消防验收及审查排烟系统的问题分析与探讨

●康大生

(河南省消防总队，河南郑州 450008)

在大型工程消防验收时，经常发现排烟系统排烟量不足，排烟阀、防火阀使用不当和安装不完整，排烟系统联动控制调试不到位，排烟风管采用薄钢板法兰，软接管使用可燃材料，防火阀、排烟阀与防火隔断间的短管未设置防火及耐火处理，且长度超过200 mm。在防排烟施工图图纸审核中发现，排烟系统设置过于复杂，与平时通风系统转换原理不清楚，风阀使用混乱，联动控制方案不明确。本文针对上述问题进行具体分析与探讨。

1 排烟量不足

在消防工程验收时，开启排烟口、排烟风机及其排烟阀(其他排烟口处于关闭状态)，测量排烟口风速，计算排烟量，排烟量不能满足60 m3·h-1·m-2设计要求。查看设计图纸，排烟风机风量、风压及系统设计基本合理，但排烟口较多。排烟系统原理如图1所示。

图1 排烟系统原理图

原因分析:根据《建筑通风和排烟系统用防火阀门》(GB 15930-2007)第 6．11．2 条，在环境温度下，排烟阀叶片两侧保持1 000 Pa静压差，其单位面积漏风量(标准状态)不大于700 m3·h-1·m-2。第6．12．3条，在规定的耐火时间内，使防火阀或排烟阀叶片两侧保持300 Pa静压差，其单位面积漏风量(标准状态)不大于700 m3·h-1·m-2。按上述漏风量标准，计算排烟阀的漏风量及漏风率:

防烟分区按300 m2计算，则防烟分区排烟量:300×60=18 000 m3·h-1;排烟口最小面积:300×60/3600/10=0．5 m2;排烟口漏风量:0．5 ×700=350 m3·h-1;排烟风机排烟量300×120=36 000 m3·h-1;一个排烟口漏风率:350/36000=0．97%≈1%。

计算得知:一个排烟口漏风量为系统计算排烟量的1%。

根据《建筑设计防火规范》(GB 50016-2006)第9．4．8条第1款“其排烟量应考虑10% ～20%的漏风量”的规定，排烟系统风机选用按10%富余系数考虑，排烟系统排烟阀漏风量为10%，漏风量为10个常闭排烟口漏风率。如果排烟系统与平时排风合用，平时排风的排风口设置了防烟防火阀，在排烟时转换为常闭的风阀，当计算阀门漏风量时，也包括在内，排烟系统排烟口大于10个时，排烟风机排烟量应相应增加。

如郑州绿城会展宾馆，在消防系统调试过程中，中段写字区域的竖向走道排烟系统，每层设有常闭排烟阀和平时常开的排风防烟防火阀，层数超过20层，排烟阀、防烟防火阀总数超过40个，调试测量排烟量不能满足设计要求。排烟风机必须加大风量。

解决办法:在排烟系统中，常闭排烟口数量不超过10个时，排烟风机风量按漏风量10%计算;常闭排烟口数量超过10个时，排烟风机的风量应适当加大，每增加一个常闭排烟口，风量增加1%，排烟系统共有15个常闭排烟口时，考虑15%的漏风量;有30个常闭排烟口时，考虑30%的漏风量。本计算方法简便，也符合《建筑设计防火规范》第9．4．8条第1款的规定，考虑不小于10%的漏风量。

2 排烟系统竖向土建风道(排烟竖井)漏风量大

大型排烟系统通常采用竖向风井接风管及排烟口，每层的排烟风管风速一般为15 m·s-1左右，风管阻力较大，排烟竖井承受的负压也较大，土建风道漏风量也比较大，一般超过10%。这样的系统排烟风口数量又较多，排烟口排烟量就很难达到规定的排烟量。

根据《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB 50243-2002)第4．2．5 条第 2、5 款的要求，排烟系统按中压系统风管的规定确定允许单位面积风管漏风量:

式中，P为风管工作压力，取500 Pa。

排烟系统风管面积取400 m2;主风管QM≤400×0．0352 × 5000．65=799 m3·h-1，支风管面积按1 120 m2计算，镀锌钢板风管漏风量3 000 m3·h-1。

《通风与空调工程施工质量验收规范》第4．2．5条第4款要求:砖、混凝土风道允许漏风量按低压系统风道的1．5倍。即

混凝土风道面积取144 m2，其漏风量QL≤144×1．5 ×0．1056 ×5000．65=1 295 m3·h-1。

在实际工程中，土建竖井面积较小，内表面无法抹灰，表面凹凸不平，梁下填充封堵无法完整，既很难控制施工质量，又难以修复该施工瑕疵，其漏风量也难以控制，远比计算的要大。

解决办法:竖向较大型排烟系统，系统阻力大于500 Pa时，排烟竖井承受负压大，土建竖井漏风量不能得到有效控制，排烟竖井内应衬钢板风道，减少漏风量。

3 排烟风管的制作安装

《通风与空调工程施工质量验收规范》第4．2．1条规定排烟系统风管钢板厚度可按高压系统确定。

2007年3月1日起实行的国家标准图07K133《薄钢板法兰风管制作与安装》，采用全自动流水线完成各种工序，具有生产效率高、尺寸准确、成形质量好等优点，已在大型通风空调工程中广泛使用。但在防排烟工程中也采用该工艺制作安装防排烟风管，是不适合的。

该图集编制说明适用范围明确指出:本图集适用于通风与空调系统的中、低压风管系统，不适用于圆形风管和消防排烟风管。风管的厚度也仅有中、低压风管系统钢板厚度加工工艺。

薄钢板法兰的连体薄钢板，连接件由1．0～1．2 mm的弹簧夹组成，排烟风管在排烟过程中弹簧夹通过镀锌钢板传热或风管外部火源受热，弹簧夹弹力会大幅减小，法兰失去约束力，法兰处漏风量加大，排烟量减小;重则排烟风管连接变形，法兰处排烟风管断开，导致排烟系统失效。

所以薄钢板法兰不得在防排烟系统使用。

4 排烟口的设置

有一种观点认为“排烟系统仅能采用常闭排烟口”，也就是所有排烟口均应为常闭型排烟口，在排烟时开启。

《建筑设计防火规范》第9．4．6条规定:排烟口或排烟阀应与排烟风机连锁，当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能自行启动;排烟口或排烟阀平时为关闭时，应设置手动和自动开启装置。可以看出，规范没有排除使用常开型钢百叶排烟口;只是明确排烟口为常闭时，应设置手动和自动开启装置。

采用常开百叶口的排烟系统由钢百叶、风管、280℃关闭防火阀及排烟风机等组成，常用于平时通风与事故时排烟合用的系统中，如中厅及汽车库通风与排烟系统，平时用法与事故排烟用法一致，不需要阀门转换或者调节。因此常开排烟口的排烟系统不需要复杂的联动系统，只要开启排烟风机(消防控制室均有排烟风机、加压送风机直开按钮)，即可排烟或者排风。

仅有常开百叶排烟口的排烟系统，操作管理简单，可靠性能高，是常用的排烟系统之一。

但由于排烟风机控制柜一般设置在风机房，百叶排烟口(防烟分区)处未设置手动开启开关，故不完全符合《建筑设计防火规范》第9．4．6条第1款延伸理解的内容。

建议:常开排烟口的排烟系统简捷，投资低，控制可靠，能够正常使用;可在排烟口附近距地1．5 m设置手动开启排烟风机按钮，按钮距离不大于30 m，在本防烟分区及消防控制室均可开启。

5 排烟系统与通风空调系统合用，转换措施不完善

根据《建筑设计防火规范》第9．1．4条规定:“机械排烟系统与通风、空气调节系统宜分开设置。当合用时，必须采取可靠的防火安全措施，并应符合机械排烟系统的有关要求。”

可以看出，排烟系统宜与通风空调系统分开设置，如大型商业，防烟分区较多，排烟系统、空调通风均相对复杂，联动转换困难，一个平时使用的防烟阀不能按程序关闭，排烟系统将不能正常运行。为保证排烟系统的可靠运行，宜独立设置。

一些建筑的地下室通风、走道排烟、机房排烟、机房通风，加压送风、补风和新风等，系统较多，管路空间有限，可采用排烟系统和平时通风合用。合用就需要转换风阀，平时排风的管路及风口，转换时要关闭，该风阀应采用符合防排烟系统要求的防烟防火阀(常开、24 V电信号关闭、70℃关闭)。

在审查设计中发现，转换阀采用电动风阀、自动风阀等，风阀功能不明确，随意使用，造成转换排烟系统时间长、可靠性差等隐患。防排烟系统应采用防排烟系统专用风阀。

6 排烟风管软管未采用不燃材料

排烟系统软管按《建筑设计防火规范》第9．4．9条规定:当排烟风机及系统中设置有软接头时，该软接头应能在280℃的环境条件下连续工作不少于30 min。由于软管材料无国家标准，设计人员不能准确选用或要求，安装单位又不重视，故在工程消防验收时常出现软管不符合要求的情况。《防排烟系统技术规范》报批稿规定“排烟风机不设柔性管接头;当必须设置时，应采用与排烟风机耐火要求一样的材料”是非常必要的。

排烟风管软管应采用A级不燃防火布制作，防火布品种有石棉防火布、玻璃纤维防火布、玻璃纤维涂覆防火布、陶瓷防火布、硅酸铝防火布、硅胶防火布、铝箔防火布、高硅氧防火布等，其燃烧性能均已达到A级标准，耐高温为500～800℃。也有一些成品软管，如硅钛合金软管、硅酸钛金软管、硅纤钛金软风管、硅玻钛金耐高温软风管等。

7 防火阀及防火短管安装

《建筑设计防火规范》第10．3．14条及条文说明规定:防火阀与防火隔断间的短管应采用2 mm钢板制作，短管与防火隔断间采用不燃材料密封，防火阀单独设置支吊架;《高层民用建筑设计防火规范》第8．5．3条及条文说明规定:防火阀与防火隔断间的短管应采用≥1．6 mm钢板制作;《通风与空调工程施工质量验收规范》第6．2．1条(强条)规定:在风管穿过需要封闭的防火、防爆的墙体或楼板时，应设预埋管或防护套管，其钢板厚度不应小于1．6 mm，风管与防护套管之间，应用不燃且对人体无危害的柔性材料封堵;在国标07K103-2安装图集中也明确了该安装方法。但在消防验收时，经常看到该处未按要求安装制作，主要原因还是施工及其管理人员不重视。

8 排烟风机入口的排烟防火阀

设计、安装工作者，对排烟防火阀功能没有完全理解或者设计文件不明确。在工程验收中发现，采用了常闭的排烟防火阀，采用该阀在日常系统试验开启过程中，如果未即时手动复位，阀门功能不能完全实现;火灾时，排烟系统不能即时排烟，对排烟系统来讲，多了一个故障点。也有些工程中，安装了常开的电动关闭的防火阀，在实际操作过程中，不能明确分别该阀与排烟阀的功能，误操作给电信号关闭了该阀，则系统也不能正常排烟。

《建筑设计防火规范》第9．4．8条规定:在排烟风机入口处的总管上应设置当烟气温度超过280℃时能自行关闭的排烟防火阀，该阀应与排烟风机连锁，当该阀关闭时，排烟风机应能停止运转。该阀一般可采用常开的超过280℃自行关闭的防火阀，防火阀设置状态信号，自动关闭输出信号到消防控制室，再联动关闭风机。

解决办法:排烟风机入口的排烟防火阀最好是280℃自动防火阀，不带电动开启或关闭功能，阀门功能单一，造价低，工作可靠;但该阀必须带阀门状态信号反馈功能。

9 挡烟垂壁

有些地下车库和未吊顶的商业建筑，划分防烟分区时未设置挡烟垂壁，认为可用500 mm高度的梁作为挡烟垂壁。挡烟垂壁应在防烟分区内形成有效的集烟仓，排烟口应设在集烟仓内，有效排烟，防止烟气扩散。但梁形成的梁格空间，远小于防烟分区，风管不在该空间，不能在梁的每一个空间内设置排烟口，不能阻止烟气扩散，故相同高度的梁不能代替挡烟垂壁。

对环境要求不高的汽车库，可采用耐高温防火布、镀锌钢板等廉价材料制作挡烟垂壁，排烟口高于挡烟垂壁，排烟口宜设在排烟风管侧壁和上部。

10 结论

常闭排烟口(阀)较多的排烟系统，每个排烟口漏风量约为系统计算排烟量的1%，多于10个排烟口时，每增加1个排烟口，排烟风机风量在原计算标准基础上加大1%排烟量。排烟支管较长的竖向机械排烟系统，因竖井内负压较大，为减少漏风量，排烟竖井宜内置风管;较大型排烟系统，应详细计算排烟系统的风压，作为选用风机的依据。

排烟风管应采用角钢法兰连接，不得采用薄钢板法兰风管;软接管应采用耐高温不燃防火布制作，防火阀单独设置支吊架，与防火隔断间采用防火风管。机械排烟口应设置在挡烟垂壁组成的集烟仓内。防排烟系统应选用防排烟专用风阀，使排烟系统的联动控制正常工作，发挥应有的效能。

［1］GB 50016-2006，建筑设计防火规范［S］．

［2］GB 50045-95，高层民用建筑设计防火规范(2005年版)［S］．

［3］GB 50243-2002，通风与空调工程施工质量验收规范［S］．

［4］GB 15930-2007，建筑通风和排烟系统用防火阀门［S］．

［5］国家标准图07K103-1～2，建筑防排烟系统设计和设备附件选用与安装(2007年合订本)［Z］．

［6］国家标准图07K133，薄钢板法兰风管制作与安装［Z］．