淺議通風系統(tǒng)設計中的幾個問題

孫楊 蔣能飛

深圳市建筑設計研究總院有限公司

近年來，建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，從過去單一功能的純住宅、純商業(yè)，逐步發(fā)展為集購物、娛樂、商務、居住于一體的大型商業(yè)綜合體，建筑功能的多樣化和建筑類型的復雜化給民用建筑的通風系統(tǒng)設計帶來了各式各樣的問題，這些問題有的來自國家、行業(yè)政策法規(guī)的不一樣，有的來自專業(yè)新技術發(fā)展、新產(chǎn)品涌現(xiàn)，有的來自工程本身的特殊要求，本文僅就幾個典型的問題與同行交流，有不對的地方歡迎指正。

1 止回閥的設置問題

《09版措施》[1]第4.6.4條規(guī)定，“多臺風機并聯(lián)運行的通風系統(tǒng)，應在各自管道上裝設止回裝置（即止回閥或聯(lián)動風閥）。當采用止回閥時，其通過風速一般應≥8m/s。”對于一些排風量較小或者有噪聲控制要求的房間，管道上風速可能達不到≥8m/s的要求，查某廠家最新樣本，止回閥選擇時有如下要求“訂貨時須提供閥門的風速，如5m/s、8m/s等。葉片厚薄對應不同大小的風速，這樣就避免過大的風速將葉片吹壞，或者過小的風速導致葉片揚起角度不夠”。當選用止回閥時，嚴格來說需注明通過閥門的風速，根據(jù)不同的風速來配置相應的葉片厚度，因此，對于風管風速小于8m/s時，也是適用的。除了設置止回閥外，對于多臺風機并聯(lián)運行的通風系統(tǒng)，也可以設置電動風閥，連鎖風機啟閉。

對于止回閥的設置位置，很多設計師也是經(jīng)常糾結的問題。根據(jù)圖集《風閥選用與安裝》（07K120）可知，當風管風速為8m/s時，對于水平安裝的止回閥其阻力為110Pa，而風機吸入口與風管的連接要比壓出口與風管的連接，對風機性能的影響還要大，在設計時應特別注意風機吸入口氣流要均勻、流暢，從風管連接上極力避免偏流和渦流的產(chǎn)生，同時，為了防止吸入側產(chǎn)生偏流[2]，《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》[3]（簡稱“《民規(guī)》”）GB50736-2012第6.6.3條對其風速進行了相應的規(guī)定，因此，根據(jù)風機的特征要求，防止風機吸入側產(chǎn)生偏流、渦流等問題，止回閥應設置在風機的正壓段。

2 避難層防煙的問題

《建筑設計防火規(guī)范》[4]（簡稱“《新建規(guī)》”）（GB50016-2014）第5.5.24-6條要求避難層“應設直接對外的可開啟窗口或獨立的機械防煙設施，外窗應采用乙級防火窗”。而《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術標準》[5]（簡稱“《煙標》”）（GB51251-2017）第3.2.3條規(guī)定，“采用自然通風方式的避難層（間）應設有不同朝向的可開啟外窗，其有效面積不應小于該避難層（間）地面面積的2%，且每個朝向的面積不應小于2.0m2”，第3.3.12條規(guī)定，“設置機械加壓送風系統(tǒng)的避難層（間），尚應在外墻設置可開啟外窗，其有效面積不應小于該避難層（間）地面面積的1%。有效面積的計算應符合本規(guī)范第4.3.5條的規(guī)定?！碑斀ㄖ谋茈y層（間）采用乙級防火窗時，《防火窗》（GB16809-2008）第3節(jié)的要求，防火窗分為固定式和活動式防火窗，固定式防火窗為無可開啟窗扇的防火窗，而活動式防火窗為有可開啟窗扇，且裝配有窗扇啟閉控制裝置的防火窗?？梢?，為了兼顧上述兩本規(guī)范規(guī)定的要求，當 避難層采用乙級防火窗時，應采用活動式乙級防火窗。對于活動式防火窗，《防火卷簾防火門防火窗施工及驗收規(guī)范》（GB50877-2014）第6.4.3條規(guī)定，“活動式防火窗，接到消防控制室發(fā)出的關閉指令后，應自動關閉，并應將關閉信號反饋至消防控制室”，應當注意的是，有設計師認為，只要是發(fā)生火災了，其活動式防火窗就關閉了，其實不然，上述條文有如下說明，“當常開的活動式防火窗任一側的火災探測器發(fā)生火災報警信號后，活動式防火窗應能自動關閉，并將關閉信號送至消防控制室”。即，當避難層的火災探測器探測到火災或煙氣時，此時才聯(lián)動關閉。也就是說，火災時，通過采用自然通風方式，防止火災煙氣在避難層（間）空間內積聚是可行的。萬一避難層室外有煙氣可能串入室內的情形怎么辦呢？其實采用自然通風方式防煙的封閉樓梯間，防煙樓梯間及其前室和合用前室也都存在這個問題。綜合考慮安全、適用、經(jīng)濟等各方面因素，一般公認，在一定條件下，“可利用建筑本身的采光通風，基本起到防止煙氣進一步進入安全區(qū)域的作用”（《新建規(guī)》第8.5.1條及其條文說明）。進一步，如有不同朝向的可開啟外窗，“可以認為該前室或合用前室的自然通風能及時排出漏入前室或合用前室的煙氣”，避難層（間）也是同樣的道理。建筑防火設計固然責任重大，但必須明白的一個道理是：金無足赤，事難萬全，將安全風險控制在可接受的范圍內即可。同時需要特別注意的是，對于避難層（間）采用自然通風方式來防煙時，防火窗的控制要求《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB50116-2013）并未提及，需要將其控制要求提給電氣專業(yè)。對于自然通風防煙時，平時常開，當外面煙氣侵入避難層（間）時，通過火災探測器發(fā)出報警信號后，活動式防火窗自動關閉。對于避難層（間）采用機械加壓送風系統(tǒng)時，其活動式防火窗與加壓送風機聯(lián)鎖，當加壓送風機開啟時應能自動關閉，起到防煙的作用。

3 風管保溫材料

在設計中，設計人員經(jīng)常使用離心玻璃棉制品作為風管的保溫絕熱材料，而到了施工階段，施工單位因施工不方便要求改為閉孔柔性泡沫橡塑材料，《新建規(guī)》第9.3.15條規(guī)定，“設備和風管的絕熱材料，用于加濕器的加濕材料，消聲材料及其粘接劑，宜采用不燃材料，確有困難時，可采用難燃材料。風管內設置電加熱器時，電加熱器的開關應與風機的啟停聯(lián)鎖控制。電加熱器前后各0.8m范圍內的風管和穿過有高溫、火源等容易起火房間的風管，均應采用不燃材料。”對于規(guī)范所謂“宜采用不燃材料，確有困難時，可采用難燃材料”，施工不便是否算作確有困難呢？顯然不是，而且《新建規(guī)》規(guī)定了一些地方是不允許采用難燃材料的，只能采用不燃材料，如第9.3.14條“除下列情形外，通風、空調系統(tǒng)的風管應采用不燃材料：......”。第9.3.15條“電加熱器前后各0.8m范圍內的風管和穿過有高溫、火源等容易起火房間的風管，均應采用不燃材料”。第9.3.13條“3在防火閥兩側各2.0m范圍內的風管及其絕熱材料應采用不燃材料”。第6.1.6條“……，穿過防火墻處的管道保溫材料，應采用不燃材料。當管道為難燃及可燃材料時，應在防火墻兩側的管道上采取防火措施。”因此，設計選用的風管保溫絕熱材料不可隨意變更。

由于離心玻璃棉制品為非閉孔材料，當采用離心玻璃棉制品作為保溫絕熱材料時，《民規(guī)》第11.1.7條規(guī)定“3采用非閉孔材料保溫時，外表面應設保護層。采用非閉孔材料保冷時，外表面應設隔汽層和保護層”。過去《高層民用建筑設計防火規(guī)范》[6]（GB50045-95）（2005年版）第8.5.7條條文說明尚有“但粘接劑和保溫層的外包材料仍應采用不燃材料，如玻璃布等”一說，以往執(zhí)行此條文時頗為盲目，不管是否為閉孔材料，均設置不燃材料保護層，現(xiàn)行《新建規(guī)》第9.3.15條已無此要求。因此，采用閉孔柔性泡沫橡塑保溫層時，除工程特殊要求（如露天部分）外，可不設保護層。

4 防火閥3C認證

《煙標》第1.0.4條規(guī)定，“建筑防煙、排煙系統(tǒng)的設備，應選用符合國家現(xiàn)行有關標準和有關準入制度的產(chǎn)品”，其條文說明如下，“……，依法實行強制性產(chǎn)品認證的消防產(chǎn)品，由具有法定資質的認證機構，按照國家標準或行業(yè)標準進行認證方可使用?！狈罒煛⑴艧熛到y(tǒng)中哪些需要依法實行強制性產(chǎn)品認證呢？2014年8月31日公安部消防產(chǎn)品合格評定中心發(fā)布了《強制性產(chǎn)品認證實施細則-火災防護產(chǎn)品-消防防煙排煙設備產(chǎn)品》（CCCF-HZFH-03（A/0）），該《實施細則》自2014年9月1日起開始實施。本《實施細則》適用于消防防煙排煙設備產(chǎn)品，包括以下產(chǎn)品種類：防火排煙閥門（防火閥、排煙防火閥、排煙閥）、消防排煙風機、擋煙垂壁產(chǎn)品等。在上述公告中我們看到，消防風系統(tǒng)并不是所有產(chǎn)品均有3C認證的要求，如防煙（加壓送風）風機、加壓送風口以及150℃廚房用排油煙管道上的防火閥均沒有要求。

對于強制性消防產(chǎn)品，《實施細則》附錄“1關于消防防煙排煙設備產(chǎn)品強制性認證典型產(chǎn)品名稱及單元劃分原則”要求：“2.6防火排煙閥門僅外形尺寸不同，影響產(chǎn)品一致性的其他要素無變化，當委托認證的一組（也可為一個）防火排煙閥門公稱尺寸符合下列要求時：1）圓形：直徑小于等于800mm。2）W（寬）×H（高）小于等于1250×800，可選擇其中公稱尺寸最大的產(chǎn)品為典型產(chǎn)品進行型式試驗，其他產(chǎn)品進行圖紙確認。當委托認證的防火排煙閥門公稱尺寸不符合上述要求時，每一規(guī)格均應作為不同單元進行認證?！睋?jù)了解，尺寸大于上述規(guī)格均應單獨進行認證，每一種不同認證單元（主型）的認證時間通常為8個月。小于上述規(guī)格的每一種規(guī)格為分型，認證時間通常為3個月。圓形閥凡直徑大于800mm均為主型，需單獨認證，認證增加費用根據(jù)型式不同執(zhí)行檢測中心相關收費標準。認證完成后，需上傳至消防信息網(wǎng)，這也需要幾個月的時間，因此，對于某個工程來說，某一閥門型號超過規(guī)定的尺寸需單獨認識時，認證及上網(wǎng)所花費的時間是耗不起的，當閥門尺寸超過規(guī)定的尺寸（1250×800）時，一般采用以下方法：1）把大風管扯分成滿足3C閥門認證的小風管，但是成本增加，影響空間排布，影響凈高，增加風管阻力。2）采用閥門拼接的方式，用符合3C認證的閥門拼接成所需要的尺寸，但拼接的閥門由多個執(zhí)行器共同工作。例如2000×400可以采用960×400的3C認證閥門完美對接（不同的品牌可能其法蘭長度不同，如30mm、40mm），但并不是每個閥門都可以完美對接的，如1250×1250，對接后為1250×1280，拼裝后尺寸全部超過風管（此方式減少了閥門的有效面積，增加了阻力），具體如圖1：

圖1 防火閥拼接示意圖

《實施細則》附錄1同時也要求，防火排煙閥門的認證依據(jù)標準為《建筑通風和排煙系統(tǒng)用防火閥門》（GB15930-2007），而根據(jù)GB15930-2007第3節(jié)術語和定義，防火閥及排煙防火閥平時均呈開啟狀態(tài)，排煙閥呈關閉狀態(tài)，第4.1條“注：排煙閥沒有溫感器控制方式”（即排煙閥相當于一個滿足漏風量及消防要求的開關閥或調節(jié)閥），也就是3C認證的防火閥及排煙防火閥均為常開型，排煙閥為常閉型。常閉防火閥、帶溫感器的排煙閥均不符合GB15930-2007的要求，即280℃的多頁排煙口、70/280℃常閉防火閥、70/280℃常閉電動防火閥均不符合3C認證?！稛煒恕返?.2.2-1條規(guī)定，“排煙防火閥、送風口、排煙閥或排煙口等必須符合有關消防產(chǎn)品標準的規(guī)定”。同時，第4.4.12-4條規(guī)定，“火災時由火災自動報警系統(tǒng)聯(lián)動開啟排煙區(qū)域的排煙閥或排煙口，應在現(xiàn)場設置手動開啟裝置”。因此，防排煙系統(tǒng)執(zhí)行3C認證后對于水平排煙系統(tǒng)：1）原280℃遠程多頁排煙口需改為遠程多頁排煙口+排煙防火閥（或全自動排煙防火閥PFHF-WSDj-YK+百葉風口）。2）原280℃排煙防火閥（常閉）需改為排煙閥+排煙防火閥（或全自動排煙防火閥PFHF-WSDj-YK）。3）原70℃電動防火閥（常閉）需改為排煙閥+70℃常開防火閥（或全自動防火閥FHF-WSDj-FK）。常用排煙系統(tǒng)具體做法如圖2所示：

圖2 3C認證前后對比示意圖

對于豎向排煙系統(tǒng)，《煙標》第4.4.12-6條規(guī)定，“每個排煙口的排煙量不應大于最大允許排煙量，最大允許排煙量應按本標準第4.6.14條的規(guī)定計算確定?！必Q向排煙系統(tǒng)一個防煙分區(qū)一般需要同時設置幾個豎井才能滿足第4.4.12-6條規(guī)定，同時，原280℃遠程多頁排煙口已經(jīng)無280℃溫感器，需要改為“遠程多頁排煙口（275mm厚）+2排煙防火閥（210mm厚）”，因此，對于豎向排煙時，建議采用風管水平排煙的方式。具體如圖3所示：

圖3 豎向排煙示意圖

5 結語

1）對于風管風速小于8m/s時，止回閥需注明通過閥門的風速，根據(jù)不同的風速來配置相應的葉片厚度，并安裝在風機正壓段。

2）避難層（間）的外窗應為活動式防火窗，不同的防煙方式其控制方式應不同。

3）風管保溫一般情況應采用不燃材料，如離心玻璃棉，設計選用的風管保溫絕熱材料不可隨意變更。

4）防火閥需要按照3C認證后的要求來考慮防排煙設計，針對不同的方式采用不同的配置方式。