建筑防排煙系統(tǒng)幾個(gè)問(wèn)題的探討

許煒

摘 要：根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)以及工程項(xiàng)目中所遇到的問(wèn)題，并結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB51251-2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)中目前尚不夠明確的消防前室正壓送風(fēng)系統(tǒng)正壓值的控制技術(shù)、防煙分區(qū)擋煙垂壁的設(shè)置高度相關(guān)的影響因素和要求，以及規(guī)范中所規(guī)定的有一定耐火極限要求的防火風(fēng)管涉及具體施工安裝可行性的型式等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析、探討，給出可實(shí)施性的方案或建議。

關(guān)鍵詞：建筑防排煙;正壓送風(fēng);擋煙垂壁;防火風(fēng)管

0引言

建筑防排煙系統(tǒng)是建筑防火設(shè)計(jì)的非常重要的一環(huán)，火災(zāi)中煙氣是對(duì)人的生命安全產(chǎn)生威脅的最大因素，而正確合理的防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)則可以有效地降低煙氣在火災(zāi)中對(duì)人員的生命安全威脅，確保建筑物內(nèi)人員順利疏散、安全避難，為火災(zāi)撲救創(chuàng)造有利條件。但目前具體工程的防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施中，尚有部分不夠明確的問(wèn)題。筆者根據(jù)多年工程經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建筑防排煙系統(tǒng)中的防煙樓梯間及前室正壓送風(fēng)系統(tǒng)的正壓控制、擋煙垂壁的設(shè)置高度以及防火風(fēng)管的型式等問(wèn)題進(jìn)行分析、探討，并給出相關(guān)建議。

1 防煙樓梯間及前室正壓送風(fēng)系統(tǒng)的余壓控制

按相關(guān)規(guī)范：機(jī)械加壓送風(fēng)量應(yīng)滿(mǎn)足走廊至樓梯間的壓力呈遞增分布，余壓值應(yīng)符合下列要求：（1）前室、合用前室、消防電梯前室、封閉避難層（間）與走道之間的壓差應(yīng)為25Pa-30Pa;（2）防煙樓梯間、封閉樓梯間與走道之間的壓差應(yīng)為40Pa-50Pa;（3）當(dāng)系統(tǒng)余壓值超過(guò)最大允許壓力差時(shí)應(yīng)采取泄壓措施。新規(guī)范中，從基于余正壓不影響疏散門(mén)開(kāi)啟的技術(shù)角度，規(guī)定了系統(tǒng)的最大允許壓力差的計(jì)算方法[1]。

實(shí)際工程中，由于相關(guān)系統(tǒng)裕量的因素，系統(tǒng)余壓值常常超過(guò)最大允許壓力差，而導(dǎo)致系統(tǒng)調(diào)試中出現(xiàn)疏散門(mén)無(wú)法打開(kāi)的現(xiàn)象，因此目前系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，基本均設(shè)計(jì)有泄壓裝置。目前常用的泄壓裝置有兩種，分別為設(shè)置樓梯間或前室余壓閥和設(shè)置風(fēng)系統(tǒng)旁通泄壓閥的方式。

實(shí)際工程中，由于余壓閥受建筑與裝修的限制，更多項(xiàng)目偏向采用設(shè)置風(fēng)系統(tǒng)壓差旁通泄壓閥的方式。對(duì)于后一種方式，一般于前室或樓梯間適當(dāng)位置設(shè)置壓力傳感器，控制加壓送風(fēng)機(jī)出口處的旁通泄壓閥，以調(diào)整前室或樓梯間的余壓值。

對(duì)于前室正壓送風(fēng)系統(tǒng)的旁通泄壓閥，按常規(guī)般理解，宜為比例可調(diào)型的電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，但具體工程項(xiàng)目中，如采用比例可調(diào)型的電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，則不得不面臨以下問(wèn)題，各類(lèi)消防系統(tǒng)的電控閥門(mén)必須接入消控系統(tǒng)，但該閥卻無(wú)法直接接入消控系統(tǒng)，因消控系統(tǒng)只接收數(shù)字量（啟閉）信號(hào)，不接收模擬量（調(diào)節(jié)）信號(hào)。

為避免部分工程竣工前夕，發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題而無(wú)法按期正常聯(lián)動(dòng)調(diào)試，有必要于設(shè)計(jì)前期對(duì)此壓差控制旁通泄壓閥的類(lèi)型和控制方式進(jìn)行明確，筆者作如下建議。

對(duì)于采用壓差旁通泄壓閥進(jìn)行余壓控制的正壓送風(fēng)系統(tǒng)中，樓梯間正壓送風(fēng)系統(tǒng)，由于測(cè)壓點(diǎn)僅固定為一處，可在調(diào)試階段一次性調(diào)定旁通閥開(kāi)度，且可永久保持，因此樓梯間系統(tǒng)建議采用開(kāi)關(guān)型閥度手動(dòng)可調(diào)電動(dòng)風(fēng)閥，或開(kāi)關(guān)型電動(dòng)風(fēng)閥加一手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，該電動(dòng)風(fēng)閥可結(jié)合壓差開(kāi)關(guān)，統(tǒng)一并入消控系統(tǒng)，由消控系統(tǒng)控制該旁通閥的開(kāi)啟與關(guān)閉。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)，投資小。

而對(duì)于前室正壓送風(fēng)系統(tǒng)，如圖1所示，每層前室均需設(shè)置壓力傳感器。在一個(gè)系統(tǒng)中，最高層前室和最低層前室實(shí)現(xiàn)相同壓差時(shí)，由于管路阻力的差異，相應(yīng)閥體開(kāi)度會(huì)有所差異，因此前室系統(tǒng)建議采用比例可調(diào)型電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥結(jié)合壓力傳感器的方式。由相應(yīng)樓層前室的壓差開(kāi)關(guān)控制旁通風(fēng)閥的開(kāi)度，當(dāng)任意一個(gè)前室超壓時(shí)，該比例可調(diào)型電動(dòng)旁通風(fēng)閥開(kāi)度不斷增大，直至壓差值不超過(guò)30Pa，此時(shí)閥門(mén)開(kāi)度保持在此位置;但如果調(diào)節(jié)過(guò)程中，在某一特定量程范圍內(nèi)，閥門(mén)開(kāi)度調(diào)整對(duì)風(fēng)量影響偏大，或由于其他原因，壓差值小于25Pa時(shí)，旁通風(fēng)閥開(kāi)度需不斷減小，直至壓差值不小于25Pa。此方案由于采用閥度調(diào)節(jié)型閥門(mén)，其差壓控制風(fēng)閥需自成獨(dú)立系統(tǒng)，消控?zé)o法控制，也不屬于樓控范疇。但此獨(dú)立控制系統(tǒng)需具備消控通訊接口，必須將此接口接入消控，以保證消控系統(tǒng)對(duì)此電動(dòng)風(fēng)閥可監(jiān)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是旁通風(fēng)閥的開(kāi)啟角度可根據(jù)加壓部位的壓差值進(jìn)行調(diào)整，具備較大量程的風(fēng)量可調(diào)性，但缺點(diǎn)是所需實(shí)現(xiàn)的壓差范圍太?。?5Pa-30Pa），調(diào)節(jié)過(guò)程中可能產(chǎn)生頻繁振蕩，且系統(tǒng)較復(fù)雜，造價(jià)高[2]。

2 擋煙垂壁設(shè)置高度

擋煙垂壁可分為固定式擋煙垂壁和活動(dòng)式擋煙垂壁。

按規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，擋煙垂壁等擋煙分隔設(shè)施的深度不應(yīng)小于規(guī)定的儲(chǔ)煙倉(cāng)厚度，一般理解擋煙垂壁底邊高度即為設(shè)計(jì)控制的煙層底高度;當(dāng)采用自然排煙方式時(shí)，儲(chǔ)煙倉(cāng)的厚度不應(yīng)小于空間凈高的20%，且不應(yīng)小于500mm;當(dāng)采用機(jī)械排煙方式時(shí)，不應(yīng)小于空間凈高的10%，且不應(yīng)小于500mm;同時(shí)儲(chǔ)煙倉(cāng)底部距地面的高度應(yīng)大于安全疏散所需的最小清晰高度;且機(jī)械排煙系統(tǒng)中，單個(gè)排煙口的最大允許排煙量也與煙層厚度相關(guān)。

按照《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251-2017）第4.6.9條：走道、室內(nèi)空間凈高不大于3m的區(qū)域，其最小清晰高度不宜小于其凈高的1/2，其他區(qū)域的最小清晰高度應(yīng)按下式計(jì)算：

式中為最小清晰高度（m）;對(duì)于單層空間，取排煙空間的建筑凈高（m），對(duì)于多層空間，取最高疏散樓層的層高（m）。

按照《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251-2017）第4.6.14條：機(jī)械排煙系統(tǒng)中，單個(gè)排煙口的最大允許排煙量宜按下式計(jì)算：

式中為單個(gè)排煙口最大允許排煙量，m3/s;為排煙位置系數(shù);為排煙系統(tǒng)吸入口最低點(diǎn)之下煙氣層厚度，m;為煙層的平均絕對(duì)溫度，K;為環(huán)境的絕對(duì)溫度，K。

按以上規(guī)范的相關(guān)條文和計(jì)算公式規(guī)定，擋煙垂壁底部距地高度與建筑高度、煙層厚度、單個(gè)排煙口最大允許排煙量等因素均相關(guān)。對(duì)于空間凈高不大于3m的走道、室內(nèi)空間，僅規(guī)定最小清晰高度不宜小于其凈高的1/2，并未規(guī)定相關(guān)聯(lián)的擋煙垂壁底標(biāo)高對(duì)消防疏散通行最小凈空高度要求的影響，導(dǎo)致目前具體設(shè)計(jì)中受機(jī)械排煙口面積、自然排煙窗設(shè)置高度等限制，經(jīng)常出現(xiàn)3m以下凈高的空間擋煙垂壁底邊高度小于1.8m。雖然采用了電動(dòng)擋煙垂壁，平時(shí)通行高度無(wú)礙，但火災(zāi)時(shí)一旦擋煙垂壁放下，立即影響了火災(zāi)逃生的疏散高度。建議應(yīng)對(duì)走道和室內(nèi)空間凈高不大于3m區(qū)域的擋煙垂壁對(duì)疏散高度的影響做明確限制，避免設(shè)計(jì)混亂。

3 防火風(fēng)管型式

按規(guī)范規(guī)定，加壓送風(fēng)管豎向設(shè)置時(shí)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置在管道井內(nèi)，當(dāng)確有困難時(shí)，未設(shè)置在管道井內(nèi)或與其他管道合用管道井的送風(fēng)管道，其耐火極限不應(yīng)低于1.00h;水平設(shè)置的送風(fēng)管道，當(dāng)設(shè)置在吊頂內(nèi)時(shí)，其耐火極限不應(yīng)低于0.50h，當(dāng)未設(shè)置在吊頂內(nèi)時(shí)，其耐火極限不應(yīng)低于1.00h。對(duì)于機(jī)械排煙風(fēng)管，豎向設(shè)置的排煙管道應(yīng)設(shè)置在獨(dú)立的管道井內(nèi)，排煙管道的耐火極限不應(yīng)低于0.50h;水平設(shè)置的排煙管道應(yīng)設(shè)置在吊頂內(nèi)，其耐火極限不應(yīng)低于0.50h，當(dāng)確有困難時(shí)，可直接設(shè)置在室內(nèi)，但管道的耐火極限不應(yīng)小于1.00h;設(shè)置在走道部位吊頂內(nèi)的排煙管道，以及穿越防火分區(qū)的排煙管道，其管道的耐火極限不應(yīng)小于1.00h。

由于金屬風(fēng)管管材本身難以實(shí)現(xiàn)耐火極限要求，對(duì)于風(fēng)管的防火處理，目前普遍認(rèn)可的是參照鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)措施的方法，噴涂防火涂料和包裹防火板。目前市場(chǎng)中，較為認(rèn)可的是金屬風(fēng)管外設(shè)置防火板包裹，但該風(fēng)管防火措施安裝操作空間要求高，管壁厚，特別是位于管井內(nèi)的風(fēng)管難以施工。

另07K103-2《防排煙設(shè)備及附件選用與安裝》圖集中推薦的防火風(fēng)管為纖維增強(qiáng)硅酸鹽板，且有制作和安裝方式說(shuō)明。防火風(fēng)管較為適合于管道井中安裝。但目前具體設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題時(shí)，在《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中，規(guī)定高層建筑及9度地區(qū)的建筑應(yīng)采用熱鍍鋅鋼板或鋼板制作。而圖集中所推薦的纖維增強(qiáng)硅酸鹽板不屬于金屬風(fēng)道，相關(guān)法規(guī)條文無(wú)法合拍，造成設(shè)計(jì)與施工安裝的左右為難。建議圖集中可增加同時(shí)滿(mǎn)足各方法規(guī)，并利于安裝實(shí)施的金屬?gòu)?fù)合防火風(fēng)管，以解決高層建筑管井內(nèi)有耐火極限要求的防火風(fēng)管的設(shè)計(jì)、安裝問(wèn)題[3]。

4結(jié)語(yǔ)

對(duì)于防煙樓梯間和前室的正壓控制，特別是前室的正壓值控制，目前普遍采用的啟閉型開(kāi)關(guān)泄壓風(fēng)閥難以控制不同樓層前室的正壓控制值，建議采用比例可調(diào)型的電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，與前室壓力傳感器自成獨(dú)立系統(tǒng)，且此獨(dú)立控制系統(tǒng)具備消控通訊接口，此接口接入消控，消控系統(tǒng)對(duì)此電動(dòng)風(fēng)閥可監(jiān)。

對(duì)于擋煙垂壁的設(shè)置高度，目前規(guī)范規(guī)定值與多因素相關(guān)，但對(duì)于凈高3m下的空間唯獨(dú)未提及對(duì)火災(zāi)時(shí)疏散高度的影響，建議明確相關(guān)要求。

另對(duì)于有一定耐火要求的防火風(fēng)管，鑒于安裝施工的可實(shí)施性，以及不同法規(guī)內(nèi)容的未完全合拍，建議能明確滿(mǎn)足多方要求的合規(guī)產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳兆武，張兵.排煙口個(gè)數(shù)與擋煙垂壁高度的關(guān)系探討[J].山西建筑，2019（7）：146-147.

[2] 佚名.07K103-2，防排煙設(shè)備及附件選用與安裝[J].中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院，2019（8）：115-117.

[3] 15K606，建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖示[J].中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院，2017（10）：59.