建筑防排烟系统几个问题的探讨
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摘 要：根据实际工程经验以及工程项目中所遇到的问题，并结合国家标准GB51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》，对建筑防排烟系统设计中目前尚不够明确的消防前室正压送风系统正压值的控制技术、防烟分区挡烟垂壁的设置高度相关的影响因素和要求，以及规范中所规定的有一定耐火极限要求的防火风管涉及具体施工安装可行性的型式等相关问题进行分析、探讨，给出可实施性的方案或建议。
关键词：建筑防排烟;正压送风;挡烟垂壁;防火风管
0引言
建筑防排烟系统是建筑防火设计的非常重要的一环，火灾中烟气是对人的生命安全产生威胁的最大因素，而正确合理的防排烟系统设计则可以有效地降低烟气在火灾中对人员的生命安全威胁，确保建筑物内人员顺利疏散、安全避难，为火灾扑救创造有利条件。但目前具体工程的防排烟系统设计与实施中，尚有部分不够明确的问题。笔者根据多年工程经验，并结合相关标准，对建筑防排烟系统中的防烟楼梯间及前室正压送风系统的正压控制、挡烟垂壁的设置高度以及防火风管的型式等问题进行分析、探讨，并给出相关建议。
1 防烟楼梯间及前室正压送风系统的余压控制
按相关规范：机械加压送风量应满足走廊至楼梯间的压力呈递增分布，余压值应符合下列要求：（1）前室、合用前室、消防电梯前室、封闭避难层（间）与走道之间的压差应为25Pa-30Pa;（2）防烟楼梯间、封闭楼梯间与走道之间的压差应为40Pa-50Pa;（3）当系统余压值超过最大允许压力差时应采取泄压措施。新规范中，从基于余正压不影响疏散门开启的技术角度，规定了系统的最大允许压力差的计算方法[1]。
实际工程中，由于相关系统裕量的因素，系统余压值常常超过最大允许压力差，而导致系统调试中出现疏散门无法打开的现象，因此目前系统设计中，基本均设计有泄压装置。目前常用的泄压装置有两种，分别为设置楼梯间或前室余压阀和设置风系统旁通泄压阀的方式。
实际工程中，由于余压阀受建筑与装修的限制，更多项目偏向采用设置风系统压差旁通泄压阀的方式。对于后一种方式，一般于前室或楼梯间适当位置设置压力传感器，控制加压送风机出口处的旁通泄压阀，以调整前室或楼梯间的余压值。
对于前室正压送风系统的旁通泄压阀，按常规般理解，宜为比例可调型的电动风量调节阀，但具体工程项目中，如采用比例可调型的电动风量调节阀，则不得不面临以下问题，各类消防系统的电控阀门必须接入消控系统，但该阀却无法直接接入消控系统，因消控系统只接收数字量（启闭）信号，不接收模拟量（调节）信号。
为避免部分工程竣工前夕，发现此问题而无法按期正常联动调试，有必要于设计前期对此压差控制旁通泄压阀的类型和控制方式进行明确，笔者作如下建议。
对于采用压差旁通泄压阀进行余压控制的正压送风系统中，楼梯间正压送风系统，由于测压点仅固定为一处，可在调试阶段一次性调定旁通阀开度，且可永久保持，因此楼梯间系统建议采用开关型阀度手动可调电动风阀，或开关型电动风阀加一手动调节阀，该电动风阀可结合压差开关，统一并入消控系统，由消控系统控制该旁通阀的开启与关闭。该系统设计原理简单，易实现，投资小。
而对于前室正压送风系统，如图1所示，每层前室均需设置压力传感器。在一个系统中，最高层前室和最低层前室实现相同压差时，由于管路阻力的差异，相应阀体开度会有所差异，因此前室系统建议采用比例可调型电动风量调节阀结合压力传感器的方式。由相应楼层前室的压差开关控制旁通风阀的开度，当任意一个前室超压时，该比例可调型电动旁通风阀开度不断增大，直至压差值不超过30Pa，此时阀门开度保持在此位置;但如果调节过程中，在某一特定量程范围内，阀门开度调整对风量影响偏大，或由于其他原因，压差值小于25Pa时，旁通风阀开度需不断减小，直至压差值不小于25Pa。此方案由于采用阀度调节型阀门，其差压控制风阀需自成独立系统，消控无法控制，也不属于楼控范畴。但此独立控制系统需具备消控通讯接口，必须将此接口接入消控，以保证消控系统对此电动风阀可监。该系统设计的优点是旁通风阀的开启角度可根据加压部位的压差值进行调整，具备较大量程的风量可调性，但缺点是所需实现的压差范围太小（25Pa-30Pa），调节过程中可能产生频繁振荡，且系统较复杂，造价高[2]。
2 挡烟垂壁设置高度
挡烟垂壁可分为固定式挡烟垂壁和活动式挡烟垂壁。
按规范的相关规定，挡烟垂壁等挡烟分隔设施的深度不应小于规定的储烟仓厚度，一般理解挡烟垂壁底边高度即为设计控制的烟层底高度;当采用自然排烟方式时，储烟仓的厚度不应小于空间净高的20%，且不应小于500mm;当采用机械排烟方式时，不应小于空间净高的10%，且不应小于500mm;同时储烟仓底部距地面的高度应大于安全疏散所需的最小清晰高度;且机械排烟系统中，单个排烟口的最大允许排烟量也与烟层厚度相关。
按照《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB51251-2017）第4.6.9条：走道、室內空间净高不大于3m的区域，其最小清晰高度不宜小于其净高的1/2，其他区域的最小清晰高度应按下式计算：
式中为最小清晰高度（m）;对于单层空间，取排烟空间的建筑净高（m），对于多层空间，取最高疏散楼层的层高（m）。
按照《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB51251-2017）第4.6.14条：机械排烟系统中，单个排烟口的最大允许排烟量宜按下式计算：
式中为单个排烟口最大允许排烟量，m3/s;为排烟位置系数;为排烟系统吸入口最低点之下烟气层厚度，m;为烟层的平均绝对温度，K;为环境的绝对温度，K。
按以上规范的相关条文和计算公式规定，挡烟垂壁底部距地高度与建筑高度、烟层厚度、单个排烟口最大允许排烟量等因素均相关。对于空间净高不大于3m的走道、室内空间，仅规定最小清晰高度不宜小于其净高的1/2，并未规定相关联的挡烟垂壁底标高对消防疏散通行最小净空高度要求的影响，导致目前具体设计中受机械排烟口面积、自然排烟窗设置高度等限制，经常出现3m以下净高的空间挡烟垂壁底边高度小于1.8m。虽然采用了电动挡烟垂壁，平时通行高度无碍，但火灾时一旦挡烟垂壁放下，立即影响了火灾逃生的疏散高度。建议应对走道和室内空间净高不大于3m区域的挡烟垂壁对疏散高度的影响做明确限制，避免设计混乱。 3 防火风管型式
按规范规定，加压送风管竖向设置时应独立设置在管道井内，当确有困难时，未设置在管道井内或与其他管道合用管道井的送风管道，其耐火极限不应低于1.00h;水平设置的送风管道，当设置在吊顶内时，其耐火极限不应低于0.50h，当未设置在吊顶内时，其耐火极限不应低于1.00h。对于机械排烟风管，竖向设置的排烟管道应设置在独立的管道井内，排烟管道的耐火极限不应低于0.50h;水平设置的排烟管道应设置在吊顶内，其耐火极限不应低于0.50h，当确有困难时，可直接设置在室内，但管道的耐火极限不应小于1.00h;设置在走道部位吊顶内的排烟管道，以及穿越防火分区的排烟管道，其管道的耐火极限不应小于1.00h。
由于金属风管管材本身难以实现耐火极限要求，对于风管的防火处理，目前普遍认可的是参照钢结构防火保护措施的方法，喷涂防火涂料和包裹防火板。目前市场中，较为认可的是金属风管外设置防火板包裹，但该风管防火措施安装操作空间要求高，管壁厚，特别是位于管井内的风管难以施工。
另07K103-2《防排烟设备及附件选用与安装》图集中推荐的防火风管为纤维增强硅酸盐板，且有制作和安装方式说明。防火风管较为适合于管道井中安装。但目前具体设计中遇到的问题时，在《建筑机电工程抗震设计规范》中，规定高层建筑及9度地区的建筑应采用热镀锌钢板或钢板制作。而图集中所推荐的纤维增强硅酸盐板不属于金属风道，相关法规条文无法合拍，造成设计与施工安装的左右为难。建议图集中可增加同时满足各方法规，并利于安装实施的金属复合防火风管，以解决高层建筑管井内有耐火极限要求的防火风管的设计、安装问题[3]。
4结语
对于防烟楼梯间和前室的正压控制，特别是前室的正压值控制，目前普遍采用的启闭型开关泄压风阀难以控制不同楼层前室的正压控制值，建议采用比例可调型的电动风量调节阀，与前室压力传感器自成独立系统，且此独立控制系统具备消控通讯接口，此接口接入消控，消控系统对此电动风阀可监。
对于挡烟垂壁的设置高度，目前规范规定值与多因素相关，但对于净高3m下的空间唯独未提及对火灾时疏散高度的影响，建议明确相关要求。
另对于有一定耐火要求的防火風管，鉴于安装施工的可实施性，以及不同法规内容的未完全合拍，建议能明确满足多方要求的合规产品。
参考文献
[1] 吴兆武，张兵.排烟口个数与挡烟垂壁高度的关系探讨[J].山西建筑，2019（7）：146-147.
[2] 佚名.07K103-2，防排烟设备及附件选用与安装[J].中国建筑标准设计研究院，2019（8）：115-117.
[3] 15K606，建筑防烟排烟系统技术标准图示[J].中国建筑标准设计研究院，2017（10）：59.
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