對建筑機械排煙系統(tǒng)若干問題的思考

摘要：作為火災(zāi)時承擔(dān)排除有毒煙氣和熱量作用的建筑機械排煙系統(tǒng)，其聯(lián)動方式的可靠性與合理性對整個消防系統(tǒng)設(shè)施的運作至關(guān)重要，但因弱電控制專業(yè)與防排煙系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的差異，現(xiàn)階段機械排煙系統(tǒng)在建造和調(diào)試階段出現(xiàn)了一些問題，故從建筑機械排煙系統(tǒng)設(shè)計、施工及調(diào)試階段出現(xiàn)的一些常見問題著手，深入分析這些問題出現(xiàn)和存在的原因，并提出行之有效的解決方案，供廣大從業(yè)者參考。關(guān)鍵詞：機械排煙；防煙分區(qū)；防火分區(qū)；計算排煙量1建筑機械排煙系統(tǒng)排煙量設(shè)計根據(jù)GB51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[1]，單個防煙分區(qū)設(shè)置機械排煙系統(tǒng)時的計算風(fēng)量見表1。負(fù)擔(dān)多個防煙分區(qū)的機械排煙系統(tǒng)，其機械排煙系統(tǒng)計算風(fēng)量見表2。建筑機械排煙系統(tǒng)的設(shè)計風(fēng)量應(yīng)不小于其計算風(fēng)量的1.2倍。2建筑機械排煙系統(tǒng)的聯(lián)動控制方式建筑物發(fā)生火災(zāi)后，當(dāng)同一防煙分區(qū)內(nèi)的兩只獨立的火災(zāi)探測器均發(fā)出報警信號時，聯(lián)動控制器發(fā)出指令開啟排煙閥（口）和迫降活動擋煙垂壁，由排煙閥（口）打開的反饋信號連鎖排煙風(fēng)機和火災(zāi)補風(fēng)機開啟，整個排煙閥（口）及風(fēng)機的聯(lián)動啟動過程應(yīng)在15s內(nèi)完成。3機械排煙系統(tǒng)設(shè)計、施工、調(diào)試中的常見問題3.1

對于負(fù)擔(dān)多個防煙分區(qū)的排煙系統(tǒng)，設(shè)計風(fēng)量為最大兩個分區(qū)風(fēng)量之和，但火災(zāi)時只開啟一個排煙閥（口）出現(xiàn)的風(fēng)管、風(fēng)口超速，排煙口吸穿等問題根據(jù)現(xiàn)行防排煙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對于凈高≤6m場所中負(fù)擔(dān)多個防煙分區(qū)的機械排煙系統(tǒng)，其計算風(fēng)量為相鄰兩個防煙分區(qū)中設(shè)計排煙量之和的最大值，但風(fēng)管截面則根據(jù)其后端負(fù)擔(dān)的排煙口計算風(fēng)量進行設(shè)計。機械排煙系統(tǒng)計算示意圖見圖1。圖1中各防煙分區(qū)計算排煙量及系統(tǒng)計算排煙量見表3。以圖1中機械排煙系統(tǒng)為例，系統(tǒng)初步設(shè)計2臺HTFC-NO.33型離心式風(fēng)機并聯(lián)運行，以防煙分區(qū)A2與B2同時著火為最不利狀態(tài)進行設(shè)計，單臺風(fēng)機設(shè)計工況點1：風(fēng)量75093m3/h，全壓644Pa，靜壓454Pa，功率30kW，轉(zhuǎn)速500r/min，見圖2。而防煙分區(qū)A4的計算排煙量為Ljs=15000m3/h，設(shè)定排煙口尺寸為1000mm×800mm，管段A4～B4截面尺寸1000mm×400mm。假定防煙分區(qū)A4與A2管路長度相當(dāng)，當(dāng)A4發(fā)生火災(zāi)時，防煙分區(qū)內(nèi)的兩只獨立探測器動作后，按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)只打開A4分區(qū)排煙口，單臺風(fēng)機工況點將會嚴(yán)重左移，大概率會移至圖2中工況點2位置，此時A4防煙分區(qū)排煙口風(fēng)量約為44000m3/h，管段A4～B4風(fēng)速超過20m/s，且A4排煙口風(fēng)速超過10m/s。過大的排煙量會讓排煙口動作時發(fā)生吸穿現(xiàn)象，排煙口發(fā)生吸穿現(xiàn)象的最大允許排煙量按公式1進行計算：假設(shè)本場所設(shè)置了自動噴水滅火系統(tǒng)，設(shè)定火災(zāi)功率為1.5MW，且排煙口設(shè)置于防煙分區(qū)中心位置γ取1.0，db值取0.5m，則通過計算最大允許排煙量Vmax值為15053m3/h，但實際排煙量約為44000m3/h，因此僅防煙分區(qū)A4發(fā)生火災(zāi)情況下，排煙口的排煙量遠(yuǎn)超最大允許排煙量值，排煙口將會出現(xiàn)嚴(yán)重的吸穿現(xiàn)象，排煙效率將大受影響，且吸穿現(xiàn)象會造成排煙口兩側(cè)的煙氣層厚度增大，清晰高度降低，不利于火場人員疏散。3.2

防煙分區(qū)邊界位置兩只不同分區(qū)的探測器報警，防排煙系統(tǒng)擋煙垂壁和排煙風(fēng)機不聯(lián)動問題根據(jù)GB50116—2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》[2]，活動擋煙垂壁的迫降、常閉式排煙口的打開以及排煙風(fēng)機啟動均需要同一防煙分區(qū)內(nèi)的兩只獨立火災(zāi)探測器的報警信號才能聯(lián)動動作，如果火災(zāi)發(fā)生在兩個防煙分區(qū)邊界（見圖3），火災(zāi)探測器1與探測器2會最先動作并觸發(fā)火警，聯(lián)動樓層聲光報警器、消防廣播等警報設(shè)備以及疏散樓梯間、前室等加壓送風(fēng)機與送風(fēng)口動作，但因兩只探測器處在不同的防煙分區(qū)內(nèi)，排煙系統(tǒng)不會動作，須等到探測器3或探測器4探知火災(zāi)并報警后，相應(yīng)的擋煙垂壁、排煙口和排煙風(fēng)機才會啟動，若防煙分區(qū)1或防煙分區(qū)2頂棚下存在垂直遮擋物（非擋煙垂壁）造成探測器3或探測器4延遲報警，排煙系統(tǒng)動作會嚴(yán)重滯后。4解決建筑機械排煙系統(tǒng)常見問題的對策4.1

多個相近排煙量分區(qū)控制對于負(fù)擔(dān)多個凈高≤6m防煙分區(qū)的機械排煙系統(tǒng)，通過合理規(guī)劃防煙分區(qū)平面尺寸和布局，使每個防煙分區(qū)排煙量規(guī)劃趨于一致；可選用雙速排煙風(fēng)機或兩臺風(fēng)機并聯(lián)運行的模式，當(dāng)系統(tǒng)僅聯(lián)動打開單個防煙分區(qū)排煙閥（口）時，則排煙風(fēng)機低速（單臺）運行；當(dāng)系統(tǒng)控制兩個防煙分區(qū)排煙閥（口）均打開時，排煙風(fēng)機高速（雙臺并聯(lián)）運行，詳見圖4。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在防煙分區(qū)邊界附近時，因系統(tǒng)設(shè)計風(fēng)量為最大兩個相鄰防煙分區(qū)的最大排煙量，則可同時打開兩個防煙分區(qū)排煙閥（口），排煙風(fēng)機高速運行。4.2

差異排煙量分區(qū)控制對于負(fù)擔(dān)多個凈高≤6m防煙分區(qū)的機械排煙系統(tǒng)各防煙分區(qū)排煙量存在較大差值時，可通過設(shè)置風(fēng)量測量儀組合電動調(diào)節(jié)閥對排煙系統(tǒng)的排煙量進行調(diào)節(jié)（類似防煙系統(tǒng)配套設(shè)置的余壓監(jiān)控系統(tǒng)，在排煙風(fēng)機位置設(shè)置旁通管及電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)排煙量），讓著火防煙分區(qū)的排煙口、排煙風(fēng)管運行工況與設(shè)計工況基本相符，詳見圖5，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在防煙分區(qū)邊界附近時，亦可同時打開邊界附近兩個防煙分區(qū)排煙閥排煙。4.3

防煙分區(qū)進行物理分隔或分設(shè)排煙設(shè)備對于凈高＞6m的場所，當(dāng)單個排煙系統(tǒng)負(fù)擔(dān)多個防煙分區(qū)且各分區(qū)排煙量存在較大差值時，可通過圖6中設(shè)置風(fēng)量測量儀組合電動調(diào)節(jié)閥的方式調(diào)節(jié)排煙量。但因凈高超過6m的場所其排煙系統(tǒng)設(shè)計風(fēng)量僅為最大一個防煙分區(qū)排煙量，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生于防煙分區(qū)邊界時，同時啟動兩個防煙分區(qū)排煙口會導(dǎo)致單個分區(qū)排煙量不足，因此建議通過設(shè)置防火隔墻進行防煙分區(qū)物理分隔，避免煙氣跨越防煙分區(qū)，抑或采取相鄰防火分區(qū)單獨設(shè)置排煙設(shè)施，火災(zāi)發(fā)生時同時啟動等方式解決此問題，具體方案見圖6、圖7。5結(jié)語本文通過對建筑機械排煙系統(tǒng)設(shè)計、施工以及調(diào)試工作中的