建筑防火設計中機械排煙補風系統防火閥的設置

2015-07-02 02:25:48劉海林濱州市建筑設計研究院山東濱州256613

山東工業技術 2015年13期

劉海林（濱州市建筑設計研究院,山東濱州 256613）

劉海林
（濱州市建筑設計研究院,山東濱州 256613）

摘要：防排煙設計是建筑防火設計中的一個重要環節，一個設計優良的排煙系統需要一個合理的補風系統與之相配合，但補風系統的防火閥如何設置，在現行的防火設計規范中均未明確，理論分析，此處設防火閥是有必要的，但究竟如何設置，文章把行業中存在的幾種觀點加以歸納后得出結論。

關鍵詞：機械排煙；補風；補風機房；防火閥

0 引言

建筑設計中，安全性方面，消防安全是一個重中之重，防排煙設計又是消防設計中的一個重要環節，然而對于機械排煙的補風系統，補風管道上哪些位置需要設置防火閥，設置多少度的防火閥，現行《建筑設計防火規范》GB50016-2014（以下簡稱《建規2014》）、《建筑設計防火規范》GB50016-2006（以下簡稱《建規2006》）及《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95（2005年版）（以下簡稱《高規2005》）中，均未做出明確規定。

1　排煙對于安全疏散和撲救工作的重要性

火災產生大量的煙氣和熱量，如不排除，就不能保證人員的安全疏散和撲救工作的進行。根據國際上火災統計資料中對火災死亡人數的分析：被煙熏死的占比例最大，最高達78.9%。在被火燒死的人數中，多數也是先中毒窒息暈倒后被火燒死的。例如：日本“千日”百貨大樓火災，死亡118人中就有93人是被熏死的；美國米高梅飯店火災，死亡84人中有67人是被熏死的。因此排出火災產生的煙氣和熱量，是防排煙設計的主要目的，對于安全疏散和火災撲救也至關重要。據有關資料表明：一個設計優良的排煙系統在火災時能排出80%的熱量，使火災溫度大大降低[1]。

2　現行防火規范中的相關規定

《建規2014》已經于2015年5月1日執行，關于防排煙的內容，可執行國家公安部消防局發布的“公消[2015]98號”文件：鑒于新制定的《建筑防煙排煙系統技術規范》尚未批準發布，防排煙系統的設計與審核按照以下規定執行：防煙與排煙系統設置場所執行新版《建規2014》；其它具體系統設計仍執行《建規2006》及《高規2005》的有關規定。

《建規2006》及《高規2005》中均有規定：設置機械排煙系統的場所，當自然補風不能滿足要求時，應同時設置機械補風系統，補風量不宜小于排煙量的50%，但也不宜過大，一般不宜超過80%[2]。制定此項規定的目的在于：根據空氣流動原理，需要排除某一區域的空氣，同時也需要有另一部分空氣來補充。對于地上建筑物進行機械排煙時，因有其旁邊的門窗洞口等縫隙的滲透，不需要進行補風就能有較好的效果；但對地下建筑來說，其周邊處在封閉的條件下，如排煙時沒有同時進行補風，煙是排不出去的[1]。但補風量也不能過大，否則會使火災區形成正壓，會對相鄰防火分區造成威脅，理想的狀態是形成一個微負壓區。

對于補風系統防火閥的設置，《全國民用建筑工程設計技術措施》暖通空調?動力分冊中提到，機械排煙的補風管道不宜穿過防火分區和其它火災危險性較大的房間，當必須穿過時，應在穿過處設置防火閥，補風管道防火閥動作溫度可為280℃[3]，注意用詞是“可為”，就是說也可為70℃或150℃。另外，北京市建筑設計研究院編制的《建筑設備專業技術措施》中寫道，機械排煙補風風管上設置的防火閥熔斷溫度應為70℃，但未注明設置位置。這是現行國家規范、規程、措施中找到的所有文字規定，并且不是出現在規范中，僅僅是技術措施。有設計人員提出，關于此項內容，《建規2006》及《高規2005》中均有規定：穿越防火分區、防火分隔處的變形縫兩側，穿越通風、空氣調節機房及重要的或火災危險性大的房間隔墻和樓板處應設防火閥[2]。但不要忽視，該規定的前提說的是通風、空氣調節管道，并非機械排煙的補風管道。

機械排煙的補風如此重要，對于其防火閥的設置，是規范編制的紕漏，還是補風管道上根本不需要設置防火閥故而未作規定呢？工程設計中經常會碰到此類問題，設計人員和審查人員又該如何把握呢？

3　業內不同觀點

通常在施工圖設計中，機械排煙補風管道穿越防火分區及火災危險性較大房間處，設計人員都會加設70℃防火閥，該做法也和上文中提到的技術措施的規定相一致。但對于補風管道穿越補風機自身所在的風機房處是否需要設置防火閥，需要的話采用多少度的防火閥，出現了幾種不同觀點：

3.1 該處不需要加防火閥

對于該問題僅有的一條技術措施中的規定，說的是不宜穿越防火分區及其它火災危險性大的房間，當不得已而穿越時，以防火閥作為補救措施。注意此條規定的初衷，是建議該類管道不要穿越防火分區和其它火災危險性大的房間，因為穿越防火分區和其它火災危險性大的房間意味著補風管道進入了未發生火災的防火分區，當然要阻止有火災危險的氣流穿過，進而用到了防火閥。相對風機房以外而言，風機房通常采用了獨立的防火分隔，以保證風機正常運行，才能確保將煙氣排出，這顯然與未發生火災的防火分區是完全不同的兩個概念，風機房是為起火區域服務的，無論穿越機房處的氣流為70℃以下還是70℃以上，都不應該停止補風，這樣才能確保排煙成功。并且該規定僅僅出現在措施當中，而我們的工程設計需要嚴格遵守的是白皮書——規范，而技術措施是一些具體的做法，并不一定適合所有工程。

3.2 設280℃防火閥

《建規2006》及《高規2005》規定：在排煙風機機房入口處應設當煙氣溫度超過280℃時能自動關閉的排煙防火閥。既然280℃以內排煙風機在運行排煙，室內的空氣不斷被抽出，如果沒有補風，室內的氣壓會越來越低，形成負壓，進而造成排煙風機的阻力驟然增大，電機燒毀停機，不能向室外排煙，所以，只要排煙風機需要運行，補風機就應進行補風，以配合排煙風機的工作。70℃以上的環境溫度固然不舒適，類比之下，桑拿浴室內的空氣溫度即高達70～100℃，并且可以想象，火場的環境溫度還會遠高于此，70℃以上的送風對于火場來說也算是“降溫”，所以，排煙期間，補風機防火閥絕不能在70℃關閉。綜上，補風機房處的防火閥應為280℃，配合室內排煙過程以利于消防人員進入地下室搶救和滅火，還可以幫助被困人員和消防人員供氧呼吸和環境降溫。

3.3 設70℃防火閥

據有關資料顯示，空氣溫度低于70℃時人可短時忍受，140℃時只能忍受5分鐘，170℃時1分鐘即死亡。如果防火閥此時仍然不關，它輸送的這種空氣本身就是對生命的最大威脅。補風機房本身是有隔墻、樓板保護的，耐火極限分別不低于2小時和1.5小時，外界的火不那么容易燒進來，機房內部也不可能起火，當地下室其他區域燒到280℃時，這個機房還是安全的。這個防火閥的目的，是防止吸入的室外空氣本身被高溫煙氣破壞，火災早期時，室外空氣一般是安全的，不太可能一下子到70℃，所以70℃是合理的。所謂70℃關閉補風系統會令排煙失敗也是值得商榷的：假設著火一段時間后，補風到70℃關閉了，高負壓也不是迅速形成的，而是有一段時間延遲，比如說10分鐘以后負壓才高到排煙失效的程度，這段總延遲時間已經可以保證人員逃離，因為消防設施運行期間優先保證的是人員撤離，而不是考慮充足的時間讓消防隊員進來滅火。總之補風設計的關鍵點有兩個：一個是低溫空氣，另一個是微負壓，不能只注重負壓的問題，而忽略了低溫空氣的重要。

3.4 設150℃防火閥

理由很簡單，70℃關閉補風太早，280℃則太晚。

上述四種觀點各有其合理之處,通過歸納，筆者認為設150℃防火閥更合理一些。首先，若設70℃防火閥，則補風系統關閉過早，若室外進風口設在離建筑物較遠處還可以，但這顯然是不好實現的，往往只能設在建筑物外立面或下部，建筑起火后很可能會影響到進風口處氣溫，受煙氣甚至明火影響的情況下很容易達到70℃，若此時就將補風關閉，為時尚早；其次，若設280℃防火閥，則送入的空氣溫度太高了，甚至有可能夾帶火種；再次，若不設防火閥，則補風機在不被燒壞的情況下會一直運轉下去，火勢蔓延到進風口處則會將火種重新送入，無疑是更不合理的。