建筑防火设计中机械排烟补风系统防火阀的设置

2015-07-02 02:25刘海林滨州市建筑设计研究院山东滨州256613

山东工业技术 2015年13期

刘海林（滨州市建筑设计研究院,山东滨州 256613）

刘海林
（滨州市建筑设计研究院,山东滨州 256613）

摘要：防排烟设计是建筑防火设计中的一个重要环节，一个设计优良的排烟系统需要一个合理的补风系统与之相配合，但补风系统的防火阀如何设置，在现行的防火设计规范中均未明确，理论分析，此处设防火阀是有必要的，但究竟如何设置，文章把行业中存在的几种观点加以归纳后得出结论。

关键词：机械排烟；补风；补风机房；防火阀

0 引言

建筑设计中，安全性方面，消防安全是一个重中之重，防排烟设计又是消防设计中的一个重要环节，然而对于机械排烟的补风系统，补风管道上哪些位置需要设置防火阀，设置多少度的防火阀，现行《建筑设计防火规范》GB50016-2014（以下简称《建规2014》）、《建筑设计防火规范》GB50016-2006（以下简称《建规2006》）及《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）（以下简称《高规2005》）中，均未做出明确规定。

1　排烟对于安全疏散和扑救工作的重要性

火灾产生大量的烟气和热量，如不排除，就不能保证人员的安全疏散和扑救工作的进行。根据国际上火灾统计资料中对火灾死亡人数的分析：被烟熏死的占比例最大，最高达78.9%。在被火烧死的人数中，多数也是先中毒窒息晕倒后被火烧死的。例如：日本“千日”百货大楼火灾，死亡118人中就有93人是被熏死的；美国米高梅饭店火灾，死亡84人中有67人是被熏死的。因此排出火灾产生的烟气和热量，是防排烟设计的主要目的，对于安全疏散和火灾扑救也至关重要。据有关资料表明：一个设计优良的排烟系统在火灾时能排出80%的热量，使火灾温度大大降低[1]。

2　现行防火规范中的相关规定

《建规2014》已经于2015年5月1日执行，关于防排烟的内容，可执行国家公安部消防局发布的“公消[2015]98号”文件：鉴于新制定的《建筑防烟排烟系统技术规范》尚未批准发布，防排烟系统的设计与审核按照以下规定执行：防烟与排烟系统设置场所执行新版《建规2014》；其它具体系统设计仍执行《建规2006》及《高规2005》的有关规定。

《建规2006》及《高规2005》中均有规定：设置机械排烟系统的场所，当自然补风不能满足要求时，应同时设置机械补风系统，补风量不宜小于排烟量的50%，但也不宜过大，一般不宜超过80%[2]。制定此项规定的目的在于：根据空气流动原理，需要排除某一区域的空气，同时也需要有另一部分空气来补充。对于地上建筑物进行机械排烟时，因有其旁边的门窗洞口等缝隙的渗透，不需要进行补风就能有较好的效果；但对地下建筑来说，其周边处在封闭的条件下，如排烟时没有同时进行补风，烟是排不出去的[1]。但补风量也不能过大，否则会使火灾区形成正压，会对相邻防火分区造成威胁，理想的状态是形成一个微负压区。

对于补风系统防火阀的设置，《全国民用建筑工程设计技术措施》暖通空调•动力分册中提到，机械排烟的补风管道不宜穿过防火分区和其它火灾危险性较大的房间，当必须穿过时，应在穿过处设置防火阀，补风管道防火阀动作温度可为280℃[3]，注意用词是“可为”，就是说也可为70℃或150℃。另外，北京市建筑设计研究院编制的《建筑设备专业技术措施》中写道，机械排烟补风风管上设置的防火阀熔断温度应为70℃，但未注明设置位置。这是现行国家规范、规程、措施中找到的所有文字规定，并且不是出现在规范中，仅仅是技术措施。有设计人员提出，关于此项内容，《建规2006》及《高规2005》中均有规定：穿越防火分区、防火分隔处的变形缝两侧，穿越通风、空气调节机房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处应设防火阀[2]。但不要忽视，该规定的前提说的是通风、空气调节管道，并非机械排烟的补风管道。

机械排烟的补风如此重要，对于其防火阀的设置，是规范编制的纰漏，还是补风管道上根本不需要设置防火阀故而未作规定呢？工程设计中经常会碰到此类问题，设计人员和审查人员又该如何把握呢？

3　业内不同观点

通常在施工图设计中，机械排烟补风管道穿越防火分区及火灾危险性较大房间处，设计人员都会加设70℃防火阀，该做法也和上文中提到的技术措施的规定相一致。但对于补风管道穿越补风机自身所在的风机房处是否需要设置防火阀，需要的话采用多少度的防火阀，出现了几种不同观点：

3.1 该处不需要加防火阀

对于该问题仅有的一条技术措施中的规定，说的是不宜穿越防火分区及其它火灾危险性大的房间，当不得已而穿越时，以防火阀作为补救措施。注意此条规定的初衷，是建议该类管道不要穿越防火分区和其它火灾危险性大的房间，因为穿越防火分区和其它火灾危险性大的房间意味着补风管道进入了未发生火灾的防火分区，当然要阻止有火灾危险的气流穿过，进而用到了防火阀。相对风机房以外而言，风机房通常采用了独立的防火分隔，以保证风机正常运行，才能确保将烟气排出，这显然与未发生火灾的防火分区是完全不同的两个概念，风机房是为起火区域服务的，无论穿越机房处的气流为70℃以下还是70℃以上，都不应该停止补风，这样才能确保排烟成功。并且该规定仅仅出现在措施当中，而我们的工程设计需要严格遵守的是白皮书——规范，而技术措施是一些具体的做法，并不一定适合所有工程。

3.2 设280℃防火阀

《建规2006》及《高规2005》规定：在排烟风机机房入口处应设当烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀。既然280℃以内排烟风机在运行排烟，室内的空气不断被抽出，如果没有补风，室内的气压会越来越低，形成负压，进而造成排烟风机的阻力骤然增大，电机烧毁停机，不能向室外排烟，所以，只要排烟风机需要运行，补风机就应进行补风，以配合排烟风机的工作。70℃以上的环境温度固然不舒适，类比之下，桑拿浴室内的空气温度即高达70～100℃，并且可以想象，火场的环境温度还会远高于此，70℃以上的送风对于火场来说也算是“降温”，所以，排烟期间，补风机防火阀绝不能在70℃关闭。综上，补风机房处的防火阀应为280℃，配合室内排烟过程以利于消防人员进入地下室抢救和灭火，还可以帮助被困人员和消防人员供氧呼吸和环境降温。

3.3 设70℃防火阀

据有关资料显示，空气温度低于70℃时人可短时忍受，140℃时只能忍受5分钟，170℃时1分钟即死亡。如果防火阀此时仍然不关，它输送的这种空气本身就是对生命的最大威胁。补风机房本身是有隔墙、楼板保护的，耐火极限分别不低于2小时和1.5小时，外界的火不那么容易烧进来，机房内部也不可能起火，当地下室其他区域烧到280℃时，这个机房还是安全的。这个防火阀的目的，是防止吸入的室外空气本身被高温烟气破坏，火灾早期时，室外空气一般是安全的，不太可能一下子到70℃，所以70℃是合理的。所谓70℃关闭补风系统会令排烟失败也是值得商榷的：假设着火一段时间后，补风到70℃关闭了，高负压也不是迅速形成的，而是有一段时间延迟，比如说10分钟以后负压才高到排烟失效的程度，这段总延迟时间已经可以保证人员逃离，因为消防设施运行期间优先保证的是人员撤离，而不是考虑充足的时间让消防队员进来灭火。总之补风设计的关键点有两个：一个是低温空气，另一个是微负压，不能只注重负压的问题，而忽略了低温空气的重要。

3.4 设150℃防火阀

理由很简单，70℃关闭补风太早，280℃则太晚。

上述四种观点各有其合理之处,通过归纳，笔者认为设150℃防火阀更合理一些。首先，若设70℃防火阀，则补风系统关闭过早，若室外进风口设在离建筑物较远处还可以，但这显然是不好实现的，往往只能设在建筑物外立面或下部，建筑起火后很可能会影响到进风口处气温，受烟气甚至明火影响的情况下很容易达到70℃，若此时就将补风关闭，为时尚早；其次，若设280℃防火阀，则送入的空气温度太高了，甚至有可能夹带火种；再次，若不设防火阀，则补风机在不被烧坏的情况下会一直运转下去，火势蔓延到进风口处则会将火种重新送入，无疑是更不合理的。