ISO 21927-32021 烟和热控制系统.第3部分动力排烟和排热通风机规范标准立项发展报告

*烟和热控制系统第3部分动力排烟和排热通风机规范标准立项发展报告EnglishTitleStandardizationDevelopmentReport:Smokeandheatcontrolsystems—Part3:Specificationsforpoweredsmokeandheatexhaustventilators摘要本报告围绕国际标准ISO21927-3:2021《烟和热控制系统第3部分：动力排烟和排热通风机规范》的立项与发展背景进行了系统性阐述。随着城市化进程的加速和大型、超大型建筑（如商业综合体、高层办公楼、地下交通枢纽等）的日益增多，火灾安全已成为建筑工程领域的核心议题。动力排烟排热系统作为被动式防火与主动式消防的关键接口，在火灾发生时通过机械方式强力排出烟气和热量，为人员疏散和消防救援创造至关重要的安全环境。然而，由于动力排烟排热通风机（P.S.H.E.V.）产品门类繁多，不同国家与地区在技术要求和测试方法上存在差异，导致国际市场流通存在技术壁垒。ISO21927-3:2021的发布，标志着国际社会在统一此类设备技术规范方面迈出了关键一步。本标准详细规定了用于烟热控制系统的动力排烟和排热通风机的术语定义、分类、性能要求（包括耐热性、气密性、流量与压差）、测试方法、标识及安装前评估等内容。报告深刻分析了该标准的技术难点，如极端高温工况下的设备可靠性（通常要求300℃以上持续运作30分钟）、关键零部件（如电机、轴承在高温下的密封与润滑）的选型规范，并强调了标准对提升建筑物烟控系统整体可靠性的深远意义。报告最后指出，该标准的全球推广与实施，将有助于消除国际贸易壁垒，提升我国相关产业的技术水平，是未来智能消防与绿色建筑发展不可或缺的一环。关键词ISO21927-3；动力排烟排热通风机；烟热控制系统；防火安全；风压测试；高温可靠性；标准化KeywordsISO21927-3;PoweredSmokeandHeatExhaustVentilator(P.S.H.E.V.);Smokeandheatcontrolsystem;Firesafety;Pressuretest;Reliabilityunderhightemperature;Standardization正文一、引言随着建筑功能形态的日益复杂化，传统的自然排烟受制于建筑高度、进风条件及气候环境，其可靠性和排烟效率已无法完全满足现代建筑的安全需求。动力排烟和排热系统因其主动、高效的特性，被广泛应用于无窗建筑、地下室、机场航站楼及超高层建筑的避难层等关键场所。通风机作为该系统的核心动力源，其性能的优劣直接决定了火灾时能否有效控制烟气的蔓延路径，维持疏散通道的无烟化环境。然而，在ISO21927-3标准出台之前，国际市场缺乏一套统一且被广泛认可的动力排烟排热通风机性能规范。不同国家应用相应的国内标准（如欧盟EN12101-3、美国UL705等），这不仅增加了制造商在出口过程中面临的测试与认证成本，也为工程设计与“一带一路”等跨国项目带来了设备选型和验收的复杂性。因此，由国际标准化组织（ISO）主导，联合各成员国技术委员会，制定并发布了ISO21927-3:2021。该标准基于并整合了欧洲EN12101-3等先进的地域标准，旨在建立一个全球通用的技术基准，确保在不同气候、不同工况下，动力排烟设备均能可靠发挥作用。二、标准范围与规范性引用本文件适用于所有单向吸入、利用机械力进行烟气和热量排放的动力排烟排热通风机（P.S.H.E.V.）。其覆盖范围较为全面，不仅包括安装在建筑物屋顶、墙面的排放口内部的风机，也涵盖了用于管道式排烟系统中的通风机。该标准旨在建立一个从设计参数到验证的全周期技术指标，具体包括以下几个方面：1.性能参数：规定了在标准环境（20℃，1个标准大气压）下的空气动力性能（全压、静压、流量、效率）测试方法。2.高温等级：明确了风机必须能够在特定高温下持续运作，通常分为B300（300℃/30min）和B400（400℃/30min）等不同耐热等级。标准详细定义了在该温度历程内，风机应保持的结构完整性和机械运转能力。3.气密性：规定了风机在非工作状态下的漏风率，以防止在平时非火灾状态下管道系统发生不必要的热量损失或气密性失效。4.安全性：明确了电机防护等级、绝缘要求、接地电阻等关键电气安全指标。此外，该标准规范性引用了ISO21927-1（烟热控制系统总则）、ISO5221（空气处理与通风设备）、ISO5801（工业风机性能测试）等相关国际标准，构成了一个完整的标准技术框架。三、技术要点与难点分析1.高温工况下的电机与轴承可靠性这是该标准最核心的技术难点。常规工业风机通常允许在60-80℃范围内长时间运行。但在排烟工况下，风机需将400℃甚至更高的过热烟气排出，这对电机本体、轴承及传动箱构成了严峻考验。ISO21927-3:2021要求测试风机在指定高温下必须持续运转。标准中对电机提出了明确要求，必须采用外转子式电机或具备耐高温、散热结构的特殊电机（如F级或H级绝缘）。此外，轴承需采用耐高温滑脂或特种密封轴承，以防止润滑脂在高温碳化后导致卡死。标准还强调了在高温测试前后，风机必须进行冷态与热态的绝缘电阻测试，验证其在热冲击下电气元件是否失效。2.风压与流量测试的空载与满载条件标准严格规定了P.S.H.E.V.的测试必须在经校准的空气动力试验台上进行。它详细规定了测量时的入口与出口管道条件，例如，对于轴流式风机，测试段要求在风机上下游有一定长度的直管段，以消除气流涡旋对测量精度的影响，符合ISO5801的测试要求。测试点必须包括多个流量点，以绘制出完整的风机性能曲线。特别是，还要模拟非火灾状态（自然通风工况，如靠背轮脱开或常开百叶开启）和火灾状态（满负荷高速工况）下的气流阻力特性，确保系统设计的灵活性。3.结构完整性与耐久性标准要求风机叶片在高温下不发生可见的塑性变形或断裂。这要求制造商必须选择优质合金钢或经过耐高温处理的铝合金。同时，电机支架、蜗壳（对于离心风机）需具备足够的强度，在承受自重及负压时不会发生失稳。标准中还强调了循环风闸的耐久性，即在多频次的开启-关闭循环后（通常要求10000次以上机械寿命），仍能保证其气密性。四、国际标准化进程与影响ISO21927-3:2021是由ISO/TC21（消防安全设备技术委员会）制定。在标准制定过程中，专家组针对欧洲、北美及亚太地区现有标准的差异进行了大量比对测试。该标准的发布将产生以下影响：1.消除技术壁垒：采用统一的ISO标准，可以极大地简化制造商在出口认证过程中的重复测试环节。例如，以往在中国取得的按照国家标准GBT15930-2007测试的报告，如需销往欧洲，仍需额外进行EN测试。随着ISO标准被各国采纳，未来可逐步实现“一次测试，全球（或区域）互认”。2.提升设备可靠性：标准对材料耐候性、高温耐久性的严格定义，倒逼企业提升研发投入，淘汰落后产能。过去市场上个别存在的“低价低质”产品，由于无法通过标准苛刻的300℃/30min稳定性测试，将被自然淘汰。3.推动工程设计与运维的精细化：标准不仅规定设备本身，还提供了安装前的系统评估指南。这有助于设计院在进行排烟量计算时，采用更为准确的设备性能数据，避免因风机实际性能与标注不符导致的“选大用大”设计浪费或“选小用大”的排烟不足问题。五、主要参与单位及标委会介绍该标准的制定离不开国际标准化组织ISO/TC21的卓越工作。本文将重点介绍ISO/TC21下的一个核心工作组——WG18（烟热控制系统工作组）。标委会：ISO/TC21/WG18ISO/TC21（消防安全设备技术委员会）是国际标准化组织内负责消防设备标准化的最高技术机构。其下设有多个工作组，其中WG18全称为“烟热控制系统工作组”（SmokeandHeatControlSystems）。该工作组承担着从设计、安装到测试的核心任务，负责起草ISO21927系列标准的全部部分。WG18的成员构成十分多元，包括来自美国、德国、英国、法国、中国、日本等主要消防大国的专家。典型代表包括：-技术权威机构：如英国的建筑研究机构（BRE）防火与安全部的专家，这些机构在火灾动力学与烟控建模方面具有深厚的理论积累，负责为标准的物理测试方法提供理论支撑。-行业协会：如欧洲的排烟设备制造商协会（如VDMA旗下的消防与排烟技术部），他们提供了大量的工业测试数据与工程实践经验，确保标准中的技术指标（如泄漏量、耐久性循环次数）是“可实现且不过度”，具有经济合理性。-国家标准化机构：如中国的应急管理部天津消防研究所（并服务于全国消防标准化技术委员会）的代表，他们带来了高速城镇化背景下的超高层建筑防火需求，推动了标准中对大型风机（流量大于10万m³/h）的特别测试程序规定。WG18的工作模式严谨且开放。在标准立项阶段，项目负责人需提交详细的新工作项目提案。在起草阶段，成员需对每一条款进行逐字讨论。尤其在处理“风机高温下的电机保护”一项时，美方代表（基于NFPA标准经验）提出可采用风冷形式，而欧方代表（基于EN标准经验）坚持必须采用特殊绝缘材质，最终经过大量的比对测试，达成了等效的妥协方案。ISO21927-3:2021的成功出台，正是WG18专家们凝聚国际共识、平衡技术争端的结果，它不是一个国家标准的简单照搬，而是多国智慧的结晶。结论ISO21927-3:2021《烟和热控制系统第3部分：动力排烟和排热通风机规范》作为一项国际标准，不仅是对具体产品（动力排烟排热通风机）技术参数的文字约定，更是全球建筑消防安全治理现代化的重要基石。本标准的发布执行，深刻解决了以往动力排烟排热设备在不同国家之间互认度低、各自为政的痛点，为跨国工程项目的设备选型提供了统一的法律技术语言。从技术趋势来看，未来本标准的修订与更新将围绕两个核心方向展开：一是向“智能互联”发展。随着物联网技术在风系统中的应用，标准未来可能细化对于风机内置传感器（如流量监测、振动监测、烟浓度感知）的通讯协议与数据可靠性要求，使得风机不仅是执行部件，更是数据采集端。二是向“多功能化”与“可持续”整合。既有建筑改造市场对高效、低能耗的排烟设备需求日益增强。标准将逐步强化对风机工作效率（如电机能效等级IE3及以上）的要求，并探讨风机在非排烟状态下作为日常通风换气设备的兼容性，即“平时通风、灾时排烟”的兼用模式下的考核规范（如更高要求的气密性及防腐蚀）。对于我国而言，积极采用并转化