空間受影響，風機以所要求的程度并有選擇地考慮到高度開始轉動，并且打開那些通入受影響的局部空間的閥78，或有選擇地僅打開閥78中的一部分閥。因此在局部空間內(nèi)達到規(guī)定的過壓。
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空氣只經(jīng)過通過管路76和通過空氣供給通道74的空氣饋送到達樓道38。沒有用于樓道38的其它空氣供給源。將參考圖3解釋最下面的局部空間及最上面的局部空間的構造。為下部局部空間示出層0 (底層)、1和2，且為最上面的局部空間示出層90至93。未在圖3中示出如從圖1 中明顯示出的以及添加到空氣供給通道、管路、閥和饋送至空氣供給通道74的空氣供給的構造的細節(jié)以簡化附圖。然而，設置有這些細節(jié)。隔板58位于通?？墒褂玫淖詈笠粚又希诖耸菢菍?3之上。該隔板58以已知方式包括隔板壁，如其在圖1所示，該隔板壁具有設置在其上的門62。如果可以不經(jīng)過樓道，而是例如通過其它入口到達樓層93上的空間，則這種門可以省略。從底部向上打開的氣壓閥瓣64也裝入隔板壁60。顯然，不在相反方向上設置壓力閥瓣。這意味著空氣只可以向上通過最上面的隔板逸出，但沒有空氣可以從上面，即從樓層93上面流入。室101位于最上面的隔板58上方。該室約具有一層樓的高度。樓頂102位于此室上面。通風閥瓣103設置在樓頂102上。該閥瓣對應于現(xiàn)有技術。只有沿向上方向的向外氣流可以通過該閥瓣。入口門110設置在層0(底層)上；可以通過入口門到達出口區(qū)域111。出口區(qū)域借助內(nèi)部通道門112朝房子側關閉。必須經(jīng)過兩個門110、112以到達樓道38。入口區(qū)域 114位于通道門112后面。從入口區(qū)域，通過門62到達樓道38的下部室131。門設置在將入口區(qū)域114與下部室131分開的隔板58內(nèi)。允許向外氣流從頂部向下流出的壓力閥瓣 66設置在相關聯(lián)的隔板壁60內(nèi)。還可以設置在第一層與第二層或第二層與第三層之間的前述隔板壁。保留組合各特征，尤其是說明書和/或權利要求的單個特征和附屬特征的權利。
權利要求
1.一種高層建筑，所述高層建筑包括樓道(38)、空氣供給通道(74)、將所述空氣供給通道(74)連接至所述樓道(38)的入口開口(76)和用于保持所述樓道(38)無煙的壓力系統(tǒng)，其特征在于，所述樓道(38)通過至少一個隔板(58)沿垂向分成幾個局部空間，且每個隔板(58)包括能夠從所述樓道(38)的一個局部空間進入相鄰的局部空間的門。
2.如權利要求1所述的高層建筑，其特征在于，所述局部空間在十至三十層，較佳在十五至二十層上延伸。
3.如權利要求1所述的高層建筑，其特征在于，所述隔板(58)包括至少一個壓力閥瓣 (64)。
4.如權利要求3所述的高層建筑，其特征在于，所述一個壓力閥瓣(64)是氣壓閥瓣 (64)。
5.如權利要求2所述的高層建筑，其特征在于，所述隔板(58)包括沿不同流動方向設置的兩個壓力閥瓣(64，66)。
6.如權利要求1所述的高層建筑，其特征在于，所述門(62)沿逃生方向打開，并尤其是鉸接門或彈簧門。
7.如權利要求1所述的高層建筑，其特征在于，所述隔板(58)的所述門(62)通常處于打開位置，且在火警情況下，所述門移動到流動位置。
8.如權利要求1所述的高層建筑，其特征在于，所述隔板(58)通常只是不完全地構造， 并且在火災情況下機械地形成所述隔板(58)。
9.如權利要求1所述的高層建筑，其特征在于，所述高層建筑包括火警系統(tǒng)(86)、控制單元(80)，所述控制單元(80)連接至所述火警系統(tǒng)(86)，所述控制單元(80)控制通過所述入口開口(76)的氣流，使得僅對所述樓道(38)的火源所在樓層上的局部空間供給空氣。
10.如權利要求1所述的高層建筑，其特征在于，所述空氣供給通道(74)經(jīng)配備有閥(78)的所述入口開口(76)中的至少一個入口開口連接至每個單獨的局部空間，所述閥 (78)控制經(jīng)所述入口開口(76)流過的氣流并連接至所述控制單元(80)。
11.如權利要求1所述的高層建筑，其特征在于，所述火警系統(tǒng)(86)包括幾個火災探測器(88)并構造成能夠獲知發(fā)生火災的樓層。
12.如權利要求1所述的高層建筑，其特征在于，所述高層建筑包括控制單元(80)，并且關于哪些樓層(14-33)屬于所述樓道(38)的哪個局部空間的信息存儲在所述控制單元中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高層建筑，其具有樓道(38)、空氣供給通道(74)、將空氣供給通道連接至樓道的入口開口(76)和用于保持樓道無煙的壓力系統(tǒng)。樓道通過至少一個隔離壁(bulkhead)(58)沿垂向分成多個局部空間，并且每個隔離壁具有能夠從樓道的一個局部空間通入相鄰局部空間的門。
文檔編號F24F7/00GK102177301SQ200980140355
公開日2011年9月7日 申請日期2009年10月8日 優(yōu)先權日2008年10月8日
發(fā)明者H·A·愛莫, H·加達 申請人:瑞士拉爾泰克有限公司