民用建筑暖通空调设计中防火防爆措施分析与应用实践

姚明涛

【摘要】在我国城市化发展速度不断加快的背景下，人们更加重视提升生活质量，暖通空调系统可以保障居民的生活质量，也是现代化建筑工程中不可缺少的重要设施。在暖通空调设计过程中，需要严格遵循民用建筑暖通空调设计要求，保证暖通空调系统的合理性。与此同时，需要加强在暖通空调设计过程中的防火、防爆措施的应用。在此次研究中，主要对现有的民用建筑暖通空调设计原则进行分析，探讨民用建筑暖通空调设计防火、防爆措施，并对暖通空调防火、防爆施工中的主要事项进行分析，提高暖通空调设计与施工质量，保障暖通空调系统运行安全。

【关键词】民用建筑;暖通空调设计;防火措施;防爆措施;应用实践

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.05.029

引言：

现阶段，暖通空调系统是民用建筑基础施工项目中的重要组成部分，对暖通空调系统进行合理设计管理工作，可以提高民用建筑的安全性，保障广大居民的生活质量。在对暖通空调设计方案进行研究时，需要加强暖通空调系统防火、防爆设计工作，对暖通空调设计中的各个要点进行全面掌握，从而提高暖通空调系统的整体设计水平。

1、民用建筑暖通空调设计原则

在暖通空调设计过程中，需要遵循以下原则：

1）可循环可持续原则。在民用建筑暖通空调设计中，可持续可循环的原则符合建筑节能绿色环保要求，是提高暖通空调系统节能效果的基础。在民用建筑节能设计过程中可以对一些能够重复利用的资源和能源进行回收利用。在民用建筑暖通空调设计中还要回收系统运行中产生的能源与废料，形成循环性系统，可以有效控制暖通空调系统运行成本。例如新风系统中增加热回收段，可以对排风余热进行热回收，具有较强的节能环保效果[1]。

2）协调性原则。在民用建筑暖通空调设计过程中，要坚持协调性原则，主要是对暖通空调系统各组成部分进行科学设计，合理布局。例如中央空调系统制冷机房，燃气锅炉房的设置位置需与其他专业协调一致，有防火防爆要求的机房需满足相关规范要求，风机房位置以及通风系统出地面的送、排风口位置不能选择，否则对室外环境造成不良影响，确保暖通空调系统与建筑物以及室外环境可以整体协调共存[2]。

3）安全性原则。在暖通空调系统运行过程中会存在一些问题影响系统的安全性与稳定性。在暖通空调设计过程中，要遵循安全性原则，必须重视对防火、防爆措施进行科学应用，防止在暖通空调系统运行时出现故障，导致安全隐患。

2、民用建筑暖通空调设计中的防火措施

2.1系统设计

在民用建筑暖通空调设计中，对防火措施进行应用时，必须重视系统整体设计。通风和空气调节系统，横向宜按防火分区设置，竖向不宜超过5层。竖向风管应设置在管井内。在风管穿越防火隔墙部位应设置防火阀，可控制火灾沿风管蔓延。暖通空调系统的管道设计在横向和竖向可以按照楼层分段进行设计[3]。在机械排烟系统设计过程中，如果沿着水平方向进行布置时，每个防火分区的机械排烟系统应独立设置。建筑高度超过50m的公共建筑和超过100m的住宅，其排烟系统需要竖向分段独立设置，且公共建筑中每段高度在50m以内，民用建筑每段高度在100m以内。在暖通空调系统设计时，要按照防火分区进行科学规划，对机械排烟系统也要严格按照防火分区以及不同阶段进行独立设计。在防火措施设计中，需要对暖通空调防排烟系统设计规范进行科学把握[4]。

2.2风管材料选择

在民用建筑暖通空调设计中，还要对风管材料进行科学选择。风管材料必须采用不燃材料制作，但是对于一些接触腐蚀性介质的风管和柔性接头可采用难燃材料。在体育馆、展览馆、候机厅等大空间建筑，单层或者多层办公建筑内暖通空调系统的风管，当不跨越防火分区且在穿越房间隔墙处设置防火阀时，可以采用难燃材料。风管材料可以采用钢板或镀锌钢板，也可以采用复合风管材料。为了提高复合材料风管的整体性与安全性，要严格按照我国的相关规定对复合材料风管的覆面材料进行严格审核，必须为不燃材料。内层绝热材料也要利用难燃或者不燃且对人体无害的材料进行制作。在设计防烟楼梯间、前室等场所的加压送风管道时，需选择可以满足耐火极限要求的风管材料。排烟风管一般用于排除火灾初期的烟气，建筑物局部起火后，排烟风管需维持一定时间的正常功能，耐火极限主要包括0.5h、1h、2h、3h等不同级别。在对防火风管的材料进行选择时，要保证其本体、框架、固定材料、密封垫材等都为不燃性材料。机械加压送风系统要以管道送风为主，送风管道可以采用不燃材料制作，机械排烟系统利用管道进行排烟，排烟管道也要利用不燃材料制作。在对风管材料进行选择时，不燃性以及耐燃性是主要考虑的特性。在设计过程中需要对风管材质进行准确描述，方便施工人员根据建筑暖通空调施工要求完成材料选择。

2.3防火阀设计

防火阀设计也是暖通空调系统防火措施中的有效手段，合理應用防火阀可以防止建筑内部火灾沿风管快速蔓延，为火灾救援争取宝贵时间。防火阀应用时需根据风管不同使用要求，不同的使用场所采用不同公称动作温度以及不同控制方式的防火阀。在我国相关规定中，通风、空气调节系统的风管在下列部位应设置公称动作温度为70℃的防火阀：穿越防火分区处;穿越通风、空气调节机房的房间隔墙和楼板处;穿越重要或火灾危险性大的场所的房间隔墙和楼板处;穿越防火分隔处的变形缝两侧;竖向风管与每层水平风管交接处的水平管段上，但当建筑内每个防火分区的通风、空气调节系统均独立设置时，该防火分区内的水平风管与垂向总管的交接处可不设置防火阀。公共建筑的浴室、卫生间和厨房的竖向排风管宜在支管上设置公称动作温度为70℃的防火阀。公共建筑内厨房排油烟管道应在与竖向排风管连接的支管处设置公称动作温度为150℃的防火阀。机械加压送风管以上部位应设置公称动作温度为70℃的防火阀;排烟风管以上部位应设置公称动作温度为280℃排烟防火阀。在设计中除了要明确标注防火阀的具体位置和动作温度之外，还要说明防火阀实际使用时的系统控制方式，如280℃排烟防火阀应在280℃时自行关闭，并应连锁关闭相应排烟风机和补风机等。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

2.4保温与保冷材料选择

在民用建筑防火措施应用过程中，需要加强保温与保冷材料选择。由于保温材料引起的火灾，在建筑中多有发生，同时材料燃烧后形成的浓烟，成为火灾中人员伤亡的主要因素。因此，采用保温材料燃烧性能的级别应严格执行现行国家和地方标准的规定。设备、风管与水管保温宜采用不燃材料，但是如果条件不允许可采用难燃材料，严禁采用可燃材料。在相关规定中有明确要求：在条件不允许的情况下可采用难燃材料，但是个别设计师一开始就采用难燃材料，在设计说明中也没有详细描述困难原因。橡塑作为难燃材料，燃烧产生的烟气密度比较高，在火灾中造成逃生人员吸入过多烟气而出现中毒伤亡情况，利用橡塑材料存在一定消防隐患。因此在设计时必须对设备、风管与水管保温材料进行科学选择，如果不是特殊情况不建议采用难燃材料。

2.5其他材料与管件选择

除了对保温材料进行科学选择外，在暖通空调系统防火措施应用过程中，还要对加湿材料、消声材料、粘结剂等进行科学选择。这些材料也要采用不燃材料，但是条件不允许时可采用难燃材料。整个暖通空调系统中的管件和附件材质都要采用不燃或难燃材料进行施工。我国相关规范中针对防排烟系统有强制性规定，防火风管的本体、框架与固定材料、密封垫料等必须使用不燃材料，防火风管的耐火极限时间必须要满足系统防火设计要求。

3、民用建筑暖通空调设计中的防爆措施

3.1系统设计

在民用建筑暖通空调设计中，防爆措施也是重要的设计内容，防爆措施的合理应用可以确保暖通空调系统运行安全。我国暖通空调设计规范中有明确规定，可能会突然散发大量有害气体或有爆炸危险气体的场所要设置事故通风系统。我国防火相关规范中有强制性规定，民用建筑空气内有易燃易爆危险物质的房间必须利用自然通风或者独立的机械通风设施，且空气不能循环使用。这是暖通空调防爆设计中的基本原则，主要目的是防止着火或者爆炸物质通过通风系统进入到建筑内部其他房间。特别是存放易燃易爆物质的房间，必须设置事故排风，并要确保排风系统的独立性。

3.2设备选型与控制要求

对民用建筑暖通空调防爆措施进行设计时，需要加强设备选型工作。一般空气中含有易燃易爆物质的房间，其送、排风系统需采用防爆型通风设备，防止风机因为火花出现爆炸事故。在事故通风设计中要按照扩散物的具体种类进行设计，一旦检测到相应物质后，检测报警或者控制系统可以及时发出警告。事故通风的手动控制装置要设置在室内外方便进行操作的区域。事故通风设置场所一般以散发有毒有害或者有爆炸危险气体的场所为主。在民用建筑中存在爆炸危险气体的主要场所，包括燃气厨房、燃气锅炉房、布置燃气管道的房间和管道井等。这些场所需要根据具体规定设置燃气浓度监测装置，一旦燃气浓度达到爆炸极限浓度值，可以自动报警并联动开启事故排风机，使燃气引入管上的紧急自动切断阀关闭，保障民用建筑安全性，防止出现爆炸事故[5]。

3.3其他措施

现阶段，在民用建筑暖通空调设计过程中，输送含有易燃易爆气体或者安装易燃易爆环境中的风管系统时，风管上必须设置可靠性相对较高的防静电接地装置。输送含有易燃易爆气体的风管系统在通过生活区域时，禁止设置接口。这一强制性规定可防止风管因为静电引发火灾或者爆炸，有利于避免易燃易爆气体通过风管系统扩散其他生活区域。

4、民用建筑暖通空调防火防爆施工要点

4.1防火封堵施工

在民用建筑暖通空调防火防爆施工过程中，防火封堵施工的主要作用是确保防火墙墙体完整性，可以有效避免在发生火灾时烟气或者火焰通过管道穿墙部位的缝隙渗透到其他房间。在防火封堵施工过程中，必须明确标注暖通管道在穿越防火隔墙、楼板的防火封堵措施。在施工中需要对封堵材料进行严格选择，可以利用矿棉或者岩棉等不燃柔性材料进行施工。施工人员必须严格按照相应的设计要求进行施工，确保防火封堵施工质量。

4.2局部强化施工

在民用建筑暖通空调防火防爆施工过程中，风管穿过防火隔墙、楼板以及防火墙时，需要在风管上的防火阀、排烟防火阀两侧各2.0m范围内的风管外壁采用耐火风管进行防火保护施工，并且耐火极限必须比该防火分隔体的耐火极限更高。在建筑暖通空调防火防爆局部强化施工过程中，需要施工人员严格根据设计说明的防火措施，对具体的耐火风管进行合理选择，要确保风管能够满足要求，对防火风管的承载能力、完整性、隔热性等进行判定，保证局部强化措施的有效性。特别是对穿越防火隔墙楼板和防火墙的风管进行施工时，如果采用钢板材料进行施工，必须保证风管板材厚度在2mm以上。

4.3风管安装

大型民用建筑暖通空调防火防爆施工中有输送高温气体风管和防火阀安装作业，会对防火防爆的最终施工质量产生直接影响。在具体施工过程中需要确保输送易燃气体或者易燃碎屑管道与可燃物体之间的间隙在150mm以上。在施工中还要利用厚度在50mm以上的不燃材料进行隔热。如果管道是上下布置方式，表面温度比较高的管道需要布置在上面。在风管安装中还要对输送高温燃气管道与可燃物体之间的距离进行明确标注，在施工中还需要利用导热性较差的不燃隔热材料进行隔热施工，进一步提升风管安装质量。

5、民用建筑暖通空调防火防爆设计注意要点

在民用建筑暖通空调系统设计中，还要关注其他设计要点，特别是对燃烧爆炸性区域进行分析。在暖通空调工程中，管线设备可能会出现电火花、高温、静电等危险源。因此，要利用科学可靠的防火、防爆措施，尽可能消除危险源。在这一过程中还要科学划分燃烧爆炸性危险区。第一，要对燃烧爆炸物质的物理性质、化学性质等进行综合考虑，主要是对引燃温度、爆炸极限点等参数进行全面把握;第二，在暖通空调运行过程中，要对可能形成危险源的具体位置进行全面掌握，同时要对混合气体流量、速度和浓度进行准确计算，明确气体扩散和迁移方式。一些比空气更重的混合气体扩散能力相对较弱，易沉积。而比空气轻的混合气体不易沉积，并且很容易扩散;第三，在确定混合气体的可能泄露频率和持续时间后，需要对其危险性进行科学衡量，将燃烧爆炸区域分为以下等级：（1）0等级为暖通空调正常运行或者连续长期出现危险混合气体的区域;（2）1等级为暖通空调在正常运行条件下，可能会出现危险混合气体的区域;（3）2等级区为暖通空调处于正常运行状态时，不可能或者极少可能出现危险混合气体的区域。对危险区域进行科学划分，除了要对燃烧爆炸性混合气体的综合性质进行考虑之外，还要考虑到暖通空调的通风运行状态，确定氣体排放和扩散方式。以气体的存在动态为基础对危险等级进行合理调整。在通风状态良好的情况下，可以适当降低危险等级;如果通风状态不佳，需要提高危险等级。一般情况下，暖通空调设计过程中大多数设备安装为低燃烧爆炸风险区，为了防止出现0等级区，需要对暖通空调的整体运行进行全面监测[6]，及时掌握危险因素并采取正确高效的方法排除。

结语：

总之，在暖通空调防火防爆措施设计过程中，需要根据当前我国对暖通空调系统防火、防爆的具体要求，科学把握相应的设计策略，提高暖通空调设计防火、防爆水平。在具体设计工作中还要加强设计方案审核和检查工作，确保暖通空调的防火、防爆设计方案符合我国相关规定，提高民用建筑后期使用过程中的安全性与舒适性。

参考文献：

[1]罗刚.民用建筑暖通空调设计中防火，防爆措施的分析与总结[J].暖通空调，2019，49（6）：5.

[2]李忠.民用建筑暖通空调设计技术措施分析[J].商品与质量，2019，000（045）：127.

[3]何思洋.新时期节能理念下的民用建筑暖通空调设计分析[J].2020.

[4]肖龙洋，宋晋.民用建筑暖通空调系统节能设计措施分析[J].绿色环保建材，2020（3）：2.

[5]李杨.高层民用建筑暖通空调设计的几个关键点分析[J].中国房地产业，2019.

[6]马汇阳.高层民用建筑暖通空调设计注意事项探究[J].营销界（理论与实践），2019（10）：1.9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3