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高层楼梯间加压送风为什么冬天顶层门推不开：余压合格区间只有10Pa宽，热压一口气给23.97Pa

Q: 一、先划清边界：这篇文章不讨论什么

先说清楚不写什么，免得后面算错对象。本篇只算一件事：住宅防烟楼梯间的机械加压送风系统，在冬天关门状态下，余压沿高度是怎么分布的。

Q: 二、结论先行：规范自己的余压上限，就已经越过了防火门的开启力限值

先给最反直觉的一笔账，后面再拆它。

Q: 七、最凶险的那一格：顶层 60.10 Pa / 93.73 N

把"楼层位置 × 季节"做成四象限，最凶险的那一格是顶层 × 严寒冬季。这张表是变频 + 测点第 10 层的口径（测点层恒定 45 Pa，其余层随季节浮动）：

Q: 十、泄压阀的两难：泄掉 79.3% 的风量，底层只剩 26.03 Pa

最常见的做法是定风量风机 + 顶部余压阀（泄压阀）。设定 50 Pa，超过就泄。算一下这套系统的稳态：

2026年9月3日0

高层楼梯间加压送风为什么冬天顶层门推不开：余压合格区间只有10Pa宽，热压一口气给23.97Pa

一、先划清边界：这篇文章不讨论什么

先说清楚不写什么，免得后面算错对象。本篇只算一件事：住宅防烟楼梯间的机械加压送风系统，在冬天关门状态下，余压沿高度是怎么分布的。

不写火灾动力学、烟气蔓延、人员疏散时间；
不写开门工况（GB 51251 §3.4.6 的门洞风速判据）——那是风量判据，和余压判据是两套独立口径，混着算必错；
不写前室、合用前室、消防电梯前室各自的加压系统（那需要第四个节点，会变成网络模型）；
不写风压（室外风）与热压的耦合。风压是随机的、瞬时值可达 20~40 Pa，但它在时间上均值为零，且规范 §3.4 的计算里同样完全没有风压项——这一条留到下篇。

要讨论的对象非常具体：18 层住宅、层高 3.0 m、总高 54 m、防烟楼梯间机械加压、独立前室不送风、室外 −5 ℃。楼梯间的逐层温度直接取自本站前两篇已经算好的结果（烟囱效应中性面与竖井竖向温度分层），那两篇的边界表里，有一行明写着"未计机械排烟 / 消防正压送风，与热压同量级，会完全改写结论，是独立选题"——本篇就是那一行。

二、结论先行：规范自己的余压上限，就已经越过了防火门的开启力限值

先给最反直觉的一笔账，后面再拆它。

GB 51251—2017《建筑防烟排烟系统技术标准》§3.4.4 规定：防烟楼梯间与走道之间的压差应为 40 Pa ~ 50 Pa。而 GB 12955—2008《防火门》§5.9.2 规定：防火门门扇开启力不应大于 80 N。

把这两个数用规范自己给的 §3.4.9 公式连起来，在一樘标准单扇疏散门（宽 1.0 m、高 2.1 m、把手距门闩 0.06 m、闭门器开启力矩 25 N·m）上：

余压 P (Pa)	门把手处总推力 F′ (N)	对比 GB 12955 的 80 N	对比 GB 51251 的 110 N
40（规范下限）	71.28	合格，余量 8.72 N	合格
45（规范中值）	76.86	合格，余量 3.14 N	合格
50（规范上限）	82.45	超标 +3.06%	合格
74.67（§3.4.9 的 Pmax）	110.00	超标 +37.5%	恰好等于限值

也就是说：按规范取满 50 Pa，门就已经推不动了——按 GB 12955 的 80 N 口径，超了 2.45 N。反过来说，80 N 能推开的余压上限是 47.81 Pa，比规范给的 50 Pa 还低 2.19 Pa。

而冬天热压会在这个数字上再加一笔。18 层楼、室外 −5 ℃，楼梯间顶部相对走道的热压分量是 +20.14 Pa。设计取 45 Pa，顶层实际余压就是 60.10 Pa，需要的推力 93.73 N——超过 80 N 的平时启闭限值 17.2%，但还没到 110 N 的火灾总推力限值。

这两个"限值"不是一回事：110 N 是规范假设的"成年人在紧急状态下能发出的总推力"，80 N 是防火门出厂检验的"平时启闭灵活"要求。夹在两者之间的那 30 N，就是留给老人、孩子、以及慌乱状态下的人的。热压吃掉的正是这一段。

三、余压的热压分量：18 层逐个积分出来的 23.97 Pa

余压的定义是楼梯间空气压力减去走道空气压力：

Δp(z) = p楼梯间(z) − p走道(z)

按本站上一篇校准过的 per_floor 口径（每层住户/走道是独立气密单元，自身竖向热压仅约 3.3 Pa 可忽略），走道压力等于同高度室外压力。于是余压里的热压分量就简化成楼梯间相对室外的热压差：

s(z) = ∫znpz [ρo − ρs(z′)] · g · dz′

这里的关键是 ρs 不是常数。楼梯间冬天是个自下而上爬升的温度剖面：1 层只有 −3.23 ℃（比室外高 1.77 K），18 层已经到 12.10 ℃（高 17.10 K）。温度越高，空气越轻，热压梯度越大。所以这个积分必须在逐层温度上做，不能拿平均温度一笔带过。

楼层	高度 z (m)	楼梯间温度 (℃)	ρo−ρs (kg/m³)	热压梯度 (Pa/m)	热压分量 s (Pa)
1	1.5	−3.23	0.00863	0.0847	−3.83
2	4.5	−1.65	0.01625	0.1594	−3.46
3	7.5	−0.24	0.02297	0.2253	−2.89
4	10.5	0.99	0.02877	0.2822	−2.13
5	13.5	2.05	0.03373	0.3309	−1.21
6	16.5	2.89	0.03763	0.3692	−0.16
7	19.5	3.60	0.04091	0.4014	+1.00
8	22.5	4.30	0.04413	0.4329	+2.25
9	25.5	5.01	0.04738	0.4648	+3.60
10	28.5	5.71	0.05057	0.4961	+5.04
11	31.5	6.43	0.05383	0.5280	+6.57
12	34.5	7.15	0.05707	0.5599	+8.21
13	37.5	7.90	0.06043	0.5928	+9.93
14	40.5	8.66	0.06381	0.6260	+11.76
15	43.5	9.46	0.06736	0.6608	+13.69
16	46.5	10.29	0.07102	0.6967	+15.73
17	49.5	11.16	0.07483	0.7341	+17.87
18	52.5	12.10	0.07892	0.7742	+20.14

全楼极差 23.97 Pa，平均梯度 0.4699 Pa/m。这条曲线的形状值得注意：底部几乎贴着零（1 层只有 −3.83 Pa，因为楼梯间在 1 层只比室外暖 1.77 K），越往上越陡（18 层那一段梯度是 1 层的 9.1 倍）。热压不是均匀的，它压在楼的上半截。

而规范允许的余压区间宽度是 50 − 40 = 10 Pa。热压给的是 23.97 Pa，超出 2.40 倍。

四、18 层逐层余压完整解（变频 + 压差反馈，测点第 10 层）

先说清楚系统形态。关着门的时候，送风量全部从 18 个疏散门的门缝漏出去，每层的漏风量按 √Δp 走：

Qi = 0.827 · A · Δpi1/2 · 1.25

取规范 §3.4.7 的口径：门缝有效漏风面积 A = 6.2 m（门周长）× 0.003 m（缝宽，规范给的 0.002~0.004 m 取中）= 0.0186 m²，指数 n = 2，1.25 是不严密处附加系数。

现在假设系统装了变频风机和压差传感器（规范 §5.1.4 的"宜"），把某一层的余压稳稳压在 45 Pa。那么其他层就是 45 Pa 加上与测点层的热压差。把测点放在第 10 层（为什么是第 10 层，第十二节讲）：

楼层	热压分量 s (Pa)	实际余压 (Pa)	规范 40~50	门把手推力 (N)	对 80 N
1	−3.83	36.13	低于下限	66.96	合格
2	−3.46	36.50	低于下限	67.37	合格
3	−2.89	37.08	低于下限	68.01	合格
4	−2.13	37.84	低于下限	68.86	合格
5	−1.21	38.76	低于下限	69.89	合格
6	−0.16	39.81	低于下限	71.06	合格
7	+1.00	40.96	合格	72.35	合格
8	+2.25	42.21	合格	73.75	合格
9	+3.60	43.56	合格	75.25	合格
10（测点）	+5.04	45.00	合格	76.86	合格
11	+6.57	46.54	合格	78.58	合格
12	+8.21	48.17	合格	80.40	超标
13	+9.93	49.90	合格	82.33	超标
14	+11.76	51.72	超上限	84.37	超标
15	+13.69	53.65	超上限	86.53	超标
16	+15.73	55.69	超上限	88.80	超标
17	+17.87	57.84	超上限	91.20	超标
18	+20.14	60.10	超上限	93.73	超标

18 层里只有 7 层合格（第 7~13 层），底下 6 层不够、上面 5 层超标。而且注意最后两列的分裂：第 12、13 层的余压是"规范合格"的，但按 GB 12955 的 80 N 口径已经是"推不动"的。同一个物理量，两套判据给出相反的结论。

五、只有 10 Pa 宽的走廊：门缝多严、多松都没用

有人会说：那我把门的密封条做好一点/差一点，不就调过来了？

设楼梯间内的机械基准表压为 pm（竖井内空气连通、流速低，表压沿高度基本均一），则第 i 层余压：

Δpi = pm + si

要让全楼都落在 40~50 Pa，必须同时满足：

底层（s1 = −3.83）≥ 40 → pm ≥ 43.83 Pa
顶层（s18 = +20.14）≤ 50 → pm ≤ 29.86 Pa

可行窗口是 [43.83, 29.86]。上界小于下界，这是个空集。

用门缝面积 A 扫一遍也一样——A 只能挪 pm，挪不动极差：

门缝有效面积 A (m²)	等效缝宽 (mm)	机械表压 pm (Pa)	1 层余压 (Pa)	18 层余压 (Pa)
0.0062	1.0	7358	7354	7378
0.0124	2.0	1835	1831	1855
0.0186	3.0	813	809	833
0.0248	4.0	455	451	475
0.0372	6.0	199	195	219
0.0496	8.0	110	106	130

（这张表的绝对值之所以荒谬，见第十节——它说明的是"定风量不泄压"这个做法本身不成立，不是门缝的问题。但看相对关系就够了：A 从 1 mm 改到 8 mm，pm 掉了 30 倍，而 1 层和 18 层的差值始终是 23.97 Pa，一动不动。）

这是本篇最硬的一条结论：热压极差是"楼高 × 温度差"决定的，跟门缝、跟风量、跟风机型号全都无关。只要这栋楼有 54 m 高、冬天楼梯间比室外暖 9.44 K（全楼平均），那 23.97 Pa 就摆在那儿，而区间只有 10 Pa 宽。这不是"效果打折"，是归零。

六、两套"力"的口径差：110 N 和 80 N 为什么打架

GB 51251 §3.4.9 给了最大允许压力差的计算公式：

P = 2(F′ − Fdc)(Wm − dm) / (Wm · Am)， Fdc = M / (Wm − dm)

代基准参数（Wm = 1.0 m，Am = 2.1 m²，dm = 0.06 m，M = 25 N·m）：

Fdc = 25 / 0.94 = 26.60 N（克服闭门器本身要花的力）
F′ = 110 N 时，Pmax = 2 × (110 − 26.60) × 0.94 / (1.0 × 2.1) = 74.67 Pa

规范自己在 §3.4.4 给的却是 40~50 Pa，相对 Pmax 有 1.49 倍裕度。看起来很安全。但把 F′ 反解出来就露馅了：

口径	来源	含义	对应的余压上限 (Pa)
F′ = 110 N	GB 51251 §3.4.9 条文	门的总推力，成年人紧急状态	74.67
F′ = 80 N	GB 12955 §5.9.2	门扇开启力，出厂检验	47.81
规范实取	GB 51251 §3.4.4	40 ~ 50 Pa	50.00

规范的余压上限 50 Pa 落在 47.81 和 74.67 之间：按"紧急时能推开"它合格，按"平时启闭灵活"它超标。两者相差的那 30 N（110 − 80），就是留给老人、孩子、提着东西的人的余量，而 50 Pa 已经先把 Fdc 的 26.60 N 和门面积上的 55.85 N 花掉了 82.45 N。

再往下推一步，门越宽、闭门器越强，这条线越难过：

门宽 Wm (m)	闭门器力矩 15 N·m	25 N·m	40 N·m
0.9	68.48 N（合格）	80.39 N（超标）	98.24 N（超标）
1.0	71.81 N（合格）	82.45 N（超标）	98.40 N（超标）
1.2	79.47 N（临界）	88.25 N（超标）	101.40 N（超标）

（把手距 dm = 0.06 m，余压取 50 Pa）1.2 m 宽的双扇门配上 40 N·m 的闭门器，50 Pa 就要 101.40 N。而住宅疏散门常见 1.0 m 单扇，恰好落在"25 N·m 闭门器 + 50 Pa = 82.45 N"这个刚刚越界的组合上。全表 9 个格子只有 3 个合格，而且只要闭门器力矩上到 40 N·m，无论多窄的门都超标。

七、最凶险的那一格：顶层 60.10 Pa / 93.73 N

把"楼层位置 × 季节"做成四象限，最凶险的那一格是顶层 × 严寒冬季。这张表是变频 + 测点第 10 层的口径（测点层恒定 45 Pa，其余层随季节浮动）：

楼层	冬季（室外 −5 ℃）	夏季（室外 32 ℃）	冬夏之差
1 层	36.13 Pa / 66.96 N	47.02 Pa / 79.12 N	+10.89 Pa
10 层（测点）	45.00 Pa / 76.86 N	45.00 Pa / 76.86 N	0
18 层	60.10 Pa / 93.73 N	43.20 Pa / 74.85 N	−16.89 Pa

顶层那一格为什么凶？不是因为它"余压最高"，而是因为它同时踩了三条线：

余压 60.10 Pa，超出规范上限 20.2%；
推力 93.73 N，超出 GB 12955 的 80 N 限值 17.2%，虽然还低于 110 N 的总推力限值，但留给"110 N 减去实际"的余量只剩 16.27 N——一个成年男性全力推还行，换成老人或孩子就没有了；
它是疏散路径的终点。屋顶出口、避难层、以及从上面几层下来的人，都要开这一樘门。

顺便说一个反直觉的点：底层不是"更安全"，只是"更不安全的方式不同"。1 层余压 36.13 Pa，低于规范下限 40 Pa，意味着挡烟能力不足；但推力只有 66.96 N，门很好开。顶层反过来：挡烟绰绰有余，门却推不动。一个是防烟失效，一个是疏散失效，两种失效的代价完全不同。

八、9 层是分水岭：临界高度 26.21 m，规范却要到 100 m 才要求分段

热压极差 = 平均热压梯度 ×（顶层门中心高 − 底层门中心高）。规范允许的宽度是 10 Pa。解"极差 = 10 Pa"，就得到能做定的临界楼高。

用本站上一篇那张楼高—温度表（同一套模型、同一批参数）复算，并用 54 m 的精确积分值（23.97 Pa）标定修正系数 1.0872：

楼高 / 层数	底层温度	顶层温度	平均温升 (K)	热压极差 (Pa)	全楼能否合规
18 m / 6 层	−2.01 ℃	8.33 ℃	8.16	6.10	可以
33 m / 11 层	−2.77 ℃	10.48 ℃	8.86	13.23	不行
54 m / 18 层	−3.23 ℃	12.10 ℃	9.44	23.97	不行
78 m / 26 层	−3.49 ℃	13.29 ℃	9.90	36.98	不行
99 m / 33 层	−3.62 ℃	14.05 ℃	10.21	48.84	不行

插值得到：临界高度 H* = 26.21 m，约 8.7 层。超过这个高度，一套定风量（或单测点变频）加压系统就不可能让全楼余压同时落在 40~50 Pa。

而 GB 51251 §11.2.2-3（以及 §3.3.1 系列）要求的是：建筑高度大于 100 m 时，机械加压送风系统应竖向分段独立设置，每段服务高度不大于 100 m。

100 m ÷ 26.21 m = 3.82 倍。规范的 100 m 门槛是为了系统可靠性（风机压头、风管承压、一段失效不拖垮全楼），不是为余压均匀性。两个目标用同一个门槛，必然有一个被牺牲——被牺牲的恰好是余压。

对 54 m 的住宅楼来说：54 ÷ 26.21 = 2.06，需要分 3 段。而按现行规范，54 m 根本不需要分段。

九、定风量系统为什么非泄压不可：设计风量是维持余压所需风量的 4.25 倍

第五节那张"pm = 813 Pa"的荒谬表，需要一个解释。先看规范的风量是怎么定出来的。

18 层、H = 54 m > 24 m，按 §3.4.5~3.4.7：

L1 = Ak · v · N1 = 2.1 m² × 1.0 m/s × 3 层 = 6.300 m³/s = 22 680 m³/h
（前室不送风，门洞风速取 1.0 m/s；N1 = 3，着火层及上下层）
L2 = 0.827 × A × ΔP1/2 × 1.25 × N2 = 0.827 × 0.0186 × 120.5 × 1.25 × 15 = 0.999 m³/s = 3 597 m³/h
（v = 1.0 m/s 对应 ΔP = 12.0 Pa；N2 = 18 − 3 = 15）
计算风量 Lj = 26 277 m³/h
按 §3.4.2 与表 3.4.2-3（50 m < h ≤ 100 m，39 600 ~ 45 800 m³/h），单扇门乘 0.75 → 29 700 m³/h，取大值
按 §3.4.1 强条乘 1.2 → 设计风量 35 640 m³/h = 9.90 m³/s

现在关键的一问：关着门、维持 45 Pa 到底需要多少风量？把第四节的逐层余压代回漏风公式：

工况	所需风量 (m³/h)	相对设计风量
开门（3 层门洞 1.0 m/s）——设计依据	35 640	100%
关门、维持测点 45 Pa	8 389	23.5%

设计风量是关门工况所需风量的 4.25 倍。这不是设计错误——规范要求按开门工况选型，是必须的。但它意味着：只要门一关，多出来的 76.5% 风量必须有地方去。没有泄压阀、没有变频，就只能从门缝挤出去，而门缝的导纳是固定的，于是压力一路涨到 813 Pa。

规范知道这件事。§3.4.4-3 写着"当系统余压值超过最大允许压力差时应采取泄压措施"，§5.1.4 写着"机械加压送风系统宜设有测压装置及风压调节措施"。注意用词：泄压是"应"，测压调节是"宜"。

十、泄压阀的两难：泄掉 79.3% 的风量，底层只剩 26.03 Pa

最常见的做法是定风量风机 + 顶部余压阀（泄压阀）。设定 50 Pa，超过就泄。算一下这套系统的稳态：

余压阀设定 (Pa)	机械表压 pm (Pa)	1 层余压 (Pa)	18 层余压 (Pa)	门缝漏风 (m³/h)	泄压阀泄掉 (m³/h)	泄压占比
40	19.86	16.03	40.00	6 230	29 410	82.5%
45	24.86	21.03	45.00	6 834	28 806	80.8%
50	29.86	26.03	50.00	7 387	28 253	79.3%
55	34.86	31.03	55.00	7 900	27 740	77.8%
60	39.86	36.03	60.00	8 380	27 260	76.5%

把两难摆在一起看：

目标	需要的 pm	另一端的结果	缺口
顶层压到 50 Pa（不超上限）	29.86 Pa	底层 26.03 Pa（下限 40）	缺 13.97 Pa
底层抬到 40 Pa（不低于下限）	43.83 Pa	顶层 63.97 Pa（上限 50，推力 98.05 N）	超 13.97 Pa

两个缺口都是 13.97 Pa，而且这不是巧合：13.97 = 23.97（热压极差）− 10（区间宽度）。缺口恰好等于"热压给的量"减去"规范允许的量"，一分不多一分不少。你想把顶层按下去多少，底层就掉多少——因为泄压阀改变的是 pm，它平移整条曲线，不改变曲线的斜率。

顺带一个容易被忽略的数字：设定 50 Pa 时，泄压阀要泄掉 28 253 m³/h，占总风量的 79.3%。这意味着那台 35 640 m³/h 的风机，83% 的时间（关门时）在做无用功，而且泄压阀本身是个噪声源。

十一、变频 + 测点：第 10 层最优，但还是救不回来

既然泄压阀只能平移曲线，那变频 + 压差反馈呢？答案是：能选"把曲线放在哪"，不能改"曲线有多斜"。

把测点逐层扫一遍（设定 45 Pa），统计全楼违约总量：

测点层	1 层余压 (Pa)	18 层余压 (Pa)	全楼违约 (Pa·层)	所需风量 (m³/h)
1	45.00	68.97	101.92	9 177
4	43.30	67.26	83.80	9 031
7	40.17	64.14	55.91	8 757
10	36.13	60.10	42.90（最小）	8 389
13	31.24	55.20	60.16	7 920
16	25.44	49.41	116.53	7 324
18	21.03	45.00	178.66	6 834

最优测点是第 10 层，此时全楼违约 42.90 Pa·层，是 18 个选项里最小的。但即使最优，仍有 11 层不合格（底下 6 层 + 上面 5 层）。

最优测点的位置有个解析解：让全楼余压区间的中点对齐 45 Pa，也就是测点放在 热压分量的中位数层——s(z) = (s1 + s18)/2 = (−3.83 + 20.14)/2 = 8.16 Pa 的那一层，对应第 10 层（实测 s10 = 5.04 Pa，最近）。

注意一个反常识的地方：最优测点既不是底层也不是顶层，甚至不在楼的一半（第 9 层），而在第 10 层——因为热压曲线在楼的上半截更陡（见第三节），要让"低于下限的层数"和"高于上限的层数"配平，测点得往上偏一点。而且第 12 层是个分界：测点往上挪，底层跌破 40 Pa 的层数增加得比顶层减少得快。

另外注意最后一列：测点越往上，所需风量越小（顶层 6 834 vs 底层 9 177 m³/h，差 34.3%），因为上部楼层热压帮忙"顶着"，门缝漏风少。变频系统把测点装高了，风机选型可以小一号——这是唯一一个"热压帮忙"的地方。

十二、竖向分段：切成 3 段后全楼合规

既然极差由楼高决定，那就把楼切短。按第八节的 H* = 26.21 m，54 m 分 3 段，每段 18 m / 6 层。用上一篇 18 m 档的温度剖面（底层 −2.01 ℃、顶层 8.33 ℃）算其中一段：

段内层	高度 (m)	楼梯间温度 (℃)	热压分量 (Pa)	余压（中值 45 Pa）	合规性
1	1.5	−2.01	−2.85	42.15	合格
2	4.5	0.06	−2.28	42.72	合格
3	7.5	2.13	−1.42	43.58	合格
4	10.5	4.19	−0.27	44.73	合格
5	13.5	6.26	+1.15	46.15	合格
6	16.5	8.33	+2.85	47.85	合格

段内极差 5.70 Pa，全段 42.15~47.85 Pa，6 层全合格，而且都离上下限有余量。推力区间 73.6~80.0 N，恰好压在 GB 12955 的 80 N 线上（余量 0~6.4 N，偏紧，但合格）。

方案	极差 (Pa)	合规层数 / 18	顶层推力 (N)	代价
不分段的定风量 + 泄压阀（设定 50）	23.97	0	82.45	无
不分段 + 变频（测点第 10 层）	23.97	7	93.73	变频 + 传感器
分 3 段（每段 18 m）	5.70	18	80.0	3 台风機 + 3 套竖井/风管

分 3 段是唯一能让全楼合规的方案，代价是风机台数和竖井/风管占用面积翻三倍。这也是为什么工程上很少这么干——规范没要求，甲方不会为"余压更均匀"多付两台风机的钱。结论不是"设计院偷工减料"，而是"规范的目标函数和物理约束不对齐"。

十三、验收季节决定合不合格：冬夏顶部差 22.80 Pa

这是一条制度性的结论，也是本篇最实用的一条。

GB 51251 §8.2.5 规定验收方法："选取送风系统末端所对应的送风最不利的三个连续楼层……测试前室及封闭避难层（间）的风压值及疏散门的门洞断面风速值，应分别符合本标准第 3.4.4 条和第 3.6 条的规定，且偏差不大于设计值的 10%。"

条文里没有一句话规定验收季节。而冬夏顶层的热压分量相差 22.80 Pa，是规范允许区间宽度（10 Pa）的 2.28 倍。

季节	室外温度	楼梯间温度	ρo−ρs	热压梯度	顶部热压分量
冬季（采暖）	−5 ℃	分层 −3.23 → 12.10 ℃	0.0086 → 0.0789	+0.085 → +0.774 Pa/m	+20.14 Pa
夏季	32 ℃	均一 30 ℃	−0.0076	−0.0749 Pa/m	−2.66 Pa

夏季为什么反而变负？因为非采暖季管道井立管不供热，楼梯间失去了热源，温度只剩太阳辐射（固定窗）加热，与室外接近甚至略低（无内热源的围护空间夜间散热）。温差一反转，热压方向跟着反转。

这里有两套口径，别混着用：

定风量 + 泄压阀（pm 恒定，工程上最常见）：冬夏顶层余压差 = 22.80 Pa，全楼同值；
变频 + 单测点（测点层恒定）：冬夏顶层余压差 = 16.89 Pa（见第七节表），因为风机会把测点层补回 45 Pa，吃掉了一部分差值。

取更不利的定风量口径，于是：

冬天验收调好（顶层 45 Pa）→ 夏天顶层只剩 22.20 Pa，远低于 40 Pa 下限 → 挡不住烟；同一时刻 1 层只剩 17.22 Pa；
夏天验收调好（顶层 45 Pa）→ 冬天顶层冲到 67.80 Pa，超出上限 17.80 Pa（35.6%），推力 102.33 N → 门推不动。

注意这两种失败不是对称的：夏天不合格是"余压不够、挡不住烟"，冬天不合格是"余压过头、门推不开"。前者在火灾时表现为烟气侵入，后者在火灾时表现为人跑不出去。而规范对两者的验收判据是同一句"40~50 Pa"。

反过来用：这也给了一个极简单的现场判据——同一套系统，冬天和夏天各测一次顶层余压，定风量系统差值应接近 22.80 Pa，变频系统应接近 16.89 Pa。如果差值小于 5 Pa，说明楼梯间温度没有沿高度分层，或者楼梯间温度与室外几乎一致，那套系统的热压风险确实可以忽略。

十四、地域差异：哈尔滨 4 层就临界，上海 17 层

把室外温度扫一遍（楼梯间温度剖面沿用同一套，实际会随室外温度平移，此处是热度而非强度分析）：

室外温度	全楼热压极差 (Pa)	临界高度 H* (m)	临界层数	代表城市（采暖计算温度量级）
−15 ℃	49.48	12.70	4.2	哈尔滨、乌鲁木齐
−10 ℃	36.48	17.22	5.7	沈阳、呼和浩特
−5 ℃	23.97	26.21	8.7	北京、西安、郑州
0 ℃	12.39	50.72	16.9	济南、徐州
+5 ℃	4.00	156.87	52.3	长江流域部分城市

严寒地区的临界层数掉得极快：−15 ℃ 时 4 层楼就到了临界，比 −5 ℃ 的 8.7 层少一半还多。原因是双重的——室外更冷，楼梯间与室外的温差更大；同时楼梯间自身也更冷，围护散热更多，但平均温升的增幅盖过了这一项。

反过来，在长江流域（采暖计算温度 0~5 ℃），18 层楼的极差只有 12~4 Pa，这套问题基本可以忽略。这不是一个"全国都一样"的问题，是一个北方问题。

十五、10 分钟现场验证：一只微压计，两个读数

不需要模型，不需要拆门，一把手持微压计（量程 0~200 Pa、精度 ±1 Pa，市面上几百元）就能验证本篇的核心结论。

选一个采暖日，室外最好低于 0 ℃，风小于 3 级（避开风压干扰）。
测两处：楼梯间与走道之间的压差，分别在 1 层和顶层，测点高度取门缝中部（约 1.0 m）。把门关严，等 30 秒读数稳定。
算差值：顶层读数 − 1 层读数。本篇算的是 23.97 Pa。实测落在 18~28 Pa 区间内就说明模型成立（门缝施工偏差、走道漏气、电梯井耦合都会让实测偏小）。
看是否达标：如果两个读数里有一个不在 40~50 Pa，按第五节的表，这栋楼无论怎么调都不可能让全楼都达标，不要反复折腾风机。
换个季节再测一次：按第十三节，冬夏顶层读数应该差 20~25 Pa。如果差值小于 5 Pa，说明楼梯间温度剖面没建立起来（常见原因：楼梯间外窗常年敞开、或楼梯间里有暖气片把温度拉平）。
想验证推力：用弹簧秤钩住门把手，垂直门面缓慢拉，读门刚要动时的示数。顶层在冬天应读到 8.4~9.6 kgf（82~94 N）（若余压阀设定 50 Pa 取下限，若为变频取上限）。如果读到 11 kgf（108 N）以上，这樘门在紧急状态下已经顶到规范假设的极限，离 110 N 只剩 2 N。

安全提示：以上测量请在物业或消防管理人员配合下进行，不要自行操作或遮挡防烟设施；加压送风机属于消防设施，任何调节都应由具备资质的单位实施并重新验收。

十六、措施表：谁来做、做哪一项、值多少

措施	解决什么	量化效果	代价	谁来做	什么时候有效
竖向分段（每段 ≤26 m）	极差本身	23.97 → 5.70 Pa，全楼合规	风机 ×3、竖井/风管占用面积 ×3	设计院 + 开发商	只有新建/改造能做
变频 + 单测点（装第 10 层）	曲线位置	违约 101.92 → 42.90 Pa·层（最优）	变频器 + 压差传感器，约万元级	物业 / 消防维保	既有建筑改造可行
每层余压阀（分散泄压）	逐层削峰	把顶部 20.14 Pa 就地泄掉，不影响底层	18 个余压阀 + 每层接管	消防维保	可行，但需逐层调定
顶部泄压阀	顶层超压	顶层压到 50 Pa，但底层掉到 26.03 Pa	低	消防维保	❌ 治标，制造底层缺口
加密门缝密封条	漏风量	极差 0 改善；pm 上升	极低	物业	❌ 无效，见第五节
放松门缝	漏风量	极差 0 改善；pm 下降	无	—	❌ 违规且无效
换小力矩闭门器（25 → 15 N·m）	开启力	50 Pa 下推力 82.45 → 71.81 N，省出 10.64 N，回到 80 N 以内	闭门器成本，需复核防火门自闭可靠性	消防维保 + 验收	✅ 单点最有效
楼梯间外窗关严 / 加保温	楼梯间温度剖面	见上一篇：顶层 12.10 → 16.98 ℃，极差反而可能增大	中	物业	⚠️ 方向不确定，需重算

表里最值得单说的一条是换小力矩闭门器。多数人第一反应是"加压系统有问题"，但从第六节的敏感性表看，闭门器力矩从 25 N·m 降到 15 N·m，Fdc 从 26.60 N 降到 15.96 N，直接省出 10.64 N，能让 50 Pa 下的推力从 82.45 N 回到 71.81 N。这是唯一一项不用动风系统、成本几百元、且立刻见效的措施——但前提是闭门器仍能满足防火门自闭可靠性要求，必须重新验收，不能自己换。

十七、四重自检：这套解凭什么可信

① 端点检验

把楼高压到 0（H → 0），极差 → 0，全楼只有一个余压值，必然能落在 40~50 Pa 内 → 与第八节"18 m 时极差 6.10 Pa、合规"的趋势一致。把楼梯间温度压到等于室外（Δt = 0），ρo − ρs = 0，s(z) ≡ 0，极差 = 0 → 模型退化为规范默认的无热压工况，与 §3.4.5~3.4.9 的算式完全重合。

② 极限检验

把室外温度推向 −273 ℃（ρo → ∞），极差 → ∞，模型不产生非物理的负压力或虚数；反过来把室外温度推到远高于楼梯间（夏季工况），Δρ 变号，极差变负，方向自动反转 → 与第十三节夏季 −2.66 Pa 的结果自洽。

③ 设计工况反算（闭式解特例校验）

取 Δρ 为常数（单一楼梯间温度 6.71 ℃，即上一篇之前的口径），极差应有闭式解 Δρ·g·(z18 − z1) = 0.0441 × 9.81 × 51 = 22.06 Pa。数值积分给出 23.97 Pa，偏差 +8.66%，差异全部来自温度分层（上部楼层 Δρ 更大），方向正确、量级吻合。

④ 外部实测校验

孙于萍、赵国敏《加压送风系统压力计算方法研究》（《消防科学与技术》2019 年第 38 卷第 4 期，492–494 页）以某 22 层建筑为例，风机设计风量 51 240 m³/h、全压 817 Pa，用质量与能量守恒方程组求解，得到关门状态下楼梯间余压 226 Pa，所需开门力 271 N，并注明"与工程实测结果较吻合"。

用本篇的模型去对：定风量无泄压时，我算出的 18 层解是 pm = 813 Pa，比文献的 226 Pa 高 3.6 倍。差异来自漏风面积——我按规范 §3.4.7 只算了 18 个疏散门缝（A = 0.0186 m²/层），而实际楼梯间还有外窗缝、管井检修门、施工缝、电梯厅门等漏风路径。用文献工况反标定等效漏风面积：

51 240/3600 = 22 × 0.827 × A × 1.25 × √226 → A ≈ 0.0416 m²/层

是纯门缝口径的 2.24 倍，符合"还有其他漏风路径"的预期。把这个 A 代回本篇的 18 层模型（风量 35 640 m³/h）：

pm = 813 × (0.0186/0.0416)² = 163.9 Pa（文献 22 层实测 226 Pa）
对应开门力 = 163.9 × 1.11702 + 26.60 = 209.8 N（文献 271 N）

层数不同（18 vs 22）、风量不同（35 640 vs 51 240 m³/h）、漏风路径口径不同，但方向一致（关门即严重超压）、量级吻合（偏差 −27.4% / −22.6%，全部可归因于层数与风量差异）、且开门力与余压的换算关系落在同一条直线上。外部实测校验通过。

这条校验还有一个附加价值：它说明"关门就超压"不是本篇模型的臆造，而是工程实测已经确认的普遍现象，只是文献通常把原因归结为"风量选型过大"，本篇指出的是第二重原因——即使风量选得刚好，只要楼够高、冬天够冷，光是热压就能把区间撑破。

十八、这套算法什么时候不成立

边界条件	本篇的处理	失效时会怎样	影响方向
走道/住户侧压力 = 同高度室外压力（per_floor）	沿用上一篇已校准的假设	若走道竖向贯通（电梯厅、管井连通且中性面在半高），走道自身也有 1.1014 Pa/m 的热压梯度，顶层要再减约 28 Pa	方向反转，是下篇选题
楼梯间内表压沿高度均一	竖井内流速低，动压可忽略	高风速竖井（>8 m/s）会引入沿程阻力，上部表压偏低	部分抵消热压，偏乐观
漏风指数 n = 2	规范 §3.4.7 推荐值	实际门缝 n 在 1.6~2.2 之间	影响 pm，不影响极差
门缝有效面积 A = 0.0186 m²（缝宽 3 mm）	取规范 0.002~0.004 m 中值	施工偏差可达 ±50%	只影响 pm，不影响极差
忽略风压	时间均值为零	大风天瞬时 ±20~40 Pa，可与热压同量级	顶层背风面最不利
忽略电梯井活塞效应	只影响瞬时值	轿厢运行产生 ±10~30 Pa 压力波	叠加在瞬时值上
楼梯间温度剖面取自本站上一篇	18 层、层高 3 m、围护 UA = 240 W/K、立管散热 9 175 W	楼梯间有暖气片、或外窗常年敞开，剖面完全不同	可能大幅减小极差
没算前室	独立前室不送风的最不利工况	前室加压会形成第三、第四个节点，需要网络模型	量级不变，分布改变

FAQ

1. 我家是 6 层的老楼，需要担心这个吗？

看第八节的表：6 层（18 m）的极差是 6.10 Pa，小于规范区间宽度 10 Pa，理论上还能做到全楼合规。但这是北京（−5 ℃）的口径；如果在哈尔滨（−15 ℃），临界层数掉到 4.2 层，6 层楼就已经超标了。另外，6 层及以下的多层住宅通常不需要机械加压送风（自然通风即可满足 §3.1 的要求），所以这个问题对 6 层楼基本不存在。

2. 那为什么消防验收每次都"合格"？

三个原因，按重要性排序：① 验收时的余压读数本来就在 40~50 Pa 之间——按 §8.2.5，只测"送风最不利的三个连续楼层"，通常是系统末端（顶层附近），测的就是那一处，全楼分布不在验收范围内；② 验收季节（第十三节），夏天验收的系统冬天必然超标，反之亦然；③ 验收时门是关着的还是开着的、风有没有开，都会显著改变读数。"验收合格"和"全楼在任何时候都合格"是两件事。

3. 我家楼梯间的防火门冬天确实很难开，是这个原因吗？

有可能，但先排除更常见的原因：闭门器力度调得过大、门扇下垂蹭地、地弹簧/合页缺油、门框变形。判断方法很简单——如果是热压导致的，那么同一樘门在夏天会明显好开（第十三节：冬夏差 22.80 Pa）。如果夏天一样难开，那就是五金件问题，跟加压系统无关。

4. 顶层住户的入户门是不是也受影响？

不受影响。机械加压只作用于楼梯间（和前室），加压风机的风不会进到住户家里。但住户门两侧确实存在压差，那是由住户自己的烟囱效应决定的，量级在几 Pa，参见烟囱效应中性面那篇的逐层压差表。

5. 把楼梯间外窗封死、或者给楼梯间装暖气片，能改善吗？

方向不确定，可能适得其反。给楼梯间升温会加大楼梯间与室外的温差，从而加大热压梯度——按本站上一篇的措施表，楼梯间围护加保温（UA 减半）会让顶层温度从 12.10 ℃ 升到 14.26 ℃，热压极差随之增大。想减小热压，要的是"缩小楼梯间与室外的温差"，也就是给楼梯间降温，而不是升温。但这与采暖节能的目标正好相反——楼梯间越暖，住户漏热越少（上一篇算过：全楼净省 931 元/季）。防烟和节能在这里是矛盾的。

6. 分 3 段真的有人做吗？

住宅项目很少见，因为规范只要求 >100 m 才分段，54 m 分 3 段属于超标设计，甲方一般不会买单。公共建筑（医院、超高层办公）做得多一些，但通常是出于可靠性而非余压均匀性。更常见的折中是"每层余压阀"（措施表第三行）——把 20.14 Pa 的顶部热压就地泄掉，而不影响底层，这是既有建筑改造里性价比最高的方案。

7. 这套算法能不能直接拿去算我们楼？

不能直接用，但可以套。你需要三个输入：① 楼梯间的逐层温度（本站上一篇给了 18 层的完整解，其他楼高可以按那篇的表格插值）；② 室外采暖计算温度（当地气象参数）；③ 楼层数与层高。有了这三样，按第三节的积分做一遍就能得到极差，然后与 10 Pa 比较即可判断"能不能做到全楼合规"——这一步甚至不需要知道风量、门缝、风机型号，因为极差与这些全都无关（第五节）。