建筑防火設(shè)計中機(jī)械排煙補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)防火閥的設(shè)置

劉海林（濱州市建筑設(shè)計研究院,山東 濱州 256613）

建筑防火設(shè)計中機(jī)械排煙補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)防火閥的設(shè)置

劉海林
（濱州市建筑設(shè)計研究院,山東 濱州 256613）

摘 要：防排煙設(shè)計是建筑防火設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)，一個設(shè)計優(yōu)良的排煙系統(tǒng)需要一個合理的補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)與之相配合，但補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)的防火閥如何設(shè)置，在現(xiàn)行的防火設(shè)計規(guī)范中均未明確，理論分析，此處設(shè)防火閥是有必要的，但究竟如何設(shè)置，文章把行業(yè)中存在的幾種觀點加以歸納后得出結(jié)論。

關(guān)鍵詞：機(jī)械排煙；補(bǔ)風(fēng)；補(bǔ)風(fēng)機(jī)房；防火閥

0 引言

建筑設(shè)計中，安全性方面，消防安全是一個重中之重，防排煙設(shè)計又是消防設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)，然而對于機(jī)械排煙的補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，補(bǔ)風(fēng)管道上哪些位置需要設(shè)置防火閥，設(shè)置多少度的防火閥，現(xiàn)行《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2014（以下簡稱《建規(guī)2014》）、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2006（以下簡稱《建規(guī)2006》）及《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-95（2005年版）（以下簡稱《高規(guī)2005》）中，均未做出明確規(guī)定。

1　排煙對于安全疏散和撲救工作的重要性

火災(zāi)產(chǎn)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(jìn)行。根據(jù)國際上火災(zāi)統(tǒng)計資料中對火災(zāi)死亡人數(shù)的分析：被煙熏死的占比例最大，最高達(dá)78.9%。在被火燒死的人數(shù)中，多數(shù)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(zāi)，死亡118人中就有93人是被熏死的；美國米高梅飯店火災(zāi)，死亡84人中有67人是被熏死的。因此排出火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣和熱量，是防排煙設(shè)計的主要目的，對于安全疏散和火災(zāi)撲救也至關(guān)重要。據(jù)有關(guān)資料表明：一個設(shè)計優(yōu)良的排煙系統(tǒng)在火災(zāi)時能排出80%的熱量，使火災(zāi)溫度大大降低[1]。

2　現(xiàn)行防火規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定

《建規(guī)2014》已經(jīng)于2015年5月1日執(zhí)行，關(guān)于防排煙的內(nèi)容，可執(zhí)行國家公安部消防局發(fā)布的“公消[2015]98號”文件：鑒于新制定的《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》尚未批準(zhǔn)發(fā)布，防排煙系統(tǒng)的設(shè)計與審核按照以下規(guī)定執(zhí)行：防煙與排煙系統(tǒng)設(shè)置場所執(zhí)行新版《建規(guī)2014》；其它具體系統(tǒng)設(shè)計仍執(zhí)行《建規(guī)2006》及《高規(guī)2005》的有關(guān)規(guī)定。

《建規(guī)2006》及《高規(guī)2005》中均有規(guī)定：設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)的場所，當(dāng)自然補(bǔ)風(fēng)不能滿足要求時，應(yīng)同時設(shè)置機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，補(bǔ)風(fēng)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(guī)定的目的在于：根據(jù)空氣流動原理，需要排除某一區(qū)域的空氣，同時也需要有另一部分空氣來補(bǔ)充。對于地上建筑物進(jìn)行機(jī)械排煙時，因有其旁邊的門窗洞口等縫隙的滲透，不需要進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)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(jìn)行補(bǔ)風(fēng)，煙是排不出去的[1]。但補(bǔ)風(fēng)量也不能過大，否則會使火災(zāi)區(qū)形成正壓，會對相鄰防火分區(qū)造成威脅，理想的狀態(tài)是形成一個微負(fù)壓區(qū)。

對于補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)防火閥的設(shè)置，《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施》暖通空調(diào)?動力分冊中提到，機(jī)械排煙的補(bǔ)風(fēng)管道不宜穿過防火分區(qū)和其它火災(zāi)危險性較大的房間，當(dāng)必須穿過時，應(yīng)在穿過處設(shè)置防火閥，補(bǔ)風(fēng)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(shè)計研究院編制的《建筑設(shè)備專業(yè)技術(shù)措施》中寫道，機(jī)械排煙補(bǔ)風(fēng)風(fēng)管上設(shè)置的防火閥熔斷溫度應(yīng)為70℃，但未注明設(shè)置位置。這是現(xiàn)行國家規(guī)范、規(guī)程、措施中找到的所有文字規(guī)定，并且不是出現(xiàn)在規(guī)范中，僅僅是技術(shù)措施。有設(shè)計人員提出，關(guān)于此項內(nèi)容，《建規(guī)2006》及《高規(guī)2005》中均有規(guī)定：穿越防火分區(qū)、防火分隔處的變形縫兩側(cè)，穿越通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)機(jī)房及重要的或火災(zāi)危險性大的房間隔墻和樓板處應(yīng)設(shè)防火閥[2]。但不要忽視，該規(guī)定的前提說的是通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)管道，并非機(jī)械排煙的補(bǔ)風(fēng)管道。

機(jī)械排煙的補(bǔ)風(fēng)如此重要，對于其防火閥的設(shè)置，是規(guī)范編制的紕漏，還是補(bǔ)風(fēng)管道上根本不需要設(shè)置防火閥故而未作規(guī)定呢？工程設(shè)計中經(jīng)常會碰到此類問題，設(shè)計人員和審查人員又該如何把握呢？

3　業(yè)內(nèi)不同觀點

通常在施工圖設(shè)計中，機(jī)械排煙補(bǔ)風(fēng)管道穿越防火分區(qū)及火災(zāi)危險性較大房間處，設(shè)計人員都會加設(shè)70℃防火閥，該做法也和上文中提到的技術(shù)措施的規(guī)定相一致。但對于補(bǔ)風(fēng)管道穿越補(bǔ)風(fēng)機(jī)自身所在的風(fēng)機(jī)房處是否需要設(shè)置防火閥，需要的話采用多少度的防火閥，出現(xiàn)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(shù)措施中的規(guī)定，說的是不宜穿越防火分區(qū)及其它火災(zāi)危險性大的房間，當(dāng)不得已而穿越時，以防火閥作為補(bǔ)救措施。注意此條規(guī)定的初衷，是建議該類管道不要穿越防火分區(qū)和其它火災(zāi)危險性大的房間，因為穿越防火分區(qū)和其它火災(zāi)危險性大的房間意味著補(bǔ)風(fēng)管道進(jìn)入了未發(fā)生火災(zāi)的防火分區(qū)，當(dāng)然要阻止有火災(zāi)危險的氣流穿過，進(jìn)而用到了防火閥。相對風(fēng)機(jī)房以外而言，風(fēng)機(jī)房通常采用了獨立的防火分隔，以保證風(fēng)機(jī)正常運行，才能確保將煙氣排出，這顯然與未發(fā)生火災(zāi)的防火分區(qū)是完全不同的兩個概念，風(fēng)機(jī)房是為起火區(qū)域服務(wù)的，無論穿越機(jī)房處的氣流為70℃以下還是70℃以上，都不應(yīng)該停止補(bǔ)風(fēng)，這樣才能確保排煙成功。并且該規(guī)定僅僅出現(xiàn)在措施當(dāng)中，而我們的工程設(shè)計需要嚴(yán)格遵守的是白皮書——規(guī)范，而技術(shù)措施是一些具體的做法，并不一定適合所有工程。

3.2 設(shè)280℃防火閥

《建規(guī)2006》及《高規(guī)2005》規(guī)定：在排煙風(fēng)機(jī)機(jī)房入口處應(yīng)設(shè)當(dāng)煙氣溫度超過280℃時能自動關(guān)閉的排煙防火閥。既然280℃以內(nèi)排煙風(fēng)機(jī)在運行排煙，室內(nèi)的空氣不斷被抽出，如果沒有補(bǔ)風(fēng)，室內(nèi)的氣壓會越來越低，形成負(fù)壓，進(jìn)而造成排煙風(fēng)機(jī)的阻力驟然增大，電機(jī)燒毀停機(jī)，不能向室外排煙，所以，只要排煙風(fēng)機(jī)需要運行，補(bǔ)風(fēng)機(jī)就應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)，以配合排煙風(fēng)機(jī)的工作。70℃以上的環(huán)境溫度固然不舒適，類比之下，桑拿浴室內(nèi)的空氣溫度即高達(dá)70～100℃，并且可以想象，火場的環(huán)境溫度還會遠(yuǎn)高于此，70℃以上的送風(fēng)對于火場來說也算是“降溫”，所以，排煙期間，補(bǔ)風(fēng)機(jī)防火閥絕不能在70℃關(guān)閉。綜上，補(bǔ)風(fēng)機(jī)房處的防火閥應(yīng)為280℃，配合室內(nèi)排煙過程以利于消防人員進(jìn)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(huán)境降溫。

3.3 設(shè)70℃防火閥

據(jù)有關(guān)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(guān)，它輸送的這種空氣本身就是對生命的最大威脅。補(bǔ)風(fēng)機(jī)房本身是有隔墻、樓板保護(hù)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(jìn)來，機(jī)房內(nèi)部也不可能起火，當(dāng)?shù)叵率移渌麉^(qū)域燒到280℃時，這個機(jī)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?zé)煔馄茐?，火?zāi)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(guān)閉補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)會令排煙失敗也是值得商榷的：假設(shè)著火一段時間后，補(bǔ)風(fēng)到70℃關(guān)閉了，高負(fù)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(fù)壓才高到排煙失效的程度，這段總延遲時間已經(jīng)可以保證人員逃離，因為消防設(shè)施運行期間優(yōu)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(jìn)來滅火。總之補(bǔ)風(fēng)設(shè)計的關(guān)鍵點有兩個：一個是低溫空氣，另一個是微負(fù)壓，不能只注重負(fù)壓的問題，而忽略了低溫空氣的重要。

3.4 設(shè)150℃防火閥

理由很簡單，70℃關(guān)閉補(bǔ)風(fēng)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(rèn)為設(shè)150℃防火閥更合理一些。首先，若設(shè)70℃防火閥，則補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉過早，若室外進(jìn)風(fēng)口設(shè)在離建筑物較遠(yuǎn)處還可以，但這顯然是不好實現(xiàn)的，往往只能設(shè)在建筑物外立面或下部，建筑起火后很可能會影響到進(jìn)風(fēng)口處氣溫，受煙氣甚至明火影響的情況下很容易達(dá)到70℃，若此時就將補(bǔ)風(fēng)關(guān)閉，為時尚早；其次，若設(shè)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(shè)防火閥，則補(bǔ)風(fēng)機(jī)在不被燒壞的情況下會一直運轉(zhuǎn)下去，火勢蔓延到進(jìn)風(fēng)口處則會將火種重新送入，無疑是更不合理的。

4　結(jié)論

機(jī)械排煙補(bǔ)風(fēng)管道穿越防火分區(qū)和其它火災(zāi)危險性較大房間處，應(yīng)設(shè)70℃防火閥；補(bǔ)風(fēng)風(fēng)機(jī)出口處，應(yīng)加設(shè)150℃防火閥，設(shè)在機(jī)房隔墻附近。另外，補(bǔ)風(fēng)風(fēng)機(jī)應(yīng)同排煙風(fēng)機(jī)聯(lián)動啟停，150℃防火閥熔斷關(guān)閉時，也應(yīng)聯(lián)動關(guān)閉補(bǔ)風(fēng)風(fēng)機(jī)，且向消防控制室發(fā)出反饋信號。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣永琨等.高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB50045-95,2005年版) [S].北京:中國計劃出版社，2005:188,212.

[2]經(jīng)建生等.建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB50016-2006)[S].北京:中國計劃出版社,2006:92,97,340.

[3]丁高等.全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施 暖通空調(diào)?動力分冊[S].北京:中國計劃出版社,2009:68.

作者簡介：劉海林（1981-），男，山東博興人，工程師，國家注冊公用設(shè)備工程師（暖通空調(diào)），主要從事：供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)工程的設(shè)計、研究工作。