浅谈民用建筑防排烟系统的控制方式

曾令菊

（四川省工业设备安装公司 四川成都 610000）

前言

民用建筑的火灾基本为固体火灾，固体物质燃烧的产物根据是否完全燃烧而不同，H2O、CO2、SO2是完全燃烧的主要产物，HCl、CO、醇类、醛类、醚类等是不完全燃烧的主要产物，虽然CO2无毒，但一定浓度的CO2会刺激人的呼吸中枢，吸入过多的CO2会引起头痛及神志不清等症状。CO对血液中的血红蛋白有高亲和性，阻碍血液中氧气的输送，从而引起头痛、神志不清和肌肉调节障碍等症状。NOx（氮氧化物）、HCl、HF、SO2及COCl2（光气）等均为有毒气体，有强烈的刺激作用，对人体有不同程度的危害。燃烧产生的烟气除毒性外还具有减光性，会严重影响人们的视线，在增加人们心里恐慌的同时使人们难以辨别火势和寻找安全疏散路线。火灾中被浓烟熏死呛死的人是烧死者的4～5倍。CO中毒是浓烟致人死亡的主要原因，在CO浓度达1.3%的空气中，呼吸13min就会导致死亡。在通常的情况下，CO2在空气中约占0.06%，当其浓度达到2%时，人就会感到呼吸困难，达到6%、7%时，人就会窒息死亡。因此发生火灾时，烟气的危害十分严重，对疏散的影响也极其重大。

1 民用建筑机械防烟系统

1.1 建筑防烟系统分类

对于建筑高度不超50m的公共建筑和建筑高度不超100m的住宅建筑，可以采用自然通风的防烟方式，自然通风是以热压和风压作用利用建筑本身的采光通风、防止烟气进入安全区域，通常采用凹廊、阳台作为防烟楼梯间的前室或合用前室或前室具有两个不同朝向的面积符合要求的可开启外窗。在不具备自然通风的条件时，采用机械加压送风系统，机械加压送风系统主要由送风口、送风管道、送风机和吸风口组成。

1.2 加压送风系统工作原理

机械加压送风方式是指风机将室外空气通过特定管路运送到指定地点，用机械产生的气流和压力阻止着火区域的烟气向安全区扩散，使安全区保持一定正压，防止烟气侵入。通常情况当高层建筑火灾时，烟气主要的扩散流动路径为：着火房间→走廊→疏散楼梯间→上部楼层→室外。因此在进行加压送风时：防烟楼梯间压力＞前室压力＞走道压力＞房间压力。当火灾发生时，机械加压送风系统及时开启，防止烟气侵入作为疏散通道的走廊、楼梯间及其前室，人们从火灾区域向安全区疏散。

1.3 加压送风系统注意事项

机械加压送风的送风量需经过计算确定，计算时需考虑在规定风速下系统的漏风量，系统的全压除考虑最不离管道压头损失外，还应有余压，防烟楼梯间和各类前室、避难间的正压值应符合规范要求，如果压力过高，会造成疏散门开启困难，压力过低正压送风系统没有足够的风速，就难以形成满足阻挡烟气的能量，为了保证防烟楼梯间及各类前室的正压值，可以设置余压阀，控制余压阀两侧正压间的压力差不超过50Pa。同时送风风速与风管的材质有很大关系，通常金属管道风速不大于20m/s，非金属管道风速不大于15m/s，土建风井风速不大于10m/s。加压送风口的风速不大于7m/s。

加压送风口通常分为自垂百叶和常闭式两种形式。常闭型风口可以通过感烟（感温）信号控制开启，也可以手动开启。风口开启时可输出动作信号至火灾联动控制器，由它联动开启风机。通常楼梯间每2～3层设一个自垂百叶送风口，各类前室应每层设一个常闭加压送风口。设置机械加压送风的场所不应设置可开启的外窗，不能在同一位置同时采用自然通风和机械加压送风系统。

1.4 加压送风系统控制方式

（1）现场手动启动；

（2）消防控制室手动启动；

（3）系统中任一常闭加压送风口开启时，加压送风机能自动开启；

（4）通过火灾报警系统自动启动。

图1

1.5 加压送风系统通过火灾报警系统自动启动的控制程序

当某一防火分区内的两只独立火灾探测器或一只火灾探测器与一只手动火灾报警按钮的报警信号，发送到消防联动控制器时，联动控制器将开启信号发送到报警区域对应的前室及合用前室的常闭加压送风口的控制模块，由消防联动控制模块开启加压送风口，同时将风口开启状态的信号反馈至消防联动控制器，此时消防联动控制器发送开启信号给常闭加压送风口对应的加压送风机模块，由该模块开启加压送风机，以上风口、风机均应在15s内开启。同时应满足：开启该防火分区楼梯间内的全部加压送风机和开启该防火分区内着火层及其相邻层上下层和前室的常闭加压送风口、加压送风机。

2 民用建筑机械排烟系统

2.1 建筑排烟系统分类

排烟系统分为自然排烟方式和机械排烟方式，《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）规定，多层建筑优先采用自然排烟的方式。自然排烟是充分利用建筑物的构造，利用火灾时产生的热烟气的浮力和外部风力作用，通过房间或走道的开口把烟气排至室外的排烟方式。在自然排烟中必须有冷空气的进口和热烟气的排出口。在不具备自然排烟的条件下，采用机械排烟系统，机械排烟系统由挡烟垂壁、排烟口、排烟防火阀、排烟道、排烟风机和排烟出口组成。

2.2 机械排烟系统工作原理

在火灾发生时，采用机械排烟系统，将着火部位等空间的烟气排至室外。火灾时，防烟分区内的长闭加压送风口开启，利用机械排烟风机产生的负压，将烟气由排烟口吸入，经排烟风管排出室外。机械排烟系控制通常由现场手动控制和火灾自动报警系统联动控制。

2.3 机械排烟系统注意事项

机械排烟系统通常与自然补风组合、机械排烟与机械补风组合、机械排烟与排风合用、机械排烟与通风空调系统合用等形式。通常排烟系统应独立设置，当合用时，系统的风口、风道、风机等要满足排烟系统的要求，当火灾被确认后，应能在开启排烟区域的排烟口和排烟风机，并在15s内自动关闭与排烟无关的通风空调系统。

当排烟风机负担多个防烟分区时，其排烟量按最大的一个防烟分区加风管的漏风量及其他未开启的排烟阀的漏风量之和计算。排烟口的最大允许排烟量要经计算确定，如果一个排烟口的排烟风量过大，会在烟气底部参杂空气一起排出，从而减少了实际排烟量。同时排烟风速与风管的材质有很大关系，通常金属管道风速不大于20m/s，非金属管道风速不大于15m/s，土建风井风速不大于10m/s。排烟口的风速不大于10m/s。排烟风机可以采用轴流风机或离心风机，但都需要满足在280℃连续工作30min，同时排烟风机入口处设置的280℃排烟防火阀能连锁关闭排烟风机。排烟风机与排烟管道不宜设置软接，当排烟系统中设置软接时，软接应能在280℃连续工作30min。

排烟口应设置在防烟分区的储烟仓内，每个防烟分区应分别设置排烟口，排烟口距防烟分区最远点的水平距离不大于30m。排烟口与附件安全出口相邻边缘之间的水平距离不应小于1.5m。

2.4 排烟风机的控制方式

（1）现场手动启动；

（2）通过火灾报警系统自动启动；

（3）消防控制室手动启动；

（4）系统中任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机、补风机能自动开启。

图2

2.5 排烟系统通过火灾报警系统自动启动的控制程序

排烟系统通过火灾报警系统联动触发信号的控制程序，与加压送风系统通过火灾报警系统联动触发信号的控制程序基本相同，不同点在于两个系统对触发点探测器所处的报警区域要求不同，加压送风系统要求同一防火分区内报警信号，而排烟系统要求是同一防烟分区内的报警信号。其联动触发信号均为，探测区域内的两只独立火灾探测器或一只火灾探测器与一只手动火灾报警按钮的报警信号。火警发生时，消防联动控制器15s开启活动式挡烟垂壁同时启动该区内的排烟风机和补风机，并在30s内自动关闭通风空调等其他无关系统，当一个排烟系统负担两个及以上防烟分区的排烟功能，火灾时仅开启火灾所在防烟分区的排烟阀（口），其他防烟分区的排烟阀（口）应保证是关闭状态。设置在排烟风机入口总管处的排烟防火阀在280℃时自动关闭，同时联锁关闭排烟风机和补风机。

3 结束语

施工单位在了解和掌握消防防排烟系统的联动控制原理和各消防系统间的逻辑关系后，能在设备订货、选型、安装、调试各阶段根据系统实际需要确定各类风机、防火阀、排烟阀、消防联动设备的类型和技术要求。安装完成后用上述4种控制方式测试防排烟系统，为工程顺利通过消防验收奠定基础。