摘要:通過(guò)在封閉樓梯間機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中與國(guó)家規(guī)范無(wú)明確要求之處進(jìn)行討論總結(jié),進(jìn)行合理思考,提出觀點(diǎn),并給出解決方案,使設(shè)計(jì)方案更趨合理。
關(guān)鍵詞:送風(fēng)量;余壓值;管道井;自然排煙窗;余壓智能監(jiān)控
0 引言
建筑防排煙系統(tǒng)關(guān)系火災(zāi)時(shí)人員疏散安全,一直以來(lái)為暖通專業(yè)設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)關(guān)注且必須保證設(shè)計(jì)正確及合理性。封閉樓梯間機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)屬于防煙系統(tǒng)的重要組成部分。
封閉樓梯間即在樓梯間入口處設(shè)置門,以防止火災(zāi)的煙和熱氣進(jìn)入的樓梯間。
樓梯間的機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)是保證火災(zāi)時(shí)樓梯間保持正壓,阻止煙氣進(jìn)入,從而確保人員疏散安全的重要技術(shù)手段。在最新建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范《GB50016-2014》(以下簡(jiǎn)稱14建規(guī))6.4.2.1中明確規(guī)定了不能自然通風(fēng)或自然通風(fēng)不能滿足要求時(shí),應(yīng)設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)或采用防煙樓梯間。
筆者最近的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中為滿足規(guī)范及結(jié)合消防部門驗(yàn)收意見(jiàn),發(fā)現(xiàn)封閉樓梯間設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程有諸多值得總結(jié)及引起思考之處。
1 封閉樓梯間機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
1.1 項(xiàng)目及設(shè)計(jì)方案概述
本工程位于海南省??谑?,主要為光纖棒生產(chǎn)廠房改建4期項(xiàng)目,改建總建筑面積約3萬(wàn)平方, 設(shè)置封閉樓梯間的改建區(qū)域?yàn)楣袒癄t車間,共2層,建筑高度為18m,一層層高6.19m,約562平方,二層層高11.80m,約570平方。火災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)為丁類,耐火等級(jí)二級(jí)。為滿足人員安全疏散要求,且由于業(yè)主對(duì)空間利用率要求相當(dāng)高,生產(chǎn)設(shè)備外幾乎無(wú)可用多余空間,所以如設(shè)置防煙樓梯間將無(wú)空間設(shè)置防煙前室,最終設(shè)置了封閉樓梯間。具體位置見(jiàn)下圖:
1F 封閉樓梯間平面圖 2F 封閉樓梯間平面圖
加壓送風(fēng)風(fēng)機(jī)屋頂落地安裝,送風(fēng)風(fēng)管經(jīng)過(guò)送風(fēng)管道井將加壓送風(fēng)送至1F 南側(cè)內(nèi)墻上設(shè)置的送風(fēng)口。具體送風(fēng)風(fēng)管及風(fēng)口位置見(jiàn)下圖:
屋頂風(fēng)機(jī)及風(fēng)管平面圖 1F 風(fēng)管及風(fēng)口平面圖
1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)說(shuō)明
14建規(guī)的6.4.2.1中設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)為新增條文,而機(jī)械防煙相關(guān)規(guī)范條文要求14 建規(guī)中并無(wú)明確要求,根據(jù)公安部2015年98號(hào)通知條文,防排煙系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)仍執(zhí)行06建規(guī),而06建規(guī)中并無(wú)封閉樓梯間設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的具體要求,所以只能暫按防煙樓梯間設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的相關(guān)條文來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
這點(diǎn)非常容易造成設(shè)計(jì)人員的困擾,希望在2018年8月1日?qǐng)?zhí)行的建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB51251-2017中能得到解決。
1.3 送風(fēng)量及樓梯間余壓值確定
根據(jù)06建規(guī)9.3.2條文解釋中的壓差法計(jì)算,計(jì)算式如下:
Ly=0.827×A×1.25× △ P1/N×3600
A 取0.04+0.62=0.66
(1.0m×2.2mH×3樘,門框縫隙取2mm,無(wú)窗,為0.04)
(墻,樓板及地板的縫隙取總表面積0.2%,為0.62)
△P取50Pa;N取2;
分別代入計(jì)算后得Ly=17370CMH
根據(jù)表9.3.2中前室不送風(fēng)的防煙樓梯間的加壓送風(fēng)量25000CMH與計(jì)算值Ly=17370CMH 比較后取值25000CMH。
此值是現(xiàn)規(guī)范中重要參考值,但由于其對(duì)應(yīng)的防煙樓梯間余壓值為40~50Pa,和前室的壓差在10~25Pa以內(nèi), 對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)的耐壓性及疏散門的開啟便利性都有綜合考慮,但封閉樓梯間并無(wú)前室,如保持樓梯間與室內(nèi)壓差在40~50Pa,可能會(huì)造成樓梯間正壓過(guò)大及疏散門開啟困難。筆者查閱了美國(guó)NFPA(National fire protection association)92A,其中未明確規(guī)定樓梯間性質(zhì),只需根據(jù)樓梯間高度可查得余壓值至少≥30Pa,基本和14建規(guī)中防煙前室余壓值一致。
綜合考慮,在樓梯間疏散門上方安裝余壓閥,保證樓梯間和室內(nèi)壓差在25~30Pa以內(nèi),與06建規(guī)9.3.3中前室的壓力值保持一致。
2設(shè)置送風(fēng)管道井的影響
通常防煙樓梯間的送風(fēng)風(fēng)管無(wú)需設(shè)置專用管道井,可直接在樓梯間側(cè)墻上設(shè)置送風(fēng)口,但封閉樓梯間卻必須設(shè)置專用管道井。因?yàn)楦鶕?jù)14建規(guī)的6.4.2.2封閉樓梯間的墻上不應(yīng)開設(shè)正壓送風(fēng)口洞口, 但6.4.3.5卻允許防煙樓梯間開設(shè)正壓送風(fēng)口洞口。
封閉樓梯間只能通過(guò)設(shè)置管道井使樓梯間的墻外延,并再設(shè)一道設(shè)置送風(fēng)口的墻為樓梯間的“內(nèi)墻",來(lái)滿足規(guī)范的要求。
14建規(guī)并沒(méi)給出兩種樓梯間在開洞限制上有區(qū)別的原因,但這點(diǎn)確實(shí)造成了封閉樓梯間的機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)更復(fù)雜,特別是如由于空間狹小問(wèn)題無(wú)法設(shè)置防煙樓梯間時(shí)卻還必須給封閉樓梯間額外預(yù)留管道井的空間。
3防火外墻設(shè)置自然排煙窗的可能性
封閉樓梯間靠外墻設(shè)置,但卻有防火要求,北側(cè)為防火墻(耐火極限3h),東側(cè)為防火隔墻( 耐火極限2h),根據(jù)14建規(guī)6.4.2.1如能設(shè)置自然排煙窗就可以無(wú)需設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。
筆者認(rèn)為如在此處設(shè)置可手自動(dòng)開啟的熱熔斷式防火窗作為自然排煙窗,即接受到火災(zāi)信號(hào)后,自動(dòng)或手動(dòng)打開防火窗進(jìn)行排煙,并當(dāng)溫度處于68±5度時(shí),自行平穩(wěn)關(guān)閉防火窗(釋放狀態(tài)),滿足防火要求。雖然此時(shí)樓梯間失去了排煙能力,但如設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)仍需設(shè)置70℃熔斷的防火閥,防火閥關(guān)閉后,樓梯間也會(huì)失去加壓送風(fēng)能力,實(shí)際上兩者在樓梯間防排煙功能上是等價(jià)的。區(qū)別是通過(guò)自然排煙窗排出的煙氣會(huì)蔓延到有防火間距要求的室外,但70℃以下煙氣到底對(duì)周圍有多大影響如有機(jī)會(huì)可以通過(guò)消防模擬認(rèn)證方式進(jìn)行確認(rèn)。經(jīng)與消防部門溝通,本次設(shè)計(jì)最終還是采用機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。
4安科瑞余壓監(jiān)控系統(tǒng)介紹及選型
針對(duì)各類機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn),安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)了余壓監(jiān)控系統(tǒng),是集工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊、抗電磁干擾、數(shù)字傳感技術(shù)及消防二總線于一體的智能化系統(tǒng)。采用高靈敏度壓力信號(hào)傳感器,24小時(shí)實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢并采集監(jiān)控區(qū)域壓力變化等工作狀態(tài),對(duì)超壓故障發(fā)出報(bào)警信號(hào)并記錄,當(dāng)防煙樓梯間或前室余壓值達(dá)到超壓監(jiān)控值時(shí),余壓探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào),余壓控制器打開加壓風(fēng)機(jī)風(fēng)管上的旁通閥泄壓;余壓回落到正常區(qū)間值后,余壓探測(cè)器發(fā)出信號(hào),余壓控制器關(guān)閉旁通閥,通過(guò)控制旁通閥的開啟,來(lái)保持余壓值穩(wěn)定在規(guī)范要求的區(qū)間值內(nèi),系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性、數(shù)字化、智能化,自動(dòng)化連續(xù)監(jiān)控的特點(diǎn)。
4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
余壓監(jiān)控系統(tǒng)由余壓監(jiān)控器(主機(jī))、余壓控制器、余壓探測(cè)器、風(fēng)閥執(zhí)行器、系統(tǒng)監(jiān)控專用軟件等部分或全部設(shè)備組成滿足并高于GB51251《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、GB50016《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和GB50098《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的功能需求。
4.2 配置與功能
4.3設(shè)計(jì)規(guī)程
系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)建筑物內(nèi)機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置的具體情況,采用分?jǐn)嘣O(shè)計(jì)的控制方式,確定余壓控制器和余壓探測(cè)器的設(shè)置部位、數(shù)量與形式;
余壓控制器和余壓探測(cè)器的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)及故障報(bào)警等信息,應(yīng)通過(guò)通信接口,并聯(lián)接入加壓風(fēng)機(jī)控制箱內(nèi)的余壓監(jiān)控系統(tǒng)總線,將各類信息上傳至消防控制室內(nèi)的余壓監(jiān)控器(主機(jī)),進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測(cè)管理、顯示并存儲(chǔ),以便于值班人員隨時(shí)掌控和了解設(shè)備運(yùn)行情況;
余壓監(jiān)控器與余壓控制器之間采用RS485通訊方式,485回路的總線采用NH-RVSP-2*1.5mm2的通訊線纜,通訊距離一般在500米以內(nèi),余壓監(jiān)控器可連接64個(gè)余壓控制器;
余壓控制器與余壓探測(cè)器之間采用二總線通訊方式,二總線回路的總線采用NH-RVSP-2*2.5mm2的通訊線纜,通訊距離一般在500米以內(nèi), 防煙樓梯間、前室樓板垂直敷設(shè),余壓控制器可連接128個(gè)余壓探測(cè)器;
系統(tǒng)的設(shè)置不應(yīng)影響機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的正常工作。
4.4設(shè)置場(chǎng)所及范圍
在設(shè)有機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的場(chǎng)所,應(yīng)設(shè)置余壓監(jiān)控系統(tǒng)。每臺(tái)加壓送風(fēng)機(jī)配電控制箱內(nèi)應(yīng)設(shè)置余壓控制器;防煙樓梯間及其前室設(shè)置余壓探測(cè)器;消防電梯間前室或合用前室應(yīng)設(shè)置余壓探測(cè)器;避難走道的前室,避難層(間)應(yīng)設(shè)置余壓探測(cè)器。
4.5設(shè)置部位
4.5.1.余壓控制器的設(shè)置
余壓控制器的設(shè)置數(shù)量,與機(jī)械加壓送風(fēng)機(jī)的數(shù)量為一對(duì)一的關(guān)系;
余壓控制器應(yīng)設(shè)置在加壓送風(fēng)機(jī)控制箱內(nèi),控制箱內(nèi)預(yù)留一路220V做為余壓控制器的工作電源;
4.5.2.余壓探測(cè)器的位置
防煙樓梯間的前室或合用前室,應(yīng)每層前室設(shè)一臺(tái)余壓探測(cè)器;
應(yīng)在樓梯間高度約為三分之一和三分之二處(層)各設(shè)置一臺(tái)余壓探測(cè)器;或宜在設(shè)有加壓送風(fēng)口處(層), 設(shè)一臺(tái)余壓探測(cè)器;
余壓探測(cè)器應(yīng)設(shè)置在高壓區(qū)(樓梯間、前室區(qū)域疏散門側(cè)),距頂0.2至0.5米壁掛安裝,采用底座直接固定在預(yù)埋86盒上。
5 結(jié)語(yǔ)
封閉樓梯間機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)系統(tǒng)并不復(fù)雜,卻是防排煙系統(tǒng)中非常其重要一環(huán),和排煙系統(tǒng)互相影響,但國(guó)內(nèi)規(guī)范中對(duì)其有多處無(wú)明確說(shuō)明,如參考防煙樓梯間相關(guān)條文又容易給設(shè)計(jì)人員造成困擾。筆者通過(guò)此次項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思考及總結(jié),對(duì)其也有了更深刻認(rèn)識(shí),期待拙文能起到拋磚引玉作用。
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