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简述余压智能监控在封闭楼梯送风系统中的应用

 更新时间:2023-10-09 点击量:124

江苏安科瑞电器制造有限公司 范宏博

摘要:通过在封闭楼梯间机械加压送风系统设计过程中与国家规范无明确要求之处进行讨论总结,进行合理思考,提出观点,并给出解决方案,使设计方案更趋合理。

关键词:送风量;余压值;管道井;自然排烟窗;余压智能监控

0 引言

建筑防排烟系统关系火灾时人员疏散安全,一直以来为暖通专业设计人员重点关注且必须保证设计正确及合理性。封闭楼梯间机械加压送风系统属于防烟系统的重要组成部分。

封闭楼梯间即在楼梯间入口处设置门,以防止火灾的烟和热气进入的楼梯间。

楼梯间的机械加压送风系统是保证火灾时楼梯间保持正压,阻止烟气进入,从而确保人员疏散安全的重要技术手段。在最新建筑设计防火规范《GB50016-2014》(以下简称14建规)6.4.2.1中明确规定了不能自然通风或自然通风不能满足要求时,应设置机械加压送风系统或采用防烟楼梯间。

笔者最近的项目设计中为满足规范及结合消防部门验收意见,发现封闭楼梯间设置机械加压送风系统设计过程有诸多值得总结及引起思考之处。

1 封闭楼梯间机械加压送风系统设计方案

1.1 项目及设计方案概述

本工程位于海南省海口市,主要为光纤棒生产厂房改建4期项目,改建总建筑面积约3万平方, 设置封闭楼梯间的改建区域为固化炉车间,共2层,建筑高度为18m,一层层高6.19m,约562平方,二层层高11.80m,约570平方。火灾危险性等级为丁类,耐火等级二级。为满足人员安全疏散要求,且由于业主对空间利用率要求相当高,生产设备外几乎无可用多余空间,所以如设置防烟楼梯间将无空间设置防烟前室,最终设置了封闭楼梯间。具体位置见下图:

1F 封闭楼梯间平面图 2F 封闭楼梯间平面图

加压送风风机屋顶落地安装,送风风管经过送风管道井将加压送风送至1F 南侧内墙上设置的送风口。具体送风风管及风口位置见下图:

屋顶风机及风管平面图 1F 风管及风口平面图

1.2 设计依据说明

14建规的6.4.2.1中设置机械加压送风系统为新增条文,而机械防烟相关规范条文要求14 建规中并无明确要求,根据公安部2015年98号通知条文,防排烟系统具体设计仍执行06建规,而06建规中并无封闭楼梯间设置机械加压送风系统的具体要求,所以只能暂按防烟楼梯间设置机械加压送风系统的相关条文来进行设计。

这点非常容易造成设计人员的困扰,希望在2018年8月1日执行的建筑防烟排烟系统技术标准GB51251-2017中能得到解决。

1.3 送风量及楼梯间余压值确定

根据06建规9.3.2条文解释中的压差法计算,计算式如下:

Ly=0.827×A×1.25× △ P1/N×3600

A 取0.04+0.62=0.66

(1.0m×2.2mH×3樘,门框缝隙取2mm,无窗,为0.04)

(墙,楼板及地板的缝隙取总表面积0.2%,为0.62)

△P取50Pa;N取2;

分别代入计算后得Ly=17370CMH

根据表9.3.2中前室不送风的防烟楼梯间的加压送风量25000CMH与计算值Ly=17370CMH 比较后取值25000CMH。

此值是现规范中重要参考值,但由于其对应的防烟楼梯间余压值为40~50Pa,和前室的压差在10~25Pa以内, 对维护结构的耐压性及疏散门的开启便利性都有综合考虑,但封闭楼梯间并无前室,如保持楼梯间与室内压差在40~50Pa,可能会造成楼梯间正压过大及疏散门开启困难。笔者查阅了美国NFPA(National fire protection association)92A,其中未明确规定楼梯间性质,只需根据楼梯间高度可查得余压值至少≥30Pa,基本和14建规中防烟前室余压值一致。

综合考虑,在楼梯间疏散门上方安装余压阀,保证楼梯间和室内压差在25~30Pa以内,与06建规9.3.3中前室的压力值保持一致。

2设置送风管道井的影响

通常防烟楼梯间的送风风管无需设置专用管道井,可直接在楼梯间侧墙上设置送风口,但封闭楼梯间却必须设置专用管道井。因为根据14建规的6.4.2.2封闭楼梯间的墙上不应开设正压送风口洞口, 但6.4.3.5却允许防烟楼梯间开设正压送风口洞口。

封闭楼梯间只能通过设置管道井使楼梯间的墙外延,并再设一道设置送风口的墙为楼梯间的“内墙",来满足规范的要求。

14建规并没给出两种楼梯间在开洞限制上有区别的原因,但这点确实造成了封闭楼梯间的机械加压送风系统设计更复杂,特别是如由于空间狭小问题无法设置防烟楼梯间时却还必须给封闭楼梯间额外预留管道井的空间。

3防火外墙设置自然排烟窗的可能性

封闭楼梯间靠外墙设置,但却有防火要求,北侧为防火墙(耐火极限3h),东侧为防火隔墙( 耐火极限2h),根据14建规6.4.2.1如能设置自然排烟窗就可以无需设置机械加压送风系统。

笔者认为如在此处设置可手自动开启的热熔断式防火窗作为自然排烟窗,即接受到火灾信号后,自动或手动打开防火窗进行排烟,并当温度处于68±5度时,自行平稳关闭防火窗(释放状态),满足防火要求。虽然此时楼梯间失去了排烟能力,但如设置机械加压送风系统仍需设置70℃熔断的防火阀,防火阀关闭后,楼梯间也会失去加压送风能力,实际上两者在楼梯间防排烟功能上是等价的。区别是通过自然排烟窗排出的烟气会蔓延到有防火间距要求的室外,但70℃以下烟气到底对周围有多大影响如有机会可以通过消防模拟认证方式进行确认。经与消防部门沟通,本次设计最终还是采用机械加压送风系统。

4安科瑞余压监控系统介绍及选型

针对各类机械加压送风系统的应用特点,安科瑞电气股份有限公司研发了余压监控系统,是集工业计算机技术、通讯、抗电磁干扰、数字传感技术及消防二总线于一体的智能化系统。采用高灵敏度压力信号传感器,24小时实时自动巡检并采集监控区域压力变化等工作状态,对超压故障发出报警信号并记录,当防烟楼梯间或前室余压值达到超压监控值时,余压探测器发出报警信号,余压控制器打开加压风机风管上的旁通阀泄压;余压回落到正常区间值后,余压探测器发出信号,余压控制器关闭旁通阀,通过控制旁通阀的开启,来保持余压值稳定在规范要求的区间值内,系统具有实时性、数字化、智能化,自动化连续监控的特点。

4.1系统结构

余压监控系统由余压监控器(主机)、余压控制器、余压探测器、风阀执行器、系统监控专用软件等部分或全部设备组成满足并高于GB51251《建筑防烟排烟系统技术标准》、GB50016《建筑设计防火规范》和GB50098《人民防空工程设计防火规范》等相关国家标准中的功能需求。

4.2 配置与功能

4.3设计规程

系统应根据建筑物内机械加压送风系统设置的具体情况,采用分断设计的控制方式,确定余压控制器和余压探测器的设置部位、数量与形式;

余压控制器和余压探测器的实时工作状态及故障报警等信息,应通过通信接口,并联接入加压风机控制箱内的余压监控系统总线,将各类信息上传至消防控制室内的余压监控器(主机),进行统一监测管理、显示并存储,以便于值班人员随时掌控和了解设备运行情况;

余压监控器与余压控制器之间采用RS485通讯方式,485回路的总线采用NH-RVSP-2*1.5mm2的通讯线缆,通讯距离一般在500米以内,余压监控器可连接64个余压控制器;

余压控制器与余压探测器之间采用二总线通讯方式,二总线回路的总线采用NH-RVSP-2*2.5mm2的通讯线缆,通讯距离一般在500米以内, 防烟楼梯间、前室楼板垂直敷设,余压控制器可连接128个余压探测器;

系统的设置不应影响机械加压送风系统的正常工作。

4.4设置场所及范围

在设有机械加压送风系统的场所,应设置余压监控系统。每台加压送风机配电控制箱内应设置余压控制器;防烟楼梯间及其前室设置余压探测器;消防电梯间前室或合用前室应设置余压探测器;避难走道的前室,避难层(间)应设置余压探测器。

4.5设置部位

4.5.1.余压控制器的设置

余压控制器的设置数量,与机械加压送风机的数量为一对一的关系;

余压控制器应设置在加压送风机控制箱内,控制箱内预留一路220V做为余压控制器的工作电源;

4.5.2.余压探测器的位置

防烟楼梯间的前室或合用前室,应每层前室设一台余压探测器;

应在楼梯间高度约为三分之一和三分之二处(层)各设置一台余压探测器;或宜在设有加压送风口处(层), 设一台余压探测器;

余压探测器应设置在高压区(楼梯间、前室区域疏散门侧),距顶0.2至0.5米壁挂安装,采用底座直接固定在预埋86盒上。

5 结语

封闭楼梯间机械加压送风系统系统并不复杂,却是防排烟系统中非常其重要一环,和排烟系统互相影响,但国内规范中对其有多处无明确说明,如参考防烟楼梯间相关条文又容易给设计人员造成困扰。笔者通过此次项目的设计思考及总结,对其也有了更深刻认识,期待拙文能起到抛砖引玉作用。

参考文献

[1] GB50016-2014《建筑设计防火规范》[S]. 北京:中国计划出版社,1998.

[2] 中华人民共和国公安部. GB50016-2006《建筑设计防火规范》[S]. 中国计划出版社,2006.

[3] 孙晨琮.封闭楼梯间机械加压送风系统的总结及思考[J].消防界,2018,05:94,96.

[4] 安科瑞 余压监控系统, 2020.08版.