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建筑规范中有关空调系统防火阀条文的探讨
 
慧聪网   2005年9月19日10时17分   信息来源:白峰 付海明 刁永发    

    摘要:讨论了几个现行规范在防火阀设置问题上规定不明确、不一致或不准确之处,提出了具体的修改建议。

    关键词:防火阀 安装 设置

    民用建筑通风空调系统的防火问题,主要是防止风管的串火、串烟和管件管材的燃烧。各地消防部门对管材和保温材料有严格的规定,执行起来较为容易。因此,防火阀的设置和选择成为空调专业防火设计的主要问题。现行《民用建筑设计防火规范》(GBJl6-87)[1]和《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)[2],以及《采暖通风空气调节设计规范》(GBJl9-87)[3]等,关于空调防火阀的条文只有5~7条,且有的条文在不同规范中的解释存在不一致和不太准确的地方,执行起来常因理解不同引起消防审查人员和设计人员的争执。本文对此进行讨论,提出几条对现行空调防火规范补充完善的观点,供设计和消防审查时参考。

    1、防火阀的作用及防火规范中存在的一些问题

    在空调系统的送回风干管上设置防火阀,其作用有三:a)防止火灾通过风管蔓延到其它区域;b)防止烟气通过风管蔓延到其它区域;c)防止火灾烧毁排烟风机或排烟设备。因此,防火阀按所起的作用可分为防火阀,防烟防火阀和排烟防火阀。

    排烟防火阀,通常都设在排烟风机的前面,比较容易确定。但是,对其它两种防火阀,就有在什么地方设防火阀、设什么样的防火阀这样的问题。

    对防火阀的设置场所,规范有5条规定,为满足规范,具体设计中,就必须在以下的几个部位设置防火阀:a)穿越防火分区的送风、回风管道包括穿越防火墙、防火分区的隔墙和楼板的风管上设置防火阀;b)穿越机房的隔墙和楼板的通风、空调机房送风、回风干管;c)穿越火灾危险性大的房间,穿越重要房间的隔墙和楼板处的送风、回风管道;d)穿越变形缝的风管在变形缝的两侧;e)垂直风管在和每层水平风管的连接处。

    按以上的5条原则布置防火阀,应当是符合防火规范的,消防审查也会通过。但是,细究起来,就会发现其中存在如下一些问题。a)防火分区的隔墙和楼板、火灾危险性大的房间隔墙和楼板、重要的房间的隔墙和楼板,其两侧是否都要设置防火阀?如果不是两侧都要设置,那么,设置在哪一侧较为合理?b)如果一个面积较小的建筑物,整个建筑就可以划为一个防火分区,那么风管穿越该建筑的楼板时要不要设置防火阀?c)空调机房送风、回风干管穿越机房的隔墙和楼板处要设置防火阀,如果没有通风、空调机房,那么通风机和空调机送风、回风干管上是否要设置防火阀呢?设置在什么地方呢?d)什么地方设置普通的防火阀,什么地方设置防烟防火阀呢?e)文献[4]和[5]中都有电气联控的防火阀,但是两本防火规范和文献[3]中,却没有规定要设电气联控这样的条文。是否要做电气联控? 哪些地方的防火阀要做电气联控呢?

    2、防火阀设置中几个问题的分析

    2.1 穿越机房的送风、回风干管上是否要设置防火阀

    《高层民用建筑设计防火规范条文说明》对此有个简单的解释,“高层建筑的通风、空调机房是通风管道汇集的房间,也是火灾蔓延的场所。为了阻止火势通过风管蔓延扩大,规定了在通风空气调节系统中设置防火阀的部位”。规范的意思是,空调机房在火灾时,容易串火和串烟,因此,必须在送风和回风管上设防火阀,以提高其防火的可靠性。

    我们知道,回风管和送风管是空调机的两端,只要一端关闭,烟气就不会沿着风管蔓延。在回风管和送风管上分别设防火阀,可靠性当然提高了,但是,实际情况是,空调回风管很大,防火阀的价格非常高。同时,许多工程的空调机房是集中回风,或者根本就没有空调机房,回风口的防火阀无法安装。没有空调机房的送回风管道上,按照规范的规定,也无须安装防火阀。所以,规范在这一点上存在两个问题:a)回风管防火阀安装造价高、难度大,甚至无法安装; b)对同样空调机防火的问题,要求设置防火阀的标准不统一。

    为弥补规范这一条文的不足,方便执行,建议:通过管道送风的空调器,不论其是否设有机房,均须在送风管上安装防火阀。回风管上是否需要安装防火阀,可不作硬性规定。

    2.2 防火阀的电气控制方案

    这个问题,在文献[1]和[2]中虽然没有具体的条文,但是在空调设计手册及相关的参考书中,却有明确的交代。文献[4]中将其分成“不设消防控制室的空调通风防火控制”和“设消防控制室的空调通风防火控制”两种方式。控制原理图见图l和图2。这个方案中,防火阀不但具有隔断火势蔓延的功能,还有报警的功能。

不设消防控制室的通风空调系统防火控制程序

    图1 不设消防控制室的通风空调系统防火控制程序

设有消防控制室的通风空调防排烟系统控制程序

    图2 设有消防控制室的通风空调防排烟系统控制程序

    文献[5]中也有这样的控制方式,如图3,当火灾发生时,烟感(或温感)等探头发出火警信号给控制中心,控制中心接通DC24V电源,防火或排烟阀门动作同时微动开关动作,继电器KA动作使排烟风机或加压风机1M启动,排风机2M和空调风机3M停止。而文献[6]对于防火阀的控制只有这样的条文(24.6.4):“设于空调通风管道上的防排烟阀,宜采用定温保护装置直接动作阀门关闭,只有必须要求在消防控制室远方关闭时,才采取远方控制。关闭信号要反馈消防控制室,并停止有关部位风机”。显然这样的规定与我们的要求相差太远,也不能够适应建筑技术发展的需要,现在的建筑控制系统相对造价越来越低,而装修和室内的设备越来越高挡。

防火阀电气控制方式

图三 防火阀电气控制方式

    暖通空调专业和电气专业对防火阀的控制方法不统一,导致设计人员无所适从,造成设计混乱。对此,我们和电气设计人员经过反复研究,认为空调设计要求的控制系统太复杂,有的地方甚至是多余的。例如图l,图2,图3的控制方式, 只有在以下几个条件都成立的情况下才有必要:a) 火灾发生在防火阀处,火场温度首先将防火阀易熔片熔断,这时由防火阀将信号提供给消防控制中心;b)发生火灾的地方没有电气报警设施,如烟感探头等,也没有消防喷水设施,或这些设施已损坏;c)发生火灾的地方不常有人,或发生火灾时没有人在场。

    按规范的规定,只要有集中空调的场所均需安装喷淋和报警,并且各个系统本身的可靠性也很高。所以,这几个情况都发生的可能性太小了,其概率大约在1% 以下。即使这样,我们下面还是讨论一下几个条件都成立的情况,以便我们判断到底要不要这一功能。

    假设火灾发生了,电气报警探头没有探测到,消防喷水设施也没有动作,人也不在场或没有发现,这时候,如果空调系统仍在运行,考虑三种情况:

    a)设有回风的空调系统。如果火灾发生在离空调机房最远处,火灾的高温烟气, 肯定首先被回风管吸入,回风管处的防火阀最先接触到高温烟气,那么火灾的高温烟气到达回风防火阀,而熔断防火阀的易熔片, 通常需要10min,这时即使防火阀起到了报警作用,也贻误了最好的救火时机。

    b)如果空调系统不设回风,即全新风系统,例如水-空气系统中的新风系统。此时只有新风管上设防火阀,如果火灾也发生在离空调机房最远处,那么,必须等到火灾蔓延到空调机附近,穿过吊顶和风管保温层,温度达到70℃防火阀才会动作,这段时间就远不止1Omin了。因为空调系统仍在运行。风管是正压,火灾不会通过风管蔓延到空调机处,更不会通过风管蔓延到其它防火分区,这种情况下,新风系统中防火阀的报警功能有多大作用?

    c)如果火灾就发生在空调机房附近处,或者说就发生在空调机房,火灾的烟气直接被吸入回风管道,引起防火阀熔断,这时防火阀报警功能才会发挥作用。但这种情况只是对冬季而言,夏季空调的制冷运行会冷却烟气,延缓报警时间,减弱这种功能。

    如果这时空调系统已停止运行,火灾的高温烟气通过送、回风管到达防火阀,熔断防火阀的易熔片,这段时间就更长。所以,指望防火阀报警是靠不住的。

    火灾发生在通风空调机房的可能性有多大呢?在通风空调机房,除了风机电机和线路会发生火灾以外,其余物品按照规范要求,均是不燃烧型。如果电机内的线圈起火了,那么电机就不会工作了,风机也就不会工作了,根本不需防火阀提供信号来关停风机。如果电气线路短路起火,电气系统自身的断路保护就已经切断电源,让风机停转,也不需要防火阀提供关停风机的信号。

    另外,当专门用作报警的烟感系统、专门作消防灭火的喷淋系统以及消防控制中心的值班人员都不能发现火灾,说明整个建筑的消防报警系统是不合格的,这时候,即便防火阀能发出报警的指令,消防控制中心也无法接收到。即使接收到了,也无太大作用,因为此时火灾已经很大。因此,从这种意义上来讲,通风机房的防火阀为电气提供报警信号是没有必要的。

    所以建议:为了维护规范的统一性,适应建筑技术的发展,更好地起到防火的作用,空调系统中防火阀的控制可以做如下规定:防火阀的电气联控方式宜为:发生火灾--探头(或其它方式)报警--确认火灾--切断非消防电源并关闭防烟防火阀和有关的防火阀。

    那么,什么地方的防火阀要与电气联控呢?我们认为以下几个地方必须要设置:a)防烟防火阀;b)排烟防火阀;c)机房进出口处风管上的防火阀;d)穿越防火分区的防火阀;e)穿越重要房间的送回风管上的防火阀。

    2.3 重要房间的界定

    除了规范的条文说明中列出的几种如会议室、多功能厅、贵重物品间、贵宾休息室、大餐厅等为重要的房间。在民用建筑中,我们还可以明确以下几个场所为重要房间:消防控制中心、电话交换机房、总统套房等。三星级以上的酒店,因为客房装修豪华,客人的贵重物品相对较多,出于火灾引起的损失较大,且新风支管尺寸又小,可以将每个客房都考虑为重要的房间。

    参考文献

    1、GBJ l6-87民用建筑设计防火规范

    2、GB 50045-95高层民用建筑设计防火规范(2001年版)

    3、GBJ 19-87采暖通风空气调节没计规范

    4、陆耀庆.实用空调设计手册.北京:中国建筑工业出版社,1992

    5、防、排烟设备安装图(中国建筑标准设计研究院出版社,99K103)

    6、JBJ/T 16-92民用建筑电气设计规范

    7、钱以明.高层建筑空调设计.上海:同济大学出版礼,1988

 
 
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