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建筑機(jī)械防排煙設(shè)計(jì)施工疑難點(diǎn)解析

2020-03-05 20:05王彥斌
關(guān)鍵詞:排煙口前室風(fēng)道

王彥斌

(甘肅省平?jīng)鍪邢谰仍ш?duì),甘肅 平?jīng)?44000)

1 我國防排煙技術(shù)規(guī)范的發(fā)展歷程

1956 年4 月,自首部由公安部和建筑工程部編制的《工業(yè)企業(yè)和居住區(qū)建筑設(shè)計(jì)暫行防火標(biāo)準(zhǔn)》(102-56)頒布實(shí)施以來,我國先后頒布了8 部建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))。其中,TJ 16—1974《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》首次出現(xiàn)了防排煙的提法,但未進(jìn)行明確性詳細(xì)性的規(guī)定。1982 年,GB J45—1982《高層民用建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》(試行)首次在第七章第一節(jié)出現(xiàn)了對(duì)防排煙技術(shù)的具體規(guī)定,這個(gè)規(guī)定奠定了我國防排煙技術(shù)的基礎(chǔ)理論。尤其在國家“八·五”科技攻關(guān)期間,四川消防研究所研究專題《高層建筑樓梯間正壓送風(fēng)機(jī)械排煙技術(shù)的研究》為GB J45—1995《高層民用建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》防排煙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供了防排煙技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)庫和理論依據(jù),其大部分規(guī)定一直沿用到現(xiàn)在。對(duì)于單多層建筑防排煙系統(tǒng)性的規(guī)范要求,最早出現(xiàn)于GB 50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》相關(guān)章節(jié),主要規(guī)定類似于GB J45—1982《高層民用建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》(試行)的相關(guān)規(guī)定。2017 年11 月20 日,GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》,經(jīng)住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部以第1741號(hào)公告批準(zhǔn)發(fā)布,標(biāo)志著建筑防排煙系統(tǒng)有了專項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)我國防排煙工程具有重要意義。

2 機(jī)械防排煙工程中容易出現(xiàn)的問題與分析

2.1 排煙量與送風(fēng)量的計(jì)算核定問題

建筑結(jié)構(gòu)布局、管道設(shè)置及漏風(fēng)量、送風(fēng)(排煙)口設(shè)置等因素均不同程度決定著火災(zāi)中建筑物機(jī)械送風(fēng)(排煙)效果,但從源頭來講,防排煙系統(tǒng)風(fēng)量設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵最直接的影響因素。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,大部分設(shè)計(jì)人員跳過計(jì)算核定環(huán)節(jié),直接采用規(guī)范推薦參考取值,未對(duì)參考取值的適用條件進(jìn)行核對(duì),未對(duì)建筑結(jié)構(gòu)差異性、管道(風(fēng)井)漏風(fēng)量等因素進(jìn)行具體分析,導(dǎo)致風(fēng)量計(jì)算存在先天性缺陷,建筑內(nèi)防排煙最不利區(qū)域送風(fēng)量或排煙量達(dá)不到規(guī)范要求。

如GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第3.4.2 條規(guī)定了樓梯間及前室加壓送風(fēng)量的參考數(shù)值,但其有一定的適用條件:(1)參考數(shù)值按開啟一個(gè)高2m 寬1.6m 的雙扇門確定,若采用單扇門,數(shù)值乘以0.75 折算;(2)風(fēng)量按著火層及上下2 層共3 層計(jì)算;(3)樓梯間及前室均只設(shè)置了一趟疏散門;(4)樓梯間疏散門開啟面積與之配套前室疏散門開啟面積基本相當(dāng);且明確剪刀樓梯間及共用前室不適用該風(fēng)量參考數(shù)值。實(shí)際工程中,面對(duì)建筑多樣性與差異性,疏散門的大小、數(shù)量、布置不可能完全等同于設(shè)計(jì)取值的參考條件,設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)具體情況具體分析,嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行計(jì)算,確保系統(tǒng)所需風(fēng)機(jī)的適配性。

2.2 管道(風(fēng)井)質(zhì)量不高,風(fēng)力損失較大

管道(風(fēng)井)質(zhì)量不高,風(fēng)力損失較大主要存在2 方面的問題:

1)風(fēng)道問題。在GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》未頒布前,GB 50045—1995《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(2005 年版)第8.1.5 條規(guī)定,機(jī)械加壓送風(fēng)和機(jī)械排煙管道可以采用金屬風(fēng)道或內(nèi)表面光滑的混凝土等非金屬材料風(fēng)道。實(shí)際施工中,當(dāng)建筑采用混凝土結(jié)構(gòu)風(fēng)道時(shí),因成本控制、施工隊(duì)素質(zhì)等原因,在混凝土風(fēng)道內(nèi)二次設(shè)置金屬風(fēng)道的做法非常少,在缺失有效監(jiān)管的情況下,又極少對(duì)混凝土風(fēng)道內(nèi)壁進(jìn)行光滑處理。由此導(dǎo)致,風(fēng)道內(nèi)壁表面光滑程度難以界定,大量內(nèi)表面不光滑的混凝土風(fēng)道對(duì)防排煙系統(tǒng)造成了一定的風(fēng)力損失。

2)風(fēng)管問題。從風(fēng)道引出風(fēng)管后,風(fēng)管質(zhì)量不高造成風(fēng)量的二次損失。風(fēng)管的強(qiáng)度和嚴(yán)密性能是風(fēng)道加工和制作質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,是保證防排煙系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。受施工人員素質(zhì)、施工質(zhì)量、利潤考量等各方面影響,現(xiàn)場(chǎng)施工及驗(yàn)收缺乏管道強(qiáng)度和嚴(yán)密性檢驗(yàn)環(huán)節(jié),風(fēng)道漏風(fēng)量超出了規(guī)范允許的漏風(fēng)量,多種因素疊加造成最不利點(diǎn)風(fēng)量無法滿足規(guī)范要求。GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[1]頒布后,對(duì)風(fēng)道進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)定,要求機(jī)械防(排)煙系統(tǒng)應(yīng)采用管道送風(fēng)(排煙),且不應(yīng)采用土建風(fēng)道,送風(fēng)(排煙)管道應(yīng)采用不燃材料制作且內(nèi)壁應(yīng)光滑。同時(shí),也對(duì)管道強(qiáng)度和嚴(yán)密性檢驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)性規(guī)定,這一部分是施工及驗(yàn)收的重點(diǎn)。

2.3 防排煙系統(tǒng)消控室遠(yuǎn)程啟動(dòng)問題

消防控制室聯(lián)動(dòng)控制器存在多線控制盤和總線控制盤2 種手動(dòng)控制形式,兩者之間存在一定的區(qū)別。根據(jù)消防聯(lián)動(dòng)控制器的電路設(shè)計(jì)原理,消防設(shè)施的手動(dòng)控制功能可以通過聯(lián)動(dòng)控制器主機(jī)用預(yù)先編好的二次碼編號(hào)啟動(dòng),實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制啟停的功能。但這種操作需要煩瑣的菜單操作來實(shí)現(xiàn),因此,一些聯(lián)動(dòng)控制器通過設(shè)置總線控制盤(由信號(hào)總線連接消防設(shè)施控制模塊來實(shí)現(xiàn)),為啟動(dòng)和停止總線(控制)設(shè)備提供了一種便捷的操作方式。而多線控制盤,則通過一個(gè)點(diǎn)位對(duì)應(yīng)一臺(tái)設(shè)備,每臺(tái)設(shè)備一條控制線路,只要多線聯(lián)動(dòng)控制盤在通電的情況下,就可以直接驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備。根據(jù)GB 50116—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定,多線控制盤則是聯(lián)動(dòng)控制器的必設(shè)部件。

具體到防排煙系統(tǒng):GB 50116—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.5.3 條規(guī)定,防煙系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)的手動(dòng)控制方式,應(yīng)能在消防控制室內(nèi)的消防聯(lián)動(dòng)控制器上手動(dòng)控制送風(fēng)口、電動(dòng)擋煙垂壁、排煙口、排煙窗、排煙閥的開啟或關(guān)閉及防煙風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備的啟動(dòng)或停止,防煙、排煙風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、停止按鈕應(yīng)采用專用線路直接連接至設(shè)置在消防控制室內(nèi)的消防聯(lián)動(dòng)控制器的手動(dòng)控制盤,并應(yīng)直接手動(dòng)控制防煙、排煙風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、停止[2]。根據(jù)此條規(guī)定,消控室多線控制盤必須設(shè)置防煙、排煙風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、停止按鈕,而送風(fēng)口、電動(dòng)擋煙垂壁、排煙口、排煙窗、排煙閥的開啟或關(guān)閉則可通過控制器或總線控制盤實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。

2.4 前室正壓送風(fēng)口聯(lián)鎖風(fēng)機(jī)啟動(dòng)問題

GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第3.3.6條和第5.1.2 條規(guī)定,設(shè)置于前室的常閉式正壓送風(fēng)口開啟時(shí),加壓風(fēng)機(jī)應(yīng)能自動(dòng)啟動(dòng)。在GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》頒布前,部分工程正壓送風(fēng)口手動(dòng)開啟與送風(fēng)機(jī)之間未實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)(聯(lián)鎖)功能。查閱以往規(guī)范發(fā)現(xiàn),在涉及防排煙的規(guī)范(規(guī)定)中確未提及前室正壓送風(fēng)口與送風(fēng)機(jī)之間的聯(lián)動(dòng)(聯(lián)鎖)關(guān)系,但在設(shè)計(jì)圖集07K103-1《建筑防排煙及暖通空調(diào)防火設(shè)計(jì)》[3]第10 頁“超過32 層高層建筑消防前室的加壓送風(fēng)”中,出現(xiàn)了前室常閉送風(fēng)口與加壓送風(fēng)機(jī)的“聯(lián)鎖”啟動(dòng)關(guān)系。

聯(lián)動(dòng)和聯(lián)鎖的區(qū)別,通俗來講,連鎖控制,是由消防系統(tǒng)自身完成的,不需要火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)參與,通過專用線路實(shí)現(xiàn),與消防聯(lián)動(dòng)控制器所處狀態(tài)無關(guān)。聯(lián)動(dòng)控制,需要火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制的消防設(shè)備,由消防聯(lián)動(dòng)控制器通過輸出模塊實(shí)現(xiàn)。因此,在GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》頒布前,前室常閉送風(fēng)口與加壓送風(fēng)機(jī)的聯(lián)鎖啟動(dòng)關(guān)系應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn),這也是提高防煙系統(tǒng)可靠性的重要保障。

2.5 排煙口形式的設(shè)置問題

GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》未頒布前,主要規(guī)范對(duì)排煙口形式的設(shè)置要求有:2005 版《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定排煙口平時(shí)關(guān)閉,并應(yīng)設(shè)置有手動(dòng)和自動(dòng)開啟裝置;GB 50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定排煙口或排煙閥平時(shí)為關(guān)閉時(shí)(多了一個(gè)“時(shí)”字),應(yīng)設(shè)置手動(dòng)和自動(dòng)開啟裝置。通過對(duì)比,GB 50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》是允許常開式排煙口存在的,尤其是在圖集07K103-1《建筑防排煙及暖通空調(diào)防火設(shè)計(jì)》第22 頁,內(nèi)走道排煙系統(tǒng)圖中明確出現(xiàn)了常開排煙口的標(biāo)注。

在實(shí)踐中,部分排煙項(xiàng)目中確實(shí)也出現(xiàn)了常開排煙口的做法。對(duì)此進(jìn)行分析,若排煙口附近設(shè)置了排煙閥,可滿足手動(dòng)開啟排煙閥啟動(dòng)風(fēng)機(jī)的聯(lián)動(dòng)功能,若排煙閥分布不合理或未安裝排煙閥:(1)無法實(shí)現(xiàn)通過手動(dòng)開啟排煙閥啟動(dòng)風(fēng)機(jī)的聯(lián)動(dòng)效果;(2)在有多個(gè)防煙分區(qū)的情況下,非起火區(qū)域的(常開)排煙口對(duì)排煙效果產(chǎn)生影響(存在風(fēng)量損失)。

2.6 管道處理問題

2.6.1 管道耐火處理問題

為有效減少火焰及高溫?zé)煔鈱?duì)防排煙系統(tǒng)管道的破壞作用,GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第3.3.8 和第4.4.8 條對(duì)防排煙系統(tǒng)管道分別進(jìn)行了規(guī)定,其中兩者一致的地方有:水平設(shè)置的管道應(yīng)設(shè)置在吊頂內(nèi),其耐火極限不應(yīng)低于0.50h;當(dāng)未設(shè)置于吊頂內(nèi)(管道井內(nèi)除外),管道的耐火極限不應(yīng)小于1.00h。而從實(shí)際驗(yàn)收看,驗(yàn)收者或者施工者往往忽視對(duì)風(fēng)管的耐火處理,甚至有些施工單位為減少成本,明知而不為之;有些單位僅對(duì)場(chǎng)所內(nèi)外露管道進(jìn)行處理,而對(duì)管道井、吊頂內(nèi)等隱蔽工程內(nèi)風(fēng)管不進(jìn)行處理,這是應(yīng)當(dāng)在驗(yàn)收過程中重點(diǎn)關(guān)注的情況。

2.6.2 排煙管道隔熱處理問題

火災(zāi)中煙氣存在一定的溫度,通過熱傳遞作用,煙氣中的高溫會(huì)傳遞到排煙管道表面,采取有效措施應(yīng)對(duì)高溫排煙風(fēng)管引燃周圍可燃物的做法是非常必要的。根據(jù)GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第4.4.9 條之規(guī)定,當(dāng)?shù)蹴攦?nèi)有可燃物時(shí),吊頂內(nèi)的排煙管道應(yīng)采用不燃材料進(jìn)行隔熱,并應(yīng)與可燃物保持不小于150mm 的距離;這一要求也是施工單位往往忽視的地方。

2.7 機(jī)械防排煙系統(tǒng)風(fēng)量驗(yàn)收問題

防排煙系統(tǒng)的驗(yàn)收方法比較明確,防煙系統(tǒng)通過測(cè)定防煙部位與場(chǎng)所走道余壓值和相關(guān)部位疏散門門洞斷面風(fēng)速,核查是否達(dá)到規(guī)范要求;排煙系統(tǒng)通過測(cè)定防煙分區(qū)內(nèi)排煙口排煙量,核查是否達(dá)到規(guī)范要求。常見的問題是,在大型建筑驗(yàn)收時(shí),選擇的測(cè)試部位將會(huì)對(duì)驗(yàn)收結(jié)果產(chǎn)生關(guān)鍵影響。任何一個(gè)系統(tǒng)都會(huì)存在最不利點(diǎn)(區(qū)域),對(duì)最不利點(diǎn)(區(qū)域)的檢查是重要的關(guān)鍵點(diǎn)。在機(jī)械防排煙系統(tǒng)驗(yàn)收中,最不利區(qū)域是驗(yàn)收的重點(diǎn),只有這樣,得出的結(jié)果才是客觀的;具體來講,防排煙系統(tǒng)驗(yàn)收應(yīng)對(duì)距離風(fēng)機(jī)直線距離最遠(yuǎn)處的防排煙設(shè)施進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

3 防排煙技術(shù)未來展望

近年來,隨著消防科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,防排煙技術(shù)理論基礎(chǔ)與實(shí)際應(yīng)用也在不斷得到完善和提高,機(jī)械防煙系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到很大的提升。展望未來,推動(dòng)防排煙技術(shù)發(fā)展,一方面在于推進(jìn)防排煙設(shè)施發(fā)展,如提升防排煙技術(shù)的智能化水平、探索火災(zāi)中建筑結(jié)構(gòu)智能自塑(以更加有利于防排煙);同時(shí),也應(yīng)對(duì)煙氣源頭進(jìn)行管控,探索和研究物質(zhì)產(chǎn)煙特性并進(jìn)行改造,通過簡單易行的方式減少產(chǎn)煙量,從根本上解決煙氣問題。

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