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StandardizationDevelopmentReport:Smokeandheatcontrolsystems—Part3:Specificationsforpoweredsmokeandheatexhaustventilators摘要随着现代建筑向高层化、大空间化和功能复合化方向快速发展，火灾发生时烟气和高温热量的有效控制已成为建筑消防安全设计中的核心问题。动力排烟和排热通风机作为烟和热控制系统（SmokeandHeatControlSystems,SHCS）中的关键执行设备，其性能直接关系到人员安全疏散和消防救援作业的成败。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》由国际标准化组织（ISO）发布，是现行有效的动力排烟通风机产品国际标准。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、修订历程和应用价值，重点分析了标准中关于消防高温性能、气动性能、结构安全等核心技术指标的规范要求，阐述了该标准在全球范围内的应用现状及其对我国建筑防排烟技术标准化工作的借鉴意义。报告指出，ISO21927-3:2021的发布和实施，为全球动力排烟通风机产品的设计、制造、检验和工程应用提供了统一的技术依据，对提升建筑火灾安全水平、促进国际贸易和技术交流具有重要的推动作用。关键词：烟和热控制系统；动力排烟通风机；国际标准；火灾安全；排烟系统；性能规范Keywords:Smokeandheatcontrolsystems;Poweredsmokeandheatexhaustventilators;InternationalStandard;Firesafety;Smokeextractionsystem;Performancespecification1引言1.1研究背景建筑火灾中，烟气是导致人员伤亡的首要因素。据统计，火灾中约85%的死亡是由烟气窒息或中毒造成的。动力排烟和排热通风机（PoweredSmokeandHeatExhaustVentilators,PSHEV）通过机械动力强制排除火灾产生的烟气和热量，能够在火灾初期为建筑内人员创造有利的疏散条件，同时为消防人员实施救援提供清晰的视野和可接近的环境。因此，动力排烟通风机被广泛应用于高层建筑、大型商场、地下空间、工业厂房、交通枢纽等各类建筑场所的防排烟系统中。然而，动力排烟通风机的工作环境极为严苛：它必须在高温烟气环境中保持结构完整和功能稳定，同时需要抵御烟气腐蚀、机械振动等多种不利因素的共同作用。不同国家和地区对动力排烟通风机的技术要求存在差异，给产品的国际贸易和工程选型带来了障碍。在此背景下，制定统一的国际标准成为行业发展的迫切需求。1.2标准基本信息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》是国际标准化组织（ISO）发布的专门规范动力排烟和排热通风机产品性能的国际标准。该标准由ISO/TC21（消防安全技术委员会）下设的SC11（烟和热控制系统分技术委员会）负责制定和维护，于2021年5月18日正式发布，取代了此前版本ISO21927-3:2006。标准采用英文编写，分类号为防火（13.220.20），适用于建筑烟和热控制系统中使用的动力排烟和排热通风机的设计、制造和检验。1.3目的与意义2标准立项背景与发展历程2.1ISO/TC21/SC11组织架构ISO21927系列标准由国际标准化组织消防安全技术委员会（ISO/TC21）下属的烟和热控制系统分技术委员会（ISO/TC21/SC11）负责制定。该分技术委员会秘书处由英国标准协会（BSI）承担，目前有多个参与成员国和观察成员国。SC11的工作范围涵盖建筑烟和热控制系统的设计、安装、调试、维护及相关产品的标准化。ISO21927系列标准是目前国际上关于烟和热控制系统最权威的标准体系，其各部分分别针对系统的不同组成部分制定专门规范：-ISO21927-1：烟和热控制系统第1部分：烟屏障规范-ISO21927-2：烟和热控制系统第2部分：自然排烟和排热通风机规范-ISO21927-3：烟和热控制系统第3部分：动力排烟和排热通风机规范-ISO21927-4：烟和热控制系统第4部分：烟和热排气系统（安装了动力排烟和排热通风机）的安装和运行安全要求-ISO21927-5：烟和热控制系统第5部分：烟和热排气系统（安装了自然排烟和排热通风机）的设计和安装要求-ISO21927-6：烟和热控制系统第6部分：压力差分系统规范-ISO21927-7：烟和热控制系统第7部分：烟道规范-ISO21927-8：烟和热控制系统第8部分：排烟和排热通风机荷载计算方法-ISO21927-9：烟和热控制系统第9部分：控制设备规范ISO21927-3作为该系列标准的核心组成部分之一，专门针对动力排烟和排热通风机这一关键设备制定产品规范。2.2标准修订历程动力排烟和排热通风机的标准化工作有着较长的发展历史。早期，欧洲各国在建筑防排烟领域积累了丰富的工程经验，并各自制定了国家标准。随着欧盟统一技术法规的推进，欧洲标准化委员会（CEN）制定了EN12101-3《烟和热控制系统第3部分：动力排烟和排热通风机规范》，该标准成为欧洲各国共同遵循的技术依据。在此基础上，ISO基于EN12101-3的技术框架，结合全球各国的实践经验，制定了第一版ISO21927-3:2006。该版本被全球多个国家和地区广泛采用。2021年，ISO发布了修订后的第二版ISO21927-3:2021，新版标准在技术内容、试验方法和性能要求等方面进行了全面更新，反映了近年来动力排烟通风机技术发展的最新成果和火灾安全工程研究的最新进展。2.3修订的主要驱动因素ISO21927-3:2021的修订主要基于以下驱动因素：第一，技术进步推动。近年来，动力排烟通风机在电机技术、叶轮设计、高温材料应用等方面取得了显著进步，新型高效节能产品不断涌现，原有标准的技术指标已不能充分反映当前产品的实际性能水平。第二，火灾安全研究的深化。火灾科学研究在烟气运动规律、火灾热释放速率、人员疏散行为等方面取得了新成果，对排烟系统在实际火灾条件下的性能要求有了更深入的认识。第三，国际标准协调需求。为推动全球范围内标准的统一和协调，减少技术性贸易壁垒，ISO需要定期对标准进行复审和修订，以确保标准内容与各成员国的技术法规和最新实践保持同步。第四，全球建筑行业发展趋势。绿色建筑、智能建筑概念的推广以及建筑形态的日益复杂化，对防排烟系统提出了更高的性能要求，标准需要适应这些新的市场需求。3标准主要技术内容分析3.1标准适用范围ISO21927-3:2021规定了动力排烟和排热通风机（PSHEV）的性能要求、试验方法和评估准则。该标准适用于安装在建筑烟和热控制系统中的电动、液压或气动驱动的排烟和排热通风机，包括轴流式、离心式等多种风机类型。标准涵盖了通风机在常温和高温工况下的气动性能、结构完整性、电气安全、耐腐蚀性、噪声水平等各方面的技术要求。标准明确不适用于以下情况：用于非建筑火灾场景的通风设备；不承受高温烟气暴露的实验性通风设备；仅用于日常通风而不具备排烟功能的通用通风设备。3.2核心性能要求3.2.1高温性能要求高温性能是动力排烟通风机区别于普通通风设备的核心特征，也是ISO21927-3:2021标准关注的重点内容。标准将通风机分为不同的温度等级，规定了其在高温烟气环境下的持续工作时间要求：-F300等级：通风机须能在300℃的烟气环境中持续可靠运行不少于60分钟；-F400等级：通风机须能在400℃的烟气环境中持续可靠运行不少于30分钟。高温试验在专门的试验炉中进行，试验过程中通风机应保持规定的转速和排烟能力，试验结束后通风机应无影响其功能的结构变形、零部件脱落或其他失效现象。值得注意的是，不同温度等级对应不同的应用场景，F300等级适用于一般高层建筑，而F400等级适用于对安全性要求更高的特殊场所，如超高层建筑、大型交通枢纽等。3.2.2气动性能要求标准规定了通风机在标准空气状态下的流量-压力特性测试方法，要求制造商提供完整的气动性能曲线。同时，标准还要求评估通风机在高温条件下的风量衰减特性。在高温工况下，由于空气密度降低和风机材料性能变化，通风机的排烟能力可能有所下降，标准要求高温条件下的风量不低于常温额定风量的规定比例（通常为90%以上），以确保在火灾紧急情况下的排烟效果。3.2.3结构安全与可靠性标准对通风机的结构设计和制造质量提出了明确要求，包括：-通风机外壳及内部结构应采用不燃材料制造，在高温下不应产生明显变形或损坏；-叶轮应具备足够的机械强度，在最高工作转速下应能安全运行，且应通过超速试验验证；-电机应满足高温环境下的绝缘要求，必要时采用特殊设计或加装隔热保护装置；-通风机的安装固定方式应确保在地震、爆炸冲击等极端条件下不发生脱落或倾覆。3.2.4电气安全性能标准要求动力排烟通风机的电气系统满足相应的电气安全标准要求，包括绝缘电阻、耐压强度、接地保护、防护等级（IP等级）等指标。特别地，标准要求通风机在高温条件下运行时，电气线路和连接部件不应因过热引发短路或故障，且电机在高温环境下的启动和持续运行能力应得到验证。3.2.5耐腐蚀与耐久性能考虑到排烟通风机可能长期处于潮湿、腐蚀性或污染环境中，标准要求通风机应具备良好的耐腐蚀性能。通风机的外露金属部件应进行防腐处理，产品应能通过中性盐雾试验（NSS试验）规定的测试要求。对于安装于室外的动力排烟通风机，还应能承受风雨、紫外线辐射等自然环境的考验。标准还规定了通风机的耐久性要求，包括：-在额定工况下连续运行不少于100小时的可靠性验证；-运行寿命内的维护周期和维护要求；-关键零部件的可更换性设计，以便于后期维护和检修。3.3试验方法与评价体系ISO21927-3:2021规定了一系列标准化的试验方法，主要包括：-温度试验：在符合ISO834标准时间-温度曲线的试验炉中进行，验证通风机高温下的持续工作能力；-气动性能试验：按照ISO5801（工业通风机性能测试）规定的方法，在标准空气状态下测量通风机的风量、全压和轴功率；-超速试验：在高于最高工作转速的规定转速下运行规定时间，验证叶轮的安全性；-噪声测试：按照ISO13347标准规定的方法测量通风机的噪声水平；-防护等级试验：按照IEC60529标准验证通风机外壳的防尘防水等级。标准建立了与国际接轨的通风机产品性能评价体系，制造商可依据该标准进行产品的型式检验，并由第三方检测机构出具检验报告，作为产品认证和质量保证的依据。4标准应用现状与影响4.1国际应用现状ISO21927-3:2021已被众多国家和地区作为制定本国标准或技术法规的参考依据。在欧洲，ISO21927-3与EN12101-3在技术内容上保持高度协调，CE标志认证中动力排烟通风机产品的关键性能指标均以该标准为基础。在中东地区，多个国家的建筑规范明确要求动力排烟通风机产品符合ISO21927-3的要求。在东南亚、非洲等地区，该标准也被越来越多地纳入建筑消防验收的技术依据。标准的国际化应用极大地方便了动力排烟通风机产品的国际贸易，制造商只需按照统一的标准进行产品测试和认证，即可在多个国家和地区市场流通，显著降低了重复测试和多重认证的成本。4.2对我国的借鉴意义我国目前对动力排烟通风机的技术要求主要依据国家标准GB/T12353《建筑通风和排烟系统用防火阀门》以及相关的建筑防火设计规范。这些标准虽然在保障建筑消防安全方面发挥了重要作用，但在标准的系统性、指标的科学性和试验方法的国际互认度方面仍有提升空间。当前，我国鼓励采用国际标准和国外先进标准，推进标准国际化进程。结合中国国情和实际火灾安全需求，深入研究ISO21927-3:2021并适时转化为适合我国国情的技术标准，有助于：-促进国内产品与国际市场的技术对接，减少出口贸易技术壁垒；-借鉴国际先进的试验方法和评价体系，完善我国消防产品标准体系；-为“一带一路”沿线国家的建筑消防工程建设提供技术标准支持。5主要参与单位介绍5.1国际标准化组织（ISO）ISO21927-3:2021由国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization，简称ISO）发布。ISO成立于1947年2月23日，总部位于瑞士日内瓦，是全球最大的自愿性国际标准制定组织。ISO的成员由各国国家标准化机构（国家成员体）组成，目前拥有165个成员体，覆盖全球几乎所有国家和地区。ISO的宗旨是“在世界范围内促进标准化工作的发展，以利于国际物资交流和互助，并扩大在知识、科学、技术和经济方面的合作”。其主要活动是制定国际标准，协调世界范围内的标准化工作，组织各成员国和技术委员会进行情报交流，以及与其它国际性组织进行合作，共同研究有关标准化问题。ISO的组织结构包括全体大会、理事会、技术管理局、各技术委员会和分技术委员会。截至2024年，ISO已发布超过24,000项国际标准，涵盖几乎所有技术领域，形成了覆盖制造业、服务业、社会治理等全方位的标准体系。ISO标准制定遵循协商一致的原则，所有标准均经过提出项目、起草工作草案、委员会草案、国际标准草案、最终国际标准草案等阶段，最终由各成员国投票表决通过后正式发布。ISO标准的制定过程保证了其先进性和广泛的适用性，使其成为全球公认的技术规范。5.2ISO/TC21/SC11分技术委员会ISO21927-3:2021由ISO/TC21消防安全技术委员会下设的SC11烟和热控制系统分技术委员会负责制定和维护。SC11的秘书处由英国标准协会（BSI）承担，主席和秘书分别由各国专家担任。SC11的成员包括参与成员国和观察成员国，中国也是SC11的积极成员之一。SC11的主要工作范围包括烟和热控制系统相关标准的制定和修订，涉及烟屏障、自然排烟和排热通风机、动力排烟和排热通风机、压力差分系统、烟道、控制设备等多个子系统。这些标准共同构成了完整的烟和热控制系统国际标准体系，为建筑火灾烟气控制提供了系统性的技术规范。6结论与展望6.1标准应用价值总结ISO21927-3:2021作为动力排烟和排热通风机领域的核心国际标准，其发布和实施具有多方面的重要意义：在安全层面，该标准通过严格的技术要求和标准化的试验方法，确保了动力排烟通风机在火灾等紧急情况下的可靠性能，为保障人员生命安全和减少财产损失提供了基础性技术支撑。在市场层面，该标准的国际通用性打破了各国标准差异形成的技术壁垒，促进了动力排烟通风机产品的国际贸易自由化和市场全球化，为企业拓展国际市场创造了有利条件。在技术层面，该标准为行业提供了统一的技术语言和评价基准，引导和推动了动力排烟通风机技术的持续创新和进步，鼓励企业开发更加高效、可靠、节能的产品。在对标国际方面，该标准的深入研究和转化应用有助于我国消防产品标准的国际化对接，提升我国在全球消防标准化领域的话语权和影响力。6.2未来发展趋势展望未来，动力排烟和排热通风机标准化工作将在以下方向持续深化：智能化与物联网融合。物联网和智能传感技术的快速发展将推动排烟通风机向智能化方向升级。未来标准需要补充